{"id":136275,"date":"2010-06-16T11:16:49","date_gmt":"2010-06-16T10:16:49","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/?p=136275"},"modified":"2010-06-16T12:05:58","modified_gmt":"2010-06-16T11:05:58","slug":"%c2%bfcorrientes-electricas-en-suelos-y-sedimentos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/2010\/06\/16\/136275","title":{"rendered":"\u00bfCorrientes El\u00e9ctricas en Suelos y Sedimentos?"},"content":{"rendered":"

En los ambientes reductores, an\u00f3xicos, carentes de oxigeno, o anaerobios de los suelos y sedimentos, abundan los organismos denominados quimioaut\u00f3trofos<\/a>, que extraen de los sustratos minerales energ\u00eda para su metabolismo. Se trata de la denominada\u00a0 quimios\u00edntesis<\/a>. Durante las \u00faltimas d\u00e9cadas, los cient\u00edficos\u00a0han prestado mucha atenci\u00f3n a tales microbios, por cuanto nos pueden informar sobre la vida primordial de la Tierra, o la que pudiera acaecer en otros planetas. En ambos casos, el ox\u00edgeno se encuentra ausente de su atm\u00f3sfera. La noticia que ofrecemos hoy es demasiado t\u00e9cnica, pero nos informa de que en tales ambientes, estudios previos se\u00f1alan la posible existencia de corrientes el\u00e9ctricas en los sedimentos marinos, que bien pudieran acaecer en los suelos terrestres hidromorfos. Tal curiosidad ha despertado mi atenci\u00f3n. \u00bfSer\u00eda posible la transmisi\u00f3n de informaci\u00f3n entre los microorganismos del suelo por esta v\u00eda? \u00bfHabr\u00edan inventado ya las bacterias ancestrales tal tipo de comunicaci\u00f3n, que si sabemos que es posible entre las c\u00e9lulas que constituyen los tejidos de organismos complejos? De momento se trata de \u201cciencia ficci\u00f3n\u201d, a la espera de posibles descubrimientos que ratifiquen la ubicuidad e importancia de tal proceso.<\/p>\n

\u00a0\"bacterias-quimiolitotrofas-bacteria-credit-niaid-in-mrsa\"<\/p>\n

Bacterias quimiolit\u00f3trofas. Fuente: Lab Spaces<\/a><\/p>\n

\u00a0<\/p>\n

Desde luego, no conozco el caso de ning\u00fan edaf\u00f3logo electrocutado \ud83d\ude42<\/p>\n

Realmente he meditado si editar un post sobre este tema, por cuanto, hoy por hoy, no pasa de ser una mera curiosidad para el lector que no atesore un gran conocimiento de la bioqu\u00edmica y geoqu\u00edmica de suelos y sedimentos. Los autores nos informan de que los \u00e1cidos h\u00famicos (pol\u00edmeros generados en la descomposici\u00f3n de materia org\u00e1nica, muy abundantes en el medio ed\u00e1fico y de gran importancia en la g\u00e9nesis de los agregados del suelo) estimulan el metabolismo de las bacterias que extraen su energ\u00eda del hierro, otro elemento muy abundante en los suelos. Hasta ahora, se conoc\u00eda tal hecho en las sustancias h\u00famicas disueltas, pero no en las que \u201cdicen\u201d encontrarse en \u201cestado s\u00f3lido\u201d. De hecho estos pol\u00edmeros, son geles, no s\u00f3lidos propiamente dichos, como tambi\u00e9n ocurre con las arcillas.<\/p>\n

Arcillas, compuestos h\u00famicos y hierro son muy abundantes en la edafosfera. Cuando los microorganismos terrestres, hace cientos de millones de a\u00f1os, comenzaron a desarrollar un metabolismo oxidativo, este era secuestrado por los dep\u00f3sitos de hierro, pasando de su forma reducida a otra oxidada. Se ha venido defendiendo, que el por aquel entonces, este peligroso contaminante (el ox\u00edgeno), no aflu\u00eda a la atm\u00f3sfera, en virtud de tal mecanismo. Empero los dep\u00f3sitos de hierro de hierro reducido terminaron por oxidarse en tal medida que el letal ox\u00edgeno comenz\u00f3 a desprenderse hacia la atm\u00f3sfera, contamin\u00e1ndola, da\u00f1ando las formas de vida primitiva y dando lugar a un brutal salto evolutivo, tras una enorme crisis de la biodiversidad precedente. Empero tambi\u00e9n tal atm\u00f3sfera cambi\u00f3 gran parte de los procesos geosf\u00e9ricos precedentes, dando lugar a nuevos tipos de alteraciones biogeoqu\u00edmicas y de nuevos suelos. Veamos ahora que nos dice la Wikipedia espa\u00f1ola de estos microorganismos quimioaut\u00f3trofos<\/a>.<\/p>\n

\u201cLos organismos<\/a> quimioaut\u00f3trofos o quimiolit\u00f3trofos son aqu\u00e9llos capaces de<\/strong> utilizar<\/strong> compuestos inorg\u00e1nicos<\/a> reducidos<\/a> como substratos para el <\/strong>metabolismo respiratorio<\/a>. Es una facultad exclusiva de las bacterias<\/a> conocida con el nombre de quimios\u00edntesis<\/a>\u201d.<\/p>\n

