Universidade Federal da Grande DouradosFaculdade de Cincias Exatas e Tecnologia

Microbiologia Ambiental

Disciplina: Microbiologia Curso: Engenharia de Alimentos Aluna: Alessandra de Oliveira Queiroz

Dourados, MS junho de 08

ndice1-Introduo Microbiologia Ambiental...............................................................................1 2-Microbiologia Ambiental....................................................................................................2 2.1-Diversidade Metablica...................................................................................................2 2.2-Variedade de Habitats......................................................................................................3 2.3-Distribuio dos Microrganismos nos Diferentes Ambientes.........................................4 2.4-Microbiologia do Solo e Ciclos Biogeoqumicos............................................................6 2.5-Biorremediao..............................................................................................................10 3-Concluso..........................................................................................................................12 4-Referncias Bibliogrficas................................................................................................13

1-Introduo Microbiologia AmbientalA parte da Terra onde existe vida chamada biosfera. Nesta parte vivem milhes de espcie de seres vivos, cada qual representada por um nmero muito varivel de indivduos. Nos mais diversos ambientes naturais da Terra, normalmente os seres vivos estabelecem entre si e com o meio em que vivem um relacionamento capaz de garantir no somente a sua sobrevivncia, mas tambm a preservao dos recursos naturais disponveis. A manuteno dos processos vitais caractersticos da biosfera necessita que duas condies sejam simultaneamente satisfeitas: um fornecimento contnuo de energia e a reciclagem de compostos qumicos que fazem parte da estrutura dos seres vivos ou so por eles utilizados em algum momento do seu ciclo vital. Estes compostos so formados a partir de um conjunto finito (ainda que muito grande) de tomos, cuja quantidade e tipo foram estabelecidos pelas condies cosmognicas e planetognicas. De fato, desde que a Terra foi formada, as concentraes dos diferentes tomos que a constituem permanecem constantes__ a formao de tomos novos por desintegrao atmica natural ou provocada pelo homem tem pouco significado quantitativo para alterar a composio geral. Os seres vivos atuais so, portanto, formados por tomos que, teoricamente, podem ter feito parte de organismos h muito tempo desaparecidos. A vida na biosfera necessita, portanto, que os compostos biolgicos sofram alteraes cclicas, de tal forma que, aps serem utilizados pelos seres vivos voltem aparecer na natureza sob uma forma que permita sua reutilizao. Esses movimentos cclicos de elementos e substncias, passando do mundo vivo para o mundo fsico e vice-versa, constituem os ciclos biogeoqumicos. Neste processo de reciclagem, os microrganismos desempenham papel ativo e imprescindvel.

2-Microbiologia Ambiental 2.1-Diversidade MetablicaOs microrganismos so encontrados em toda a diversidade de ambientes naturais onde vivem outros organismos e, alm disso, em locais qumica ou fisicamente adversos a outros grupos. A capacitao para colonizar praticamente todos os ambientes da Terra foi obtida pelos microrganismos graas a sua extraordinria versatilidade metablica, associada a mltiplas adaptaes estruturais e a formas de propagao eficientes e diversificas __ por ventos, correntes de gua, atravs de animais etc. De uma maneira geral, o desenvolvimento microbiano em dado ambiente est condicionado presena de gua e nutrientes e a determinadas condies de pH, temperatura, luminosidade, e tenso de oxignio. Estas variveis apresentadas pelo meio ambiente podem diferir muito; mesmo dentro de microambientes, ocorrem grandes variaes nas quantidades de substratos orgnicos ou inorgnicos disponveis, nas concentraes de oxignio e de materiais inibitrios. Estas condies impem uma presso seletiva que determina a distribuio das diferentes populaes microbianas pelos ambientes ou microambientes considerados, pois embora as caractersticas de cada local impeam o desenvolvimento de todos os tipos de microrganismo, haver sempre um grupo apto a viver e utilizar favoravelmente das condies, trazendo como resultado a ampla distribuio observada para os microrganismos. Assim, se o ambiente desprovido de oxignio, pode ser habitado por microrganismos capazes de viver em anaerobiose, obtendo

