Ciclo del Azufre

Practica 11

Microorganismos del ciclo del Azufre

Equipo 4:

• Aiko Anaid Vega Parrilla
• Luis Angel Cruz Ugalde

Estados de Oxidación de diversos compuestos del azufre

Fotosíntesis anoxigénica

La fotosíntesis anoxigénica es un tipo de fotosíntesis que ocurre en ciertos grupos de bacterias, especialmente en bacterias fotosintéticas como las bacterias verdes del azufre (ej. Chlorobium) y las bacterias púrpuras del azufre (ej. Chromatium). A diferencia de la fotosíntesis oxigénica realizada por plantas, algas y cianobacterias, la fotosíntesis anoxigénica no produce oxígeno molecular (O2) como subproducto.

Objetivos

Demostrar la presencia de bacterias involucradas en los diversos procesos del ciclo del azufre: •Mineralizadoras anaerobias del azufre • Oxidadoras del azufre • Reductoras de sulfato • Verdes y purpuras del azufre

Resultados

Bacterias mineralizadoras del azufre

Figura 1.

Tubos para prueba de mineralización de azufre. De izquierda a derecha, testigo, tubos negativos y tubos positivos. La prueba se considera positiva si hay presencia de precipitado negro en los tubos

Diluciones

Tabla 1. Numero mas probable por gramo (NMP/g) de bacterias mineralizadoras del Azufre, para cada una de las estaciones muestreadas. El NMP se determino a partir de los tubos positivos en las diluciones utilizadas.

≥1,100

log10 NMP/g

Estaciones

Figura 2. Comparación de los datos obtenidos en cada una de las estaciones muestreadas para la cuantificación de bacterias mineralizadoras del Azufre. Los datos representan el Log10 del Numero mas probable por gramo (NMP/g). E2, E3, E1b y E3b presentan valores mayores o iguales a 1,100 NMP/g.

Bacterias oxidadoras del azufre

(+)

(-)

Figura 3.

Tubos para prueba de oxidación del azufre. (+) prueba positiva, (-) prueba negativa. En los tubos positivos para esta prueba se observa cierto grado de turbidez al adicionar Cloruro de Bario.

Diluciones

Tabla 2. Numero mas probable por gramo (NMP/g) de bacterias oxidadoras del azufre, para cada una de las estaciones muestreadas. El NMP se determino a partir de los tubos positivos en las diluciones utilizadas.

log10 NMP/g

Estaciones

Figura 4. Comparación de los datos obtenidos en cada una de las estaciones muestreadas para la cuantificación de bacterias oxidadoras del azufre. Los datos representan el Log10 del Numero mas probable por gramo (NMP/g)

Bacterias reductoras de sulfato

Figura 5.

Tubos con medio starkey para la determinación de bacterias reductoras de sulfatos. La prueba se considera positiva si hay presencia de un precipitado de color negro.

Diluciones

Tabla 3. Numero mas probable por gramo (NMP/g) de bacterias reductoras de sulfato, para cada una de las estaciones muestreadas. El NMP se determino a partir de los tubos positivos en las diluciones utilizadas.

log10 NMP/g

Estaciones

Figura 6. Comparación de los datos obtenidos en cada una de las estaciones muestreadas para la cuantificación de bacterias reductoras de sulfatos. Los datos representan el Log10 del Numero mas probable por gramo (NMP/g)

log10 NMP/g

Figura 7. Grafica general de los resultados obtenidos para cada uno de los grupos de microorganismos analizados. Los resultados muestran el Log10 del Numero mas probable por gramo (NMP/g)

Conclusión

Se logro demostrar la presencia y cuantificación de las bacterias que intervienen en los procesos:

• Mineralización anaerobica del Azufre
• Oxidación del Azufre
• Reducción de sulfatos

Nombre del autor/a

Cuestionario

Discutir la importancia de las bacterias del azufre en la corrosion de los metales.

1.-

Mencionar las diferencias de reducción asimilatoria y reducción desasimilatoria de sulfatos.