Al igual que los fotoaut\u00f3trofos<\/a> (como algas<\/a> y plantas<\/a>) los quimioaut\u00f3trofos utilizan el CO2<\/a> como fuente principal de carbono<\/a>, pero a diferencia de ellos, no utilizan la luz como fuente de energ\u00eda sino que la obtienen por oxidaci\u00f3n<\/a> de compuestos inorg\u00e1nicos reducidos<\/a>, tales como NH3<\/a>, NO2-<\/a>, H2<\/a>, formas reducidas del azufre (H2S<\/a>, S<\/a> , S2O3-<\/a>) o Fe2+<\/a>. Su carbono<\/a> celular deriva del CO2<\/a> y es asimilado mediante las reacciones del ciclo de Calvin<\/a>, de modo an\u00e1logo a las plantas<\/a>. Como resultado de su capacidad distintiva de crecer en medios estrictamente minerales, en ausencia de luz, estos organismos son denominados con frecuencia quimiolit\u00f3trofos (de lithos, roca).<\/p>\n

Por el contrario, los organismos quimioheter\u00f3trofos (o simplemente heter\u00f3trofos<\/a>), como los animales<\/a> y los hongos<\/a>, oxidan<\/a> mol\u00e9culas org\u00e1nicas<\/a> reducidas, como la glucosa<\/a> (v\u00eda gluc\u00f3lisis<\/a>), los triglic\u00e9ridos<\/a> (v\u00eda beta oxidaci\u00f3n<\/a>) o los amino\u00e1cidos<\/a> (v\u00eda desaminaci\u00f3n oxidativa<\/a>) para obtener energ\u00eda metab\u00f3lica (ATP<\/a>) y poder reductor<\/a>; adem\u00e1s, son incapaces de usar del CO2 como fuente de carbono.<\/p>\n

Del mismo modo, al referirse a aquellos microorganismos que extraen su energ\u00eda de los minerales de hierro, Wikipedia nos informa (in formaci\u00f3n un tanto pobre y sesgada), entre otros aspectos, de que:<\/p>\n

Las bacterias del hierro<\/a> oxidan compuestos de hierro<\/a> ferroso (Fe2+) a f\u00e9rricos (Fe3+) con lo que transforman dep\u00f3sitos de carbonato de hierro<\/a> en yacimientos<\/a> de \u00f3xido de hierro<\/a>. (\u2026) El hierro ferrosos se oxida espont\u00e1neamente a pH neutro, pero no a pH \u00e1cido, con lo que estas bacterias deben vivir en ambientes \u00e1cidos para su supervivencia; Acidithiobacillus ferrooxidans<\/a> vive en las aguas que se escurre por las galer\u00edas de las minas de carb\u00f3n<\/a>, que es con frecuencia \u00e1cidas y contienen hierro ferroso.<\/p>\n

El estudio realizado parece llegar a la conclusi\u00f3n de que las sustancias h\u00famicas estimulan el metabolismo de este tipo de bacterias quimiolit\u00f3trofas, que a su vez se vuelven m\u00e1s reactivas al ganar electrones, cambiando, en cierta medida, la visi\u00f3n que atesor\u00e1bamos de la biogeoqu\u00edmica en edafolog\u00eda y sedimentalog\u00eda. Ser\u00eda algo as\u00ed como si tales compuestos org\u00e1nicos actuaran \u00a0a modo de catalizadores, en el sentido amplio del t\u00e9rmino, incrementando colateralmente el ambiente \u201cel\u00e9ctrico\u201d (trasiego de electrones) en los suelos y sedimentos reducidos. Dicho de otro modo, a mayor cantidad de biomasa muerta (es decir necromasa) mayor actividad de los microorganismos quimiolitotrofos, siempre en situaciones de carencia de ox\u00edgeno. Personalmente, no os puedo decir m\u00e1s, por cuanto disto mucho de ser experto en el tema. Al parecer los ambientes reductores son mucho m\u00e1s \u201celectrificantes\u201d que los oxidativos. Y lo dicho: \u00bftales se\u00f1ales el\u00e9ctricas podr\u00edan desempe\u00f1ar alg\u00fan papel de comunicaci\u00f3n entre las comunidades bacterianas?. \u00bfPodr\u00edan detectarse en otros mundos se\u00f1ales de vida mediante sensores que nos den cuenta de su electricidad? Pero de ser as\u00ed, estas deber\u00edan ser m\u00e1s pronunciadas con abundancia de materia org\u00e1nica (de las sustancias h\u00famicas generadas por su descomposici\u00f3n), por lo que los indicios de la existencia de formas de vida podr\u00edan detectarse mediante una u otra v\u00eda. \u00bfO no?. Sinceramente no lo desconozco. Se admiten todo tipo de elucubraciones bien razonadas, porque quiz\u00e1s las m\u00edas no lo sean. Os dejo ya con la noticia original.<\/p>\n