energia por fermentao ou respirao anaerbia. Se o meio muito cido, ser colonizado por microrganismos com adaptaes estruturais e fisiolgicas que lhes permitem resistir a esta condio; meios com acmulos de material orgnico propiciam o desenvolvimento de microrganismos heterotrficos, enquanto maiores disponibilidades de carbonatos ou gs carbnico favorecem microrganismos autotrficos. Nestes ltimos ambientes, a luminosidade adequada um fator favorvel aos microrganismos fototrficos. A Disponibilidade de Nutrientes Determina o Nmero e o Tipo de Indivduos no Ambiente Na natureza, uns dos fatores mais limitantes ao desenvolvimento dos microrganismos (como dos seres vivos, em geral) a presena e a concentrao de nutrientes. A disponibilidade de alimentos inconstante e depende de acmulos de matria orgnica ou inorgnica, que acontece ao acaso. Como conseqncia, a velocidade de crescimento dos microrganismos varivel e raramente atinge o limite da potencialidade de uma dada espcie. Em condies de fartura, so acionados processos preventivos, destinados manuteno de uma espcie: muitos microrganismos sintetizam substncias de reserva, que lhes asseguram condies de sobrevivncia prolongada quanto os nutrientes escasseiam. comum observar-se em bactrias do solo grandes glbulos intracelulares que concentram diferentes tipos de polmeros, como polifosfatos, polissacardios ou poliidroxialcanoatos. A disponibilidade de nutrientes est associada, em grande parte dos ambientes naturais, competio entre as espcies. A espcie mais apta e que se desenvolver melhor ser aquela dotada de maior velocidade de retirada de nutrientes do meio e maior eficincia na converso do alimento em massa celular. A presena de vias metablicas especiais tambm pode auxiliar na competio, quando estas vias geram produtos txicos para os competidores. Estes produtos podem ser substncia com ao especfica, como os antibiticos, quanto substncia inespecficas, como produtos cidos de fermentao e ons como nitritos, resultantes da respirao anaerbia. Por outro lado, a formidvel diversidade dos microrganismos possibilita que, no habitat onde haja a liberao de um produto antimicrobiano, existam tambm espcies capazes de degradar esta substncia, sendo assim indiferentes a sua presena. De forma anloga, produtos cidos prejudiciais a muitos tipos de clulas podero ser utilizados por certas espcies.

2.2-Variedade de HabitatsA diversidade de populaes microbianas indica que elas tiram proveito de qualquer nicho encontrado em seu ambiente. Diferentes quantidades de oxignio, luz e nutrientes podem existir dentro de alguns milmetros do solo. Como uma populao de organismos aerbicos utiliza todo o oxignio disponvel, os anaerbicos so capazes de se desenvolver. Se o solo perturbado por aragem, minhocas, ou outras atividades, os microrganismos aerbicos tero novamente capacidade de crescer, repetindo assim essa sucesso. Os micrbios que vivem em condies extremas de temperatura, acidez, alcalinidade ou salinidade so denominados extremfilos. Muitos so membros das arquibactrias. As enzimas (extremozimas) que tornam o crescimento possvel sob essas condies tm sido de grande interesse para as indstrias, porque toleram extremos de temperatura, salinidade e pH que poderiam inativar outras enzimas. A enzima Taq polimerase resistente ao calor, do organismo-fonte Thermus aquaticus, um exemplo.

