Los microorganismos reductores de sulfato ( SRM ) o procariotas reductores de sulfato ( SRP ) son un grupo compuesto por bacterias reductoras de sulfato (SRB) y arqueas reductoras de sulfato (SRA), las cuales pueden realizar respiración anaeróbica utilizando sulfato ( SO2−
4) como aceptor terminal de electrones , reduciéndolo a sulfuro de hidrógeno (H 2 S). [1] [2] Por lo tanto, estos microorganismos sulfidogénicos "respiran" sulfato en lugar de oxígeno molecular (O 2 ), que es el aceptor de electrones terminal reducido a agua (H 2 O) en la respiración aeróbica .
La mayoría de los microorganismos reductoras de sulfato pueden también reducir algunos otros inorgánicos oxidados de azufre compuestos , tales como sulfito ( SO2−
3), ditionito ( S
2O2−
4), tiosulfato ( S
2O2−
3), tritionato ( S
3O2−
6), tetrationato ( S
4O2−
6), azufre elemental (S 8 ) y polisulfuros ( S2−
n). Dependiendo del contexto, los "microorganismos reductores de sulfato" pueden usarse en un sentido más amplio (incluidas todas las especies que pueden reducir cualquiera de estos compuestos de azufre) o en un sentido más estricto (incluidas solo las especies que reducen el sulfato y excluyendo el tiosulfato estricto y el azufre). reductores , por ejemplo).
Los microorganismos reductores de sulfato se remontan a hace 3.500 millones de años y se consideran entre las formas más antiguas de microbios, ya que contribuyeron al ciclo del azufre poco después de que surgiera la vida en la Tierra. [3]
Muchos organismos reducen pequeñas cantidades de sulfatos para sintetizar componentes celulares que contienen azufre ; esto se conoce como reducción asimilatoria de sulfato . Por el contrario, los microorganismos reductores de sulfato considerados aquí reducen el sulfato en grandes cantidades para obtener energía y expulsar el sulfuro resultante como desecho; esto se conoce como reducción disimilatoria de sulfato . [4] Usan sulfato como aceptor de electrones terminal de su cadena de transporte de electrones . [5] La mayoría de ellos son anaerobios ; sin embargo, hay ejemplos de microorganismos reductores de sulfato que son tolerantes al oxígeno y algunos de ellos pueden incluso realizar respiración aeróbica.[6] No se observa crecimiento cuando se usa oxígeno como aceptor de electrones. [7]
Además, existen microorganismos reductores de sulfato que también pueden reducir otros aceptores de electrones, como fumarato , nitrato ( NO-
3), nitrito ( NO-
2), hierro férrico (Fe 3+ ) y dimetilsulfóxido (DMSO). [1] [8]
En términos de donante de electrones , este grupo contiene tanto organótrofos como litótrofos . Los organótrofos oxidan compuestos orgánicos , como carbohidratos , ácidos orgánicos (como formiato , lactato , acetato , propionato y butirato ), alcoholes ( metanol y etanol ), hidrocarburos alifáticos (incluido el metano ) e hidrocarburos aromáticos ( benceno , tolueno ,etilbenceno y xileno ). [9] Los litótrofos oxidan el hidrógeno molecular (H 2 ), por lo que compiten con los metanógenos y acetógenos en condiciones anaeróbicas. [9] Algunos microorganismos reductores de sulfato pueden usar directamente hierro metálico (Fe 0 , también conocido como hierro de valencia cero , o ZVI) como donador de electrones, oxidándolo a hierro ferroso (Fe 2+ ). [10]
El sulfato se encuentra ampliamente en agua de mar, sedimentos y agua rica en material orgánico en descomposición. [5] El sulfato también se encuentra en ambientes más extremos como respiraderos hidrotermales, sitios de drenaje de minas ácidas, campos petrolíferos y el subsuelo profundo, [11] incluyendo el agua subterránea aislada más antigua del mundo. [12] [13] Los microorganismos reductores de sulfato son comunes en ambientes anaeróbicos donde ayudan en la degradación de materiales orgánicos. [14] En estos entornos anaeróbicos, las bacterias fermentadoras extraen energía de grandes moléculas orgánicas; los compuestos más pequeños resultantes, como los ácidos orgánicos y los alcoholes, se oxidan aún más poracetógenos y metanógenos y los microorganismos reductores de sulfato competidores. [5]