Ciclos Biogeoquimicos

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INTRODUCCIÓN. Los ciclos biogeoquímicos o biófilos hacen relación al movimiento de los principales elementos químicos en la naturaleza y que son representativos en la vida, como es el caso del carbono, el nitrógeno, el oxígeno, el hidrógeno, el azufre, el fósforo, el mercurio y el hierro. Los recorridos o movimientos que siguen estos elementos van desde el medio (atmósfera, hidrosfera,geosfera) hasta los seres vivos (biosfera), regresando nuevamente al medio. Por tanto, la circulación de la materia es cíclica (cerrada) y se realiza bajo una serie de procesos de reacciones químicas que involucran la descomposición y formación de compuestos a partir de estos elementos (Karina, 2010) El tiempo de permanencia o de residencia de los elementos en los diferentes sistemas es muy variable,denominándose almacén o reserva a aquel lugar donde dicha permanencia es máxima. Los ciclos no se desarrollan a una velocidad uniforme, sino que algunas etapas requieren períodos más prolongados que otras. Existen dos grandes tipos de ciclos: o los gaseosos en donde el principal reservorio del elemento es la atmósfera. Son ciclos relativamente rápidos como el ciclo del carbono, oxígeno y delnitrógeno o los sedimentarios en los cuales el principal reservorio se halla en los sedimentos (geosfera). Son ciclos lentos por la dificultad de acceso a la reserva del elemento, como los ciclos del fósforo y del azufre. En un ciclo biogeoquímico se pueden distinguir tres fases: a. Fase geoquímica: la materia fluye entre sistemas abióticos (atmósfera, hidrosfera, litósfera) b. Fase biogeoquímica: pasode la materia orgánica a inorgánica, y viceversa. c. Fase bioquímica: comprende la transferencia de materia orgánica dentro de la biocenosis. Además, los ciclos biogeoquímicos permiten determinar cuándo un elemento se moviliza o cuándo se inmoviliza o cuándo se mineraliza en la naturaleza. Estos procesos de movilización, inmovilización y mineralización están asociados a las tasas de relación queexisten entre los diferentes elementos en un medio, como son las tasas C:N o C:N:P o C:P o C:S, es decir, a las cantidades existentes de estos elementos en un medio. Pero ¿quiénes realizan los procesos de movilización, mineralización e inmovilización? Los encargados de realizar estos procesos son los microorganismos, quienes mineralizan o no un elemento mediante reacciones bioquímicas microbianas(metabolismo), con el fin de usar estos elementos para la generación de energía (energía libre o ΔGº´) para realizar un trabajo útil y para la síntesis celular (obtención de biomasa o número de microorganismos garantizando así su sobrevivencia). Pero en sí ¿qué es inmovilizar y movilizar un elemento?

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o La inmovilización de un elemento es un mecanismo o proceso que realiza un microorganismocuando toma un elemento, transformándolo químicamente a un compuesto orgánico (biomolécula) o lo mantiene inmovilizado bajo su composición inorgánica en su estructura celular, es decir, cuando el elemento se presenta en una baja concentración en el medio y no es necesario metabólicamente para el microorganismo, el microorganismo decide inmovilizar el elemento en su estructura celular. Este tipode mecanismo microbiano es común en el ciclo del fósforo, hierro y azufre, así como en los ciclos de los elementos metálicos; además, este mecanismo es usado en la biomineria para la extracción de oro y plata o explotación de P inorgánico. o la movilización de un elemento es un proceso realizado por los microorganismos después de inmovilizar un elemento; entonces, para que un microorganismomovilice un elemento, la concentración del elemento debe cumplir con los siguientes requerimientos: observarse una alta concentración del elemento en el medio y en el interior celular, además de una baja funcionalidad metabólica del elemento en el microorganismo. Entre los diversos mecanismos o procesos de movilización se encuentran: a. la fijación es realizada por una enzima fijadora del elemento...