Os microrganismos sobrevivem em um ambiente intensamente competitivo e devem explorar todas as vantagens que puderem. Eles devem metabolizar nutrientes comuns mais rapidamente ou utilizar nutrientes que os microrganismos competidores no podem metabolizar. Alguns, como a bactria do cido lctico que so to teis na produo de laticnios so capazes de fazer um nicho inspito para organismos competidores. As bactrias o cido lctico no so capazes de utilizar o oxignio como um aceptor de eltrons e fermentam acares somente at cido lctico, deixando a maioria da energia sem utilizao. Entretanto, a acidez inibe o crescimento dos micrbios mais eficientes e competidores. Os Mecanismos de Adaptao So Importantes no Estabelecimento das Populaes Alm da capacitao estabelecida pela presena de vias metablicas ou pelo tipo nutritivo, os microrganismos apresentam vrios outros mecanismos de competio e adaptabilidade, que vo expressar-se segundo as condies ambientais. Eis alguns exemplos: Microrganismos que se desenvolvem em regies de alto ndice de luminosidade podem sintetizar pigmentos (carotenides e melaninas) que os tornam menos sensveis quela condio agressiva. A presena de estruturas que permitem a ligao a superfcies comum em microrganismos que vivem em locais onde os fluxos lquidos so constantes, como o intestino ou a cavidade oral de animais ou rochas localizadas em correntes de gua. Microrganismos que habitam lagos e oceanos apresentam vacolos gasosos que, diminuindo a densidade celular, permitem sua flutuao. Microrganismos causadores de molstias humanas ou de outros animais utilizam estratgias especiais para estabelecer-se no hospedeiro; assim, lanando mo de enzimas capazes de provocar a decomposio de tecidos do hospedeiro ou de estruturas prprias que lhes permitem multiplicar-se justamente em clulas de defesa ou que impedem sua fagocitose. Mecanismos de resistncia a antibiticos so muito teis a microrganismos de solo, onde ocorre intensa produo de antimicrobianos (geralmente por fungos). Bactrias fototrficas anaerbias que vivem em guas profundas apresentam pigmentos diferentes da clorofila e que absorvem luz com comprimentos de onda capazes de atingi-las. Embora o nmero de espcies presentes em um dado ambiente, ou mesmo em um microambiente, habitualmente seja grande, algumas comunidades so formadas por poucas espcies. o resultado de condies particularmente restritivas, como altas concentraes de sais ou de acares ou de antibiticos ou ainda a deficincia de nutrientes essenciais maioria das espcies. Assim, poucas algas com exigncias nutricionais encontram-se presentes em guas podres e algumas bactrias povoam solos com pequena disponibilidade de matria orgnica.

2.3-Distribuio dos Microrganismos nos Diferentes AmbientesAmbientes Aquticos Os ambientes aquticos representados por oceano, rios, lagos, corredeiras, esturios etc., apresentam composies qumicas e fsicas diferentes, condicionando, portanto, o