2.-

Describir la diferencia entre fotosintesis oxigenica y anoxigenica.

3.-

¿Que importancia ecologica tienen las bacterias verdes y purpuras del azufre?

4.-

¡Eureka!

¡Muchas gracias!

El sulfuro de hidrógeno también está sujeto a la oxidación fototrófica en los ambientes anóxicosLas bacterias fotosintéticas del azufre, las cromatiáceas, las ectotiorro- dospiráceas y las clorobiáceas, pueden fotorreducir el C02 a la vez que oxidan el H2S a S°

La mineralización es el proceso mediante el cual los compuestos orgánicos complejos que contienen azufre, como aminoácidos, proteínas y otros metabolitos, son descompuestos por microorganismos en el suelo, sedimentos o agua. Durante este proceso, el azufre orgánico es liberado y convertido en formas inorgánicas más simples, como sulfatos (SO4²⁻) y sulfuros (S²⁻).

La reducción del sulfato produce sulfuro de hidrógeno según la siguiente ecuación:

Los géneros tradicionalmente reductores de sulfato, Desulfovibrio y Desulfotomaculum, se les ha añadido diferentes tipos morfológicos y fisiológicos como Desulfobacter, Desulfobulbus, Desulfococcus, De- sulfonema y Desulfosarcina

Las bacterias verdes y púrpuras del azufre, son un grupo diverso de microorganismos procariotas que desempeñan roles cruciales en varios ecosistemas. Su importancia ecológica radica en las siguientes funciones: 1. Fotosíntesis anoxigénica: A diferencia de las plantas y las algas, que realizan fotosíntesis oxigenica utilizando agua como donador de electrones, estas bacterias emplean compuestos reducidos de azufre, como el ácido sulfhídrico (H2S) o el azufre elemental, para generar energía. Este proceso libera oxígeno al ambiente, contribuyendo a la oxigenación de ecosistemas acuáticos y terrestres, especialmente en aquellos con poca presencia de plantas. 2. Fijación de carbono: Al igual que las plantas, las bacterias fotosintéticas del azufre fijan dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera para construir su biomasa. Esta capacidad las convierte en productores primarios, especialmente en ecosistemas con poca luz solar o con altos niveles de toxicidad, donde las plantas no pueden prosperar. 3. Ciclo del azufre: Las bacterias verdes y púrpuras del azufre juegan un papel fundamental en el ciclo del azufre, un proceso biogeoquímico esencial. Oxidando compuestos reducidos de azufre a sulfato, estas bacterias contribuyen a la regulación de la disponibilidad de este elemento en los ecosistemas.

En la reducción asimilatoria de sulfatos, los organismos utilizan sulfatos como fuente de azufre para sintetizar componentes celulares como aminoácidos, coenzimas y otros compuestos sulfurados necesarios para funciones biológicas vitales.

El sulfato es el segundo anión más abundante en el agua de mar; el S042- de los ambientes marinos representa un gran reservorio de azufre que se recicla lentamente.

En presencia de oxígeno, los compuestos reducidos de azufre pueden formar parte del metabolismo quimiolitotrofo microbiano. Beggiatoa, Thioploca, Thiothrix

Una consecuencia importante de tipo práctico en el ciclo del azufre es la corrosión anaeróbica de estructuras de hierro y acero instaladas en suelos y sedimentos que contienen sulfato. Este tipo de corrosión puede alterar gravemente e incluso destruir tuberías y pilares y ha creado un problema inesperado a la ingeniería, ya que se creía que la corrosión en los ambientes anóxicos era mínima.

Figura 8. Pasos de la reacción qu genera la corrosión metalica. (1) La superficie de Hierro reacciona con el agua formando Hidroxido Ferroso e Hirogeno. (2) Desulfovibrio desulfuricans elimina la capa de Hidrogeno y forma Sulfuro de Hidrogeno. (3) El Sulfuro de Hidrogeno ataca al Hierro, formando Sulfuro de Hierro e Hidrogeno. (4) Como resultado el Hierro se convierte en Hiroxido Ferroso y Sulfuro Ferroso.