Falta uno, en resumen, esto resume el misterio. Se trata de la nitrificación, la oxidación de amoníaco a través de nitrito a nitrato, un proceso clave en el ciclo del nitrógeno marino. En el mar, ambos pasos de este proceso son equilibrados y la mayoríaEl nitrógeno disponible existe en forma de nitrato, el producto final de la nitrificación.Los organismos que son en gran parte responsables del primer paso de la nitrificación en el océano, las arqueas oxidantes de amoníaco, se descubrieron hace aproximadamente una década, y resulta quese encuentran entre los microorganismos más abundantes del planeta.
La segunda parte de la nitrificación, la transformación de nitrito a nitrato, se lleva a cabo por bacterias oxidantes de nitrito, que pertenecen principalmente al filo Nitrospinae. Sin embargo, las Nitrospinae son diez veces menos abundantes que los oxidantes de amoníaco, lo que plantea la pregunta: es¿Hay un oxidante de nitrito igualmente abundante y aún por descubrir en el océano?
Crecer rápido, morir joven
Los científicos del Instituto Max Planck de Microbiología Marina ahora han resuelto este misterio en cooperación con colegas de la Universidad de Viena, la Universidad del Sur de Dinamarca y el Instituto de Tecnología de Georgia. "Mostramos que no hay necesidad de invocar aún por descubrir", abundantes oxidantes de nitrito para explicar la nitrificación en el océano. "Sorprendentemente, probablemente ya conozcamos a todos los jugadores", dice Katharina Kitzinger, primera autora del artículo, publicada en la revista científica. Comunicaciones de la naturaleza en febrero
Hasta ahora, los científicos han determinado principalmente la cantidad de microbios involucrados en la nitrificación marina, sin embargo, Katharina Kitzinger y sus colegas también examinaron la biomasa de los microorganismos, así como las tasas de crecimiento y la actividad de las células individuales. Estos resultados tienenreveló que la abundancia diez veces mayor de oxidantes de amoníaco no se debe a diferencias en el tamaño de los microorganismos ni al lento crecimiento de Nitrospinae, como muchos científicos suponían hasta ahora.
"Por el contrario. Nuestros resultados indican que las Nitrospinae son mucho más activas y crecen mucho más rápido que las Archaea oxidantes de amoníaco. Por lo tanto, las Nitrospinae son claramente más eficientes que las Archaea", explica Katharina Kitzinger y agrega: "Como tal, unoesperaría que las Nitrospinae sean significativamente más abundantes. Como este no es el caso, suponemos que las Nitrospinae tienen una abundancia tan baja porque tienen una alta tasa de mortalidad. Esto explica el proceso equilibrado de nitrificación marina en el océano y hace que la existencia de más desconocidos, abundantes oxidantes de nitrito improbables "
Nitrógeno y comida para amigos
Al mismo tiempo, los investigadores investigaron qué compuestos de nitrógeno que utilizan las Archaea y Nitrospinae oxidantes de amoníaco para su crecimiento celular. "Mientras que las Archaea crecen casi exclusivamente usando amonio, las Nitrospinae parecen utilizar principalmente nitrógeno orgánico, en su lugar urea y cianato, en su lugar,"dice Katharina Kitzinger." La utilización de nitrógeno orgánico es probablemente clave para el éxito ecológico de Nitrospinae, ya que les permite evitar la competencia con sus amigos, los Archaea, de quienes dependen para el nitrito ". De esta manera, los dos microorganismosayudarse mutuamente: las Archaea producen nitrito que sirve a las Nitrospinae, mientras que las Nitrospinae presumiblemente liberan algo de amonio después de tomar nitrógeno orgánico, por lo que, a su vez, proporcionan la fuente de energía para la Archaea, una situación simbiótica de beneficio mutuo
Los científicos adquirieron sus muestras en el Golfo de México, donde el proceso de nitrificación es muy importante debido al alto aporte de nutrientes de ríos como el Mississippi. "Los microorganismos involucrados en la nitrificación y sus abundancias relativas son similares en todo el mundo", dice KatharinaKitzinger: "Por lo tanto, es muy probable que nuestros resultados también sean válidos para el resto del océano".
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Materiales proporcionado por Instituto Max Planck de Microbiología Marina . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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