estabelecimento de espcies microbianas diversas. De um modo geral, estes ambientes so habitados por organismo fototrficos; em condies aerbias predominam as cianobactrias e as algas eucariticas (oxignicas), enquanto que em regies anaerbias prevalecem as bactrias fototrficas (anoxignicas). Os seres fototrficos so considerados produtores primrios por serem capazes de sintetizar matria orgnica a partir de inorgnica. Assim sendo, sua velocidade de multiplicao o fator limitante e determinante de toda a atividade biolgica adicional. Assim a quantidade de peixes e mariscos economicamente explorveis, por exemplo, determinada, em ltima instncia, pela velocidade de reproduo dos produtos primrios. As regies ocenicas distantes do continente so, geralmente, pobres em atividades primrias de microrganismos, por carncia de material inorgnico. Esta situao revertida quando a regio abastecida por correntes marinhas vindas do continente. As regies martimas mais frteis so as praias e os esturios exatamente por disporem de maiores concentraes de nutrientes originrios dos continentes. Os ambientes aquticos apresentam baixas concentraes de oxignio, em conseqncia da pequena solubilidade deste gs em gua, quer seja do ar atmosfrico ou da fotossntese oxignica, restringe-se s camadas superficiais, tornando apenas essa regio propcia ao desenvolvimento de bactrias aerbicas; as guas profundas so, portanto, colonizada por bactrias anaerbicas. A funo do oxignio receber os eltrons provenientes da oxidao de substratos, que podem ser inorgnicos ou orgnicos. A utilizao de cada tipo de substratos caracteriza bactrias litotrficas ou organotrficas. Nas regies aquticas, a matria orgnica tende a ser depositada nas profundidades e a degradada por processos aerbios, enquanto no houver limitao de oxignio. Quando a restrio se estabelece, os processos metablicos de obteno de energia passam a ser a respirao anaerbia ou a fermentao. Estes processos produzem alteraes no ambiente, pois seus produtos finais so substancias ainda suficientemente reduzidas para serem utilizada como substratos energticos. A substituio do oxignio por outros aceptores de eltrons na cadeia de transporte de eltrons leva tambm substituio do produto final. Em lugar de gua, forma-se N2 quando aceptor NO2, H2S a partir de SO42 e assim por diante; alguns destes produtos tm efeito txico. Atualmente, os rios, represas, lagos e regies marinhas so muito utilizados para descarga de material poluente, oriundo de esgotos domsticos e dejetos industriais, com conseqncias desastrosas para o ambiente natural. Alta carga de matria orgnica provoca acentuado dficit de oxignio dissolvido. Por outro lado, tambm representa fontes de nutrientes, favorecendo o rpido desenvolvimento de bactrias heterotrficas; onde h oxignio, reproduzem-se as heterotrficas aerbias, levando exausto do oxignio dissolvido. A presena de amnia condio favorvel para o desenvolvimento de litotrficas aerbias, que, oxidando amnia, produzem nitrato. Este on, por sua vez, pode ser reduzido a nitrito por um grupo de bactrias heterotrficas que fazem respirao anaerbia. Quando os poluentes so constitudos basicamente de matria inorgnica, como os fosfatos provenientes de detergentes ou os compostos nitrogenados, frutos da lixifiao de solos adubado, ocorre um incremento da biomassa formada por microrganismos fotossintetizantes (por serem independentes de carbono orgnico), principalmente cianobactrias. Estas bactrias formam seu protoplasma utilizando-se, alm dos compostos inorgnicos, de gs carbono e luz, que, geralmente, no so fatores limitantes neste ambiente. A morte destes seres estabelece as condies para o desenvolvimento de bactrias heterotrficas. A efeito dos produtos destas bactrias__ mercaptanas, aminas, cido sulftrico __ so intensos, acarretando at a morte de peixes.

