Clase 7: Ciclos Biogeoquímicos Flashcards
¿Por qué el fósforo es un elemento esencial para las entidades biológicas? ¿Se puede fijar?
Porque proporciona el esqueleto fosfato éster del DNA y RNA, es crucial en la transferencia de energía química a través de las moléculas de ATP, es componente celular estructural (fosfoproteínas y fosfolípidos), algunos organismos forman gránulos de polifosfato para almacenar y usarlo cuando es menos abundante.
No se puede fijar desde la atmósfera como el carbono y el nitrógeno y las fuentes no son muchas, por lo que es uno de los nutrientes más limitantes del ambiente marino.
¿Cuáles son los 4 componentes principales del ciclo del fósforo (P)?
- Levantamiento tectónico y exposición de rocas a las fuerzas de la intemperie: intemperización quiere decir que se ponen en exposición rocas desnudas con el ambiente, quedando expuestas.
- Erosión física e intemperización química: ceniza cae sobre sistemas marinos y al entrar en contacto en el agua produce la intemperización química
- Transporte de fósforo por ríos: desgaste por las rocas y el río puede ir llevando mucho material rico en nutrientes.
- Sedimentaicón de fósforo asociado a materia orgánica y mineral
¿Cómo se encuentra el fósforo (P) en el océano?
Se encuentra tanto en formas disueltas como particuladas, pero dominado principalmente por las formas disueltas. La fracción disuelta es principalmente fósforo inorgánico y compuestos fosfatados orgánicos, mientras que la fracción particulada es principalmente plancton vivo y muerto, precipitados de minerales de fósforo y el absorbido por partículas
¿Cómo captan los microorganismos el fósforo?
Mayoritariamente lo hacen en sus formas HPO4 y PO4, pero cuando las necesidades de los organismos no son satisfechas algunos pueden hidrolizar compuestos orgánicos fosfatados al armar otro transportador para captarlo e hidrolizarlo dentro o al diseñar una enzima que se lanza al medio extracelular para que encuentre la molécula objetivo y la hidrolice. De estos dos procesos el más económico para la célula sería la enzima.
¿Qué significa la razón de Redfield de 106:16:1 del C/N/P?
Esta razón significa que Redfield se da cuenta que la concentración de C/N/P de materia orgánica marina es muy similar a la concentración de nutrientes disueltos en aguas profundas. Esto daría cuenta que a pesar de la tasa de uso de nutrientes rápida en columnas más superiorres, por gravedad, todo lo que pasa arriba de la columna de agua caería en la misma proporción, por lo que la remineralización de abajo queda con la misma razón que lo de arriba.
¿Existen adaptaciones a condiciones variables de fósforo en cuanto al metabolismo de los microorganismos marinos?
Sí, se ha visto que algunos Prochlorococcus y Synechococcus parecen tener lípidos de membrana que contienen azufre en vez de fósforo. También organismos presentes en estas zonas tienen un genoma más pequeño y son bastante económicos en el uso del fósforo.
¿Cuál es el mayor reservorio de azufre en el planeta? ¿Qué porcentaje de la biomasa tiene el azufre?
Es el océano, donde la mayoría está como sulfato y lo otro como pirita.
A pesar de ser fundamental para la vida, forma parte de sólo un 1% de la biomasa de los organismos
¿Cuales son las dos rutas que tienen los microorganismos para utilizar azufre en reacciones?
Proceso asimilativo: termina por ejemplo con un aminoácido como la cisteína
Proceso disimilativo: reacciones que producen energía pero que no termina con el azufre dentro de la célula (en una biomolécula)
¿Cómo funciona el ciclo del azufre en zonas fóticas?
Comienza con la captación de formas de azufre realizada por el fitoplancton, donde luego es captado por células y tienen dos opciones: producir polisacáridos sulfatados (mucus) que rodean la célula o para metionina y cisteína. En esta última se forma DMSP que funciona como defensa contra la depredación y dinoflagelados, cocolitofóridos y algas doradas producen concentraciones altas.
¿Cómo están relacionados el DMSP, DMS y los FANs?
El DMSP es el mayor precursor del DMS, y se cree que al producirse DMS entre la atmósfera y el océano, cuando pasa a la atmósfera sería responsable de la formación de nubes, afectando así al albedo que influye en la incidencia de la luz, lo que podría afectar la producción primaria y así una floración ya producida. Entonces, sería el mismo bloom que le pnodría fin al bloom al producir DMSP, que produce DMS, que aumenta el albedo, disminuye incidencia de la luz, disminuye producción primaria, afecta bloom.
¿Cuál es la mayor reserva de Nitrógeno en la tierra y por qué es importante en la composición química de los seres vivos?
El mayor reservorio están en el aire, donde un 78% de la atmósfera actual es nitrógeno. Es un elemento clave porque forma parte de los aminoácidos, ácidos nucleicos, pared celular, entre otras.
¿El nitrógeno en el mar es limitante o se encuentra en altas concentraciones en el océano?
Es limitante ya que los nutrientes están en bajas concentraciones, son muy utilizados y pueden ser incorporados sólo por un grupo de organismos
¿Cuáles son los dos mayores procesos que lideran la reserva del nitrógeno biodisponible en el mar?
- Fijación de nitrógeno atmosférico donde se introduce el nuevo nitrógeno a la trama trófica
- Desnitrificación y ANAMMOX que elimia nitrógeno de la trama trófica y lo devuelve a la atmósfera
¿Cómo es la distribución vertical de nutrientes en el océano?
Generalmente los nutrientes en la superficie se encuentran en bajas concentraciones (agotados), mientras que a medida que uno baja en la columna de agua estos van aumentando pero porque se usan menos. Esto ocurre en general, menos en las zonas de surgencia
¿Cuáles son los organismos Diazótrofos? ¿Cuáles son los más importantes en el océano? ¿Qué tipo de proceso hacen?
Son los organismos capaces de fijar nitrógeno, donde toman el nitrógeno molecular y lo llevan a amonio para que entre a las moléculas orgánicas. Estos organismos realizan una fijación biológica donde median la reducción del nitrógeno molecular pero también hay fijaciones abióticas por procesos químicos espontáneos.
Las cianobacterias son los diazótrofos más importantes en el océano, donde Trichodesmium son los organismos que más fijan nitrógeno
