Microbiología de las zonas mínimas de oxígeno
Una zona mínima de oxígeno (OMZ) se caracteriza como una capa deficiente de oxígeno en los océanos del mundo. Normalmente se encuentra entre 200 y 1500 m de profundidad por debajo de las regiones de alta productividad, como las costas occidentales de los continentes. [1] Las OMZ pueden ser estacionales después de la temporada de afloramiento de primavera-verano. El afloramiento de agua rica en nutrientes conduce a una alta productividad y materia orgánica lábil, que los heterótrofos respiran a medida que se hunde en la columna de agua. Las altas tasas de respiración agotan el oxígeno en la columna de agua a concentraciones de 2 mg/l o menos formando la OMZ. [2] Las OMZ se están expandiendo, con una creciente desoxigenación de los océanos. Bajo estas condiciones de falta de oxígeno, la energía se desvía de los niveles tróficos más altos a las comunidades microbianas que han evolucionado para usar otras especies biogeoquímicas en lugar de oxígeno, estas especies incluyen nitrato , nitrito , sulfato , etc. [3] Varias bacterias y Archea se han adaptado para vivir en estos entornos mediante el uso de estas especies químicas alternativas y prosperar. Los filos más abundantes en las OMZ son Proteobacteria , Bacteroidetes , Actinobacteria y Planctomycetes . [3]
En ausencia de oxígeno, los microbios utilizan otras especies químicas para realizar la respiración, en el orden de la serie electroquímica. [4] Con la reducción de nitrato y nitrito produciendo tanta energía como la respiración de oxígeno, seguida por la respiración de manganeso y yodato y produciendo la menor cantidad de energía en la parte inferior de la serie están los reductores de hierro y sulfato. la utilización de estas especies químicas por microbios juega un papel importante en su ciclo biogeoquímico en los océanos del mundo. [5]
La productividad biológica ( fotosíntesis ) en los ecosistemas marinos a menudo está limitada por la biodisponibilidad del nitrógeno. [6] La cantidad de nitrógeno biodisponible (nitrato (NO 3 − ), nitrito (NO 2 − ) y amonio (NH 4 + )) depende de las entradas de la fijación de nitrógeno y las pérdidas de la desnitrificación y anammox como gas dinitrógeno (N 2 ), un compuesto solo accesible a las bacterias fijadoras de nitrógeno. [7] [6] N 2la producción a partir de la desnitrificación y el anammox cierra el ciclo del nitrógeno al reducir el nitrógeno disponible en la materia orgánica fijada por el fitoplancton en la superficie del océano. La desnitrificación en las OMZ conduce a una pérdida significativa de nitrógeno inorgánico de los océanos, lo que limita el crecimiento y la productividad en muchas regiones del mundo. Las OMZ son conocidas por su papel en el ciclo global del nitrógeno. Como no hay oxígeno presente para alimentar la respiración aeróbica, los sistemas anóxicos están dominados principalmente por ciclos de nitrógeno mediados por microbios.