Microbiota Marinha O sustendo da vida ocenica amplamente dependente da vida microscpica fotossinttica, o fitoplncton marinho (um termo derivado do grego para plantas perambulantes). As cianobactrias, especialmente o gnero unicelular synechoccus, compem uma grande parte dessa populao. As bactrias fotossintticas como essas formam a base da cadeia alimentar ocenicas. Elas fixam o dixido de carbono para produzir matria orgnica, que liderada como matria orgnica dissolvida e usada pelas bactrias heterotrfica do oceano. As bactrias servem, ento, de fonte de alimentos particulados para uma srie de consumidores maiores. Esses so primeiro, os protozorios, que, por sua vez, so alimento para zooplnctons (metazorios) multicelulares (vida animal da famlia dos plnctons como o krill, um crustceo semelhante ao camaro). Esses zooplnctons servem de fonte alimentar para os peixes. Grande parte do dixido de carbono e do nutriente minerais liberados pela atividade metablica das bactrias, dos protozorios e dos metazorios reciclada fitplncton fotossinttico. A bioluminescncia microbiana, ou emisso de luz, aspecto interessante da vida das profundezas do mar. Muitas bactrias so luminescentes e algumas estabeleceram relaes simbiticas com peixes que apitam a zona bntica. Esses peixes algumas vezes usam o brilho da sua bactria residente para auxiliar na atrao e captura de sua presa na completa escurido das profundezas do oceano. Esses organismos bioluminescentes possuem uma enzima denominada luciferase que capta eltrons de flavoprotenas na cadeia de transporte de eltrons e emite uma parte da energia dos eltrons como um fton de luz. Uma questo interessante porque as bactrias precisam gastar tanta energia emitindo luz. Uma possvel respostas que a radiao UV atinge as profundezas do oceano e causa leso ao DNA das bactrias, que pode ser corrigida somente pela exposio luz __ que nas profundezas do oceano de ser suprida pelas prprias bactrias. Ambientes Terrestres Tambm nos solos, o principal ambiente terrestre, h uma cadeia alimentar, onde os organismos fototrficos autotrficos, constituem a base, seguindo-se um segundo elo formado pelos organismos heterotrficos, dependentes dos primeiros. Quanto maior a concentrao de matria orgnica originada por fotossntese, maior a massa de organismo heterotrficos liberados de CO2. O gs carbnico, reagindo com gua, origina acido carbnico que, juntamente com os cidos orgnico, produtos de fermentao os organismos heterotrficos, so agentes importantes de dissoluo de rocha. Processos fsicos, como o aquecimento e resfriamento, ou mecnicos, como os produzidos pela penetrao das razes das plantas em poros, provocam a ruptura das rochas, favorecendo a solubilizao dos minrios que as constituem. medida que as rochas, meramente inorgnicas, vo sento permeadas por razes, estabelecem-se as condies para a instalao de uma microbiota que se nutre de um material de excreo da planta ou de partes mortas de razes. O crescimento microbiano mais intensos ocorre na superfcie das partculas componentes do solo, onde h a possibilidade de formao de diversos microambientes, colonizados por diferentes tipos microbianos. Nos ambientes terrestres, a gua pode ser um fator limitante ao desenvolvimento dos organismos vivos. A gua distribui-se de maneira heterognea, podendo estar absorvida a superfcies ou apresentar-se como gua livre,

formando filmes ou camadas. A gua dos solos naturalmente contm nutrientes e oxignio dissolvidos. Em profundidades maiores, esta a nica forma em que o oxignio encontrado, j que no h presena de ar. Tambm nos solo, o contedo nutricional constitui o fator mais determinante do desenvolvimento microbiano, estabelecendo o nmero e diversidade dos microrganismos presentes. A maior atividade microbiana encontrada na superfcie, rica em matria orgnica. Ainda que haja excesso de determinadas fontes de carbonos como nutrientes, a carncia de compostos contendo fsforo ou nitrognio provocar uma limitao do crescimento. De um modo geral, espera-se que, havendo disponibilidade de nutrientes nas camadas superficiais (onde o oxignio no limitante), predominem organismos com metabolismos aerbios heterotrfico. Em condies aerbias carentes de matria orgnica, haver desenvolvimento de organismos litotrficos. Nos microambientes anaerbios, a matria orgnica degradada por fermentao e respirao anaerbia. No solo, como na gua, o tipo de nutriente disponvel, a fonte de energia utilizvel e a disponibilidade de oxignio determinam o tipo de metabolismo colonizadores__ variam apenas as espcies presentes em um ou outro habitat.

