La oxidación anaeróbica del metano ( OMA ) es un proceso microbiano que ocurre en sedimentos anóxicos marinos y de agua dulce . Durante la OMA, el metano se oxida con diferentes aceptores de electrones terminales como sulfato , nitrato , nitrito y metales . [1]
Acoplado a la reducción de sulfato
La reacción general es:
- CH 4 + SO 4 2− → HCO 3 - + HS - + H 2 O
La OMA impulsada por sulfatos está mediada por un consorcio sintrófico de arqueas metanotróficas y bacterias reductoras de sulfato . [6] A menudo forman pequeños agregados o, a veces, esteras voluminosas. El compañero de arquea se abrevia ANME, que significa " metanótrofo anaeróbico ". Los ANME están estrechamente relacionados con las arqueas metanogénicas y las investigaciones recientes sugieren que la AOM es una reversión enzimática de la metanogénesis . [7] Todavía se comprende poco cómo interactúan los socios sintróficos y qué intermediarios se intercambian entre la arquea y la célula bacteriana. La investigación sobre la OMA se ve obstaculizada por el hecho de que los organismos responsables no han sido aislados. Esto se debe a que estos organismos muestran tasas de crecimiento muy lentas con un tiempo mínimo de duplicación de unos pocos meses. Innumerables esfuerzos de aislamiento no han podido aislar uno de los metanótrofos anaeróbicos, una posible explicación puede ser que las arqueas ANME y el SRB tienen una interacción sintrófica obligada y, por lo tanto, no pueden aislarse individualmente.
En áreas marinas bentónicas con fuertes liberaciones de metano de reservorios fósiles (por ejemplo, en filtraciones frías , volcanes de lodo o depósitos de hidratos de gas ), la AOM puede ser tan alta que los organismos quimiosintéticos como bacterias de azufre filamentosas (ver Beggiatoa ) o animales (almejas, gusanos tubulares) con simbionte Las bacterias oxidantes de sulfuro pueden prosperar con las grandes cantidades de sulfuro de hidrógeno que se producen durante la OMA. La producción de bicarbonato a partir de AOM puede resultar en la precipitación de carbonato de calcio o de los denominados carbonatos autigénicos . Se sabe que estos carbonatos autigénicos son los carbonatos más empobrecidos de 13 C en la Tierra, con valores de δ 13 C tan bajos como -125 por mil PDB informado. [8]
Acoplado a la reducción de nitratos y nitritos
Las reacciones generales son:
- CH 4 + 4NO 3 - → CO 2 + 4NO 2 - + 2H 2 O
- 3CH 4 + 8NO 2 - + 8H + → 3CO 2 + 4N 2 + 10H 2 O
Recientemente, se ha demostrado que ANME-2d es responsable de la OMA impulsada por nitratos. [4] El ANME-2d, llamado Methanoperedens nitroreducens , es capaz de realizar OMA impulsada por nitratos sin un organismo asociado mediante metanogénesis inversa con nitrato como aceptor terminal de electrones, utilizando genes para la reducción de nitrato que han sido transferidos lateralmente de un donante bacteriano. Esta fue también la primera vía de metanogénesis inversa completa que incluía los genes mcr y mer .
En 2010, el análisis ómico mostró que la reducción de nitritos puede acoplarse a la oxidación del metano por una sola especie bacteriana Candidatus Methylomirabilis oxyfera ( phylum NC10 ), sin la necesidad de un compañero de arqueas . [9]
Relevancia ambiental
Se considera que la AOM es un proceso muy importante que reduce la emisión del gas de efecto invernadero metano del océano a la atmósfera. Se estima que casi el 80% de todo el metano que surge de los sedimentos marinos se oxida anaeróbicamente por este proceso. [10]
Referencias
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Bibliografía
- Dennis D. Coleman; J. Bruno Risatti; Martin Schoell (1981) Fraccionamiento de isótopos de carbono e hidrógeno por bacterias oxidantes de metano | Geochimica et Cosmochimica Acta | Volumen 45, Número 7, julio de 1981, páginas 1033-1037 | https://doi.org/10.1016/0016-7037(81)90129-0 | resumen