Language
Country/Area
No result found
Quem é o herói da oxidação da amônia? Saiba mais sobre o incrível mundo das bactérias oxidantes da amônia!
Na natureza, o ciclo do nitrogênio é fundamental para a saúde dos ecossistemas. Entre elas, as bactérias oxidantes da amônia desempenham um papel muito especial e importante. Esses minúsculos organismos podem converter a amônia em nitratos e fornecer nutrientes essenciais ao solo. Este artigo explorará a posição-chave das bactérias oxidantes de amônia (AOB) e de seu grupo irmão archaea oxidante de amônia (AOA) no ciclo do nitrogênio e como elas moldam esse processo ecológico sutil, mas importante.
A primeira etapa do ciclo do nitrogênio: oxidação da amônia
O processo de oxidação da amônia começa com a oxidação da amônia (NH3) ou do radical amônio (NH4+) para formar nitrito (NO < sub>2-). Este processo é frequentemente chamado de oxidação da amônia, e o sucesso desta etapa é a base do ciclo do nitrogênio.
Esses pequenos organismos convertem amônia em nitratos, fornecendo nutrientes essenciais ao solo.
Bactérias oxidantes de amônia (AOB) e archaea oxidantes de amônia (AOA) são os principais organismos que realizam esse processo, mostrando sua diversidade e adaptabilidade em diferentes ambientes. AOB geralmente pertence a bactérias Gram-negativas e pode sobreviver amplamente no solo, sistemas de água, estações de tratamento de esgoto e outros locais. Por exemplo, gêneros como Nitrosomonas e Nitrococcus são bactérias oxidantes de amônia frequentemente estudadas e podem ser encontradas em muitos ambientes.
Bactérias oxidantes de amônia (AOB)
As bactérias oxidantes de amônia são conhecidas por sua capacidade de converter amônia em hidroxilamina. Uma das principais enzimas, as monooxigenases da amônia (AMOs), são essenciais para a oxidação da amônia em hidroxilamina. Este processo é bastante sensível às condições ambientais (como pH, temperatura e fornecimento de oxigênio), portanto a distribuição das bactérias oxidantes de amônia está intimamente relacionada ao seu ambiente.
Arquéias oxidantes de amônia (AOA)
Embora antes de 2005 os cientistas acreditassem que apenas bactérias oxidantes de amônia eram capazes de oxidar amônia, a presença de arquéias oxidantes de amônia em sprays mudou essa visão. Comparado ao AOB, o AOA geralmente domina o solo e os ambientes marinhos, tornando-os atores importantes na oxidação da amônia. Além disso, o Crenarchaeol, um composto exclusivo de Archaea, foi proposto como biomarcador para AOA, mostrando sua correlação com a oxidação da amônia.
Processo de oxidação do ácido nitroso
Na segunda etapa do ciclo do nitrogênio, o nitrito é posteriormente oxidado em nitrato, um processo comumente conhecido como oxidação do nitrito. Esta etapa geralmente é responsável por bactérias oxidantes de nitrito, que são encontradas nos ecossistemas do solo, de água doce e marinhos e fornecem o suporte necessário para a conclusão do ciclo do nitrogênio.
Nova descoberta da oxidação completa da amônia
Em 2015, os cientistas descobriram que certas bactérias como a Nitrospira inopinata podem oxidar o amoníaco em ácido nítrico num único passo, uma descoberta que revolucionou a nossa compreensão do ciclo do azoto. Neste processo, as atividades de muitos microrganismos não só apoiam o ciclo biogeoquímico do nitrogênio, mas também fornecem às plantas os nitratos necessários. A existência deste processo nos faz, sem dúvida, repensar o papel principal dos microrganismos nos ecossistemas.
Antecedentes históricos do ciclo do nitrogênio
O conhecimento do ciclo do nitrogênio remonta ao século XIX, quando Louis Pasteur propôs pela primeira vez a ideia de que a oxidação da amônia era um processo biológico. Com o passar do tempo, muitos cientistas realizaram pesquisas aprofundadas sobre o ciclo do nitrogênio, e o processo de oxidação do nitrito foi um elo crucial no ciclo. Foram essas primeiras explorações que levaram ao desenvolvimento da microbiologia moderna.
O significado da ecologia
Considerando que o nitrogênio é um elemento importante para o crescimento das plantas, o papel das bactérias oxidantes da amônia é particularmente proeminente em ambientes agrícolas. Quando a amônia entra no solo, ela é convertida através do ciclo do nitrogênio em nitratos que as plantas podem absorver. Isto é especialmente importante durante a aplicação de fertilizantes porque afeta a purificação e a perda de nitrogênio. Mais importante ainda, o processo de conversão de amônia também desempenha um papel indispensável na remoção de nitrogênio das águas residuais municipais, o que faz com que as bactérias oxidantes de amônia desempenhem um papel importante na ciência ambiental.
Desafios futuros
À medida que os problemas ambientais se intensificam em todo o mundo, como as alterações climáticas e a poluição das águas subterrâneas por azoto, a compreensão e a gestão do ciclo do azoto tornaram-se uma importante questão atual. A capacidade das bactérias oxidantes de amônia de se adaptarem ao ciclo do nitrogênio em ambientes extremos fornece pistas importantes para a futura restauração e projeto de ecossistemas. Ao mesmo tempo, como selecionar efetivamente os inibidores da oxidação da amônia para reduzir a perda de nitrogênio e melhorar a eficiência dos fertilizantes também se tornou um problema urgente a ser resolvido.
Neste mundo de microorganismos, a que mudanças as bactérias oxidantes de amônia estão provocando e como elas afetarão o nosso futuro?