2.4-Microbiologia do Solo e Ciclos BiogeoqumicosBilhes de organismo, incluindo os que so microscpicos bem como grandes insetos e minhocas formam uma comunidade viva e vibrante no solo. Um solo tpico tem milhes de bactrias em cada grama, a populao maior nos poucos centmetros do topo do solo e declina rapidamente com a profundidade. Os organismos mais numerosos no solo so as bactrias embora os actinomicetos sejam bactrias, eles so considerados separadamente. Muitos antibiticos importantes, como a estreptomicina e tetraciclina, foram descobertos por microbiologista investigando actinomicetos no solo. Populaes de bactrias do solo so geralmente estimadas utilizando-se contagem em placas em meio nutriente, e os nmeros atuais so provavelmente subestimados por esse mtodo. Nenhum nico meio nutriente ou condio de crescimento pode encontrar todos os nutrientes e outras exigncias necessrias para todos os microrganismos do solo. Ns podemos pensar em solo como um fogo biolgico. Uma folha que cai de uma rvore consumida por esse fogo assim como sua matria orgnica metabolizada pelos micrbios do solo. Elementos da folha entram nos ciclos biogeoqumicos por causa de carbono, nitrognio e enxofre. Nos ciclos biogeoqumicos, os elementos so oxidados e reduzidos por microrganismos para fornecer suas necessidades metablicas. Sem os ciclos biogeoqumicos, a vida na Terra iria deixar de existir. O Ciclo do Carbono O ciclo biogeoqumicos primrio o ciclo carbono (figura 1). Todos os organismos, incluindo plantas, micrbios e animais, contm grandes quantidades de carbono na forma de compostos orgnicos, como celulose, amidos, gorduras e protenas. Os autotrficos, componentes essenciais de toda a vida na Terra, reduzem o dixido de carbono a formas de matria orgnica. Quanto voc alho uma rvore, voc deve pensar que sua massa vem do solo onde cresce. De fato, sua grande massa de celulose derivada de 0,03% do dixido de carbono na atmosfera. Isso ocorre como um resultado da fotossntese o primeiro passo do ciclo de carbono no qual os fototrficos, como as cianobactrias, as plantas, as algas e as bactrias verdes e prpuras sulfurosas fixam ou incorporam o dixido de carbono em matria orgnica utilizando energia ou luz solar. Quimioautotrficos como Thiobacillus e Beggiatoa tambm fixam o dixido de carbono

em matria orgnica, enquanto metabolizam compostos como o sulfeto de hidrognio para produzir energia.

Fig. 1- O ciclo do carbono em uma escala global, o retorno do CO2 para a atmosfera pela respirao proporcional a sua remoo pela fixao. Entretanto, a queima de madeira e combustveis fsseis adiciona mais CO2 atmosfera; como resultado, a quantidade de CO2 atmosfrico esta crescendo de maneira estvel.

No prximo passo do ciclo quimioeterotrficos como animais e protozorios alimentam-se de autotrficos e podem, por sua vez, ser consumido por outros. Por tanto, como o componentes orgnicos dos autotrficos so digeridos e ressintetizado, os tomos de carbono do dixido de carbono so transferido de organismo para organismo na cadeia alimentar. Algumas das molculas orgnicas so utilizadas por quimio-heteretrficos, incluindo animais, para satisfazer s suas necessidades de energia. Quanto essa energia liberada pela respirao, o dixido de carbono imediatamente se torna disponvel para novamente reiniciar o ciclo. Grade parte do carbono continua dentro do organismo at que ele fica seja excretado, ou at que o organismo morra. Quando plantas e animais morrem esses compostos orgnicos so decompostos por bactrias e fungos. Durante a decomposio, os compostos orgnicos so oxidados, e o CO2 retorna para os rios. O carbono estocado em rochas, como pedra calcria (CaCO3), e dissolvido como on carbonato (CO32) nos oceanos. Existem muitos depsitos de matria orgnica fssil na forma de combustvel fssil, como o carvo e o petrleo. A queima desses combustveis fssil libera CO2, resultando no aumento do composto na atmosfera. Muitos cientistas acreditam que o aumento do dixido de carbono na atmosfera deve estar causando o aquecimento global da Terra. Um aspecto interessante do ciclo do carbono o gs metano (CH4). Estima-se que os sedimentos no cho do oceano contenha 10 trilhes de toneladas de metano, aproximadamente duas vezes mais a quantia de depsitos de combustvel fssil, como carvo e petrleo, da Terra. Alm disso, as bactrias metanognicas nas profundidades esto constantemente produzindo mais. O metano muito mais potente como um gs de efeito estufa do que o dixido de carbono, e o ambiente da Terra seria perigosamente