Juan Jos\u00e9 Ib\u00e1\u00f1ez\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0<\/span><\/strong><\/p>\n

Organic Solids In Soil May Speed Up Bacterial Breathing<\/a><\/p>\n

Terradaily:<\/strong> by Staff Writers; Madison WI (SPX) May 26, 2010<\/p>\n

Iron is both highly reactive and very abundant on Earth, making it a key element for understanding the chemistry, biology, and geology of natural environments. The \u00abmineral-breathing\u00bb bacteria found in many oxygen-free environments may be \u00abcarbon-breathing\u00bb as well<\/strong>.<\/p>\n

Oxygen-free, or anaerobic, environments contain microbes sometimes described as \u00abmineral-breathing<\/strong>\u00bb because they use iron oxides and other minerals in the same way we use oxygen<\/strong>. According to a study published online in the journal Nature Geoscience, this bacterial respiration may be accelerated by solid organic compounds in the soil<\/strong>. Led by University of Wisconsin-Madison geoscientist Eric Roden, the new work shows that iron oxide-breathing bacteria can do the same with insoluble organic substances, formed when plants and other organic materials biodegrade in soils and sediments. <\/strong>During respiration, the bacteria release electrons<\/strong> that interact with nearby substances, a process called reduction<\/strong>.<\/p>\n

Reduction of large organic molecules<\/strong> – called humics<\/strong> and familiar to gardeners as part of planting soil – represents a new pathway for electrical charges to move around in the environment, with implications for understanding soil chemistry and environmental contamination<\/strong>.<\/p>\n

\u00abThe reason this is so important is that when the humic substances are reduced<\/strong> – that is, when they go from having less electrons to having more electrons – they are very reactive with other things, in particular iron oxides<\/strong>,\u00bb says Roden, an expert on sediment geochemistry and microbiology.<\/p>\n

\u00abAll kinds of things follow iron oxides – organic contaminants, inorganic contaminants, energy flow, mineral transformations on Earth<\/strong>, speculation about possible iron-based microbial life on other worlds<\/strong>,\u00bb Roden says. Insoluble organic compounds in the soil<\/strong> are a \u00abplayer in that whole picture that no one had recognized before.\u00bb<\/p>\n

Similar reactions had previously been described with dissolved organic compounds<\/strong>, Roden says, but insoluble ones likely play a larger role in natural environments. \u00abMost of the organic material in soil and sediment is not in solution<\/strong>. It’s the gunk at the bottom of the lake, the dirt, the muck in the wetlands.\u00bb<\/p>\n

He and colleagues in Madison and Germany analyzed the insoluble humics by adapting existing techniques, including electron spin resonance and transmission electron microscopy, to confirm that the organic compounds receive electrons from the bacteria and pass them along to iron oxides<\/strong>.<\/p>\n

In fact, the electrons shuttle more quickly from the cells to iron oxides when humics are present<\/strong>, Roden says. A group of Dutch scientists recently found electrical currents flowing through marine sediments<\/strong>. Though he has not yet tested the idea, Roden suggests that plant-derived organic compounds could act like wires to enhance the transmission of electrons through soil environments<\/strong>.<\/p>\n

\u00abThe insoluble humic materials could be an integral part of this previously unrecognized pathway for electrons to move around in sediments,\u00bb he says. \u00abThe bottom line is that reduction of insoluble humics may influence all the kinds of reactions that depend on the oxidation-reduction chemistry in sediments. It’s a new twist.\u00bb<\/p>\n

The paper was co-authored by Huifang Xu and Hiromi Konishi of UW-Madison; Andreas Kappler, Iris Bauer, and Jie Jiang of Eberhard-Karls-University in Tuebingen, Germany; Andrea Paul of the BAM Federal Institute for Materials Research and Testing in Germany; and Reinhard Stoesser of Humboldt University Berlin. Funding was provided by the U.S. Department of Energy, National Science Foundation, German Federal Ministry for Science and Education, German Research Foundation, and Stifterverband der Wissenschaft.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

En los ambientes reductores, an\u00f3xicos, carentes de oxigeno, o anaerobios de los suelos y sedimentos, abundan los organismos denominados quimioaut\u00f3trofos, que extraen de los sustratos minerales energ\u00eda para su metabolismo. Se trata de la denominada\u00a0 quimios\u00edntesis. Durante las \u00faltimas d\u00e9cadas, los cient\u00edficos\u00a0han prestado mucha atenci\u00f3n a tales microbios, por cuanto nos pueden informar sobre la vida primordial de la Tierra, o la que pudiera acaecer en otros planetas. En ambos casos, el ox\u00edgeno se encuentra ausente de su atm\u00f3sfera. La noticia que ofrecemos hoy es demasiado t\u00e9cnica, pero nos informa de que en tales ambientes, estudios previos se\u00f1alan la posible\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":26,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[596,608,590,607],"tags":[1830,1832,1831],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/136275"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/users\/26"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=136275"}],"version-history":[{"count":13,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/136275\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":136440,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/136275\/revisions\/136440"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=136275"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=136275"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=136275"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}