ciclos biogeoquímicos gabriel padilla · 2020. 5. 4. · departamento de microbiologia...

GabrielPadillaDepartamentodeMicrobiologia

gpadilla@icb.usp.br

Ciclosbiogeoquímicos

OrigemdosMicro-organismos

Ø  Origem: em ambientes extremos da terraprimitiva

Ø  Evolução:≅3,5bilhõesdeanos(BA)

Ø  Diversidademetabólica:ocupamtodososnichosdisponíveis

Ø  Adaptação: Interação com diferentesespécies

Ø  Interação: Co-evolução com organismosmaiscomplexos

Estromatólito(3,5bilhõesdeanos)-arqueano

Edwardsetal.(2015)PNAS.112(8):E911–E92

Diversidadedebactériasassociadasàplantadearroz

FuncionalidadedoEcossistema

•  A quantidade dos elementos é relativamente constante nanatureza,emboraestejamdistribuídosdeformaheterogêneae se apresentam de diferentes formas, sendo algumasmaisbiodisponíveisqueoutras.

•  Portanto, a biogeoquímica estuda osmecanismos de trocasentreasformasorgânicasenãoorgânicas.

•  Equalopapeldosmicro-organismosnesteprocesso????

Ciclosbiogeoquímicos

Biodegradação

•  Degradaçãocausadaporprocessoenzimáticoprovenientedecélulas.•  Paracadaclassedecompostosdeveestarpresentesasenzimasnecessárias•  Biodisponibilidadeéafraçãodoelementoquepodeserutilizadaparasuprir

demandas\isiológicasdoorganismospresentes

•  Ambientais:Temperaturadosolo(ouágua),pH,concentraçãodenutrientes(PeN),teordeumidade(solosaturadotemmaiorumidadeebaixapressãodeO2)

•  Físicos:biodisponibilidadedoscompostos,presençadeágua,suprimentodoaceptordeelétronsadequado.

•  Químicos:estruturamoleculardocompostoeformadoelemento

•  Biológico:predação,competição.

Fatoresqueafetamabiodegradação

Biodegradaçãoebio-disponibilização

BiodegradaçãodoGlifosato

Adegradaçãodeglifosatoéafetadapeladisponibilidadedefósforonoambiente

CiclodoCarbono

CiclodoCarbono–degradaçãodecompostoslignocelulósicos

ü Importantepapelmicrobiano(fungosebactérias)ü Fontedeenergiaü DisponibilizaoCarbono\ixadoparaoutrosorganismos

CiclodoCarbono–degradaçãodacelulose

CiclodoCarbono

Ciclodocarbononomar:1)  Fotossíntese:conversãodecarbonoinorgânico

(CO2)acarbonoorgânico;2)  Liberaçãodematériaorgânicadissolvida–DOM

(carbonoorgânicodissolvido–DOC;nitrogênioorgânicodissolvido-DON;fósforoorgânicodissolvido-DOP)ematériaorgânicaparticulada–POM(carbonoorgânicoparticulado–POC;nitrogênioorgânicoparticulado–PON;fósforoorgânicoparticulado-POP)

3)  Consumode\ito-plânctonporzoo-plânctonemineralizaçãodocarbono(liberaçãodeCO2viarespiração;

4)  Reciclagemdematériaorgânicaporbactériasheterotró\icas;

5)  Transformaçãodecarbonoorgânicoemcarbonorecalcitrante(DOC)–podesemantersequestradopormilharesdeanos;

6)  Matériaorgânicaparticulada(POM)quepermanecenofundodosoceanosnaformademicro-organismos;

7)  ContribuiçãodosvírusparalisedecélulaseliberaçãodeDOMePOM.

ü Importanteemambientesanaeróbiosü Feitaporarquéiaspreferencialmente

ü Fontedeenergiaü Emissãodegasesdoefeitoestufa

CiclodoCarbono–metanogênese

CiclodoNitrogênio

ü A\ixaçãodenitrogênio(químicaoubiológica)éaprimeiraetapaparadisponibilizarN2nacadeiaalimentar.

ü DegradaçãodeproteínasdisponibilizamNparaosorganismosdosambiente.

InfecçãodaplantaporRhizobium

CiclodoNitrogênio

•  Remoçãodenitrogênio(denitri\icação)éumfatorimportantenotratamentodee\luentes.

•  Denitri\icaçãoanaeróbica:NO3+orgânicos→N2

CiclodoFósforo

CiclodoFósforo

Biodisponibilidadedofósforo

•  AbiodisponibilidadedofósforoestáassociadaaopHdosoloeàpresençadeoutroselementos.

Biodisponibilidadedofósforo

•  AbiodisponibilidadedofósforoestáassociadaaopHdosolo.•  Adisponibilidadeaumentaemsolosmaisácidos.

CiclodoFósforo

Ciclosdoselementos

Horadeaulaprática…….15minutosparadescansoelanche