alterado se todo esse gs escapasse para a atmosfera. Felizmente, hordas de bactrias que habitam o oceano usam o metano que escapa como fonte de energia, e ele desaparece antes de atingir a superfcie da gua e ento a atmosfera. Uma vez que o metabolismo do metano normalmente necessita de oxignio livre, que escasso nas profundezas do oceano, no se sabe ao certo como essas bactrias fazem o processo. Ciclo do Nitrognio A reproduo de muitos organismos no solo e em ambientes aquticos e frequentemente limitada pela escassez de nitrognio. Como esta limitao atinge a cultura de vegetais, a produo total de alimentos no globo restringida mais pela quantidade de nitrognio disponvel do que pela quantidade de qualquer outro elemento. Superar o limite imposto pela concentrao de nitrognio no uma tarefa trivial, pois o aumento da sua concentrao no solo deve ser feito sem provocar, como conseqncia, o aumento de sua concentrao em rios, lagos e outros ambientes aquticos, onde seu excesso constitui uma forma importante de poluio. Os Microrganismos Participam de Todas as Etapas da Reciclagem do Nitrognio. Quase todo o nitrognio do solo existe em molculas orgnicas, principalmente em protenas. Quando um organismo morre, o processo de decomposio microbiana resulta na quebra hidroltica de protenas em aminocidos. Em um processo denominado deaminao, os grupamentos amina so removidos e convertido em amnia (NH3). Essa liberao de amnia denominada amonificao. Para todos os microrganismos, o destino da amnia a sua incorporao a aminocidos, que podero fazer parte de protenas e originar outros compostos nitrogenados. Um outro destino possvel a sua oxidao a nitrato, processo levado a cabo por bactria quimiolitotrficas, que utilizam a amnia como substratos oxidvel__ o processo aerbio, dependente de uma cadeia de transporte de eltrons que tem oxignio como aceptor final. O processo, designado nitrificao, realizado exclusivamente por microrganismos. O nitrato pode ser utilizado por plantas e microrganismos como fonte de nitrognio; alm disso, uma parte do nitrato usada como aceptor final da cadeia de transporte de eltrons anaerbia microbiana, dando origem, na maior parte das condies, a produtos gasosos, como N2, N2O ou NO, que voltam atmosfera. O processo uma denitrificao e resulta na perda do nitrognio combinado, que a forma preferencial assimilvel pelos organismos.Fig. 2- O ciclo do Nitrognio. De uma forma geral, o nitrognio na atmosfera passa pela fixao, nitrificada e denitrificao. O nitrato assimilado por plantas e animais aps a nitrificao passa por decomposio, amonificao e novamente nitrificao.

H apenas um pequeno grupo de microrganismos capazes de promover a fixao do nitrognio, ou seja, a reduo de N2 a amnia. Este grupo inclui bactrias de vida livre ou simbionetes, aerbias ou anaerbias, dentre as quais se destacam as pertencentes aos gneros Rhizobium e Bradyrhizobium, que vivem em associao com razes de plantas leguminosas. As bactrias fixadoras de nitrognio dispem de um sistema enzimtico denominado nitrogenase, que cataliza a reduo do N2, com grande gasto de ATP e, por esta capacidade especial entre todos os seres vivos, ocupam um lugar importante no ciclo do nitrognio. Ciclo do Enxofre O ciclo do enxofre e o ciclo do nitrognio se assemelham, no sentido que eles representam vrios estgios de oxidao destes elementos. As formas mais reduzidas do

enxofre so os sulfetos, como o odorfero gs sulfeto de enxofre (H2S). Como o on amnia do ciclo do nitrognio, esse um composto reduzido que geralmente se forma sob condies anaerbicas. Ele representa uma fonte de energia para bactrias autotrficas. Essas bactrias convertem o enxofre reduzido em H2S em grnulos de enxofres elementar e sulfatos completamente oxidados (SO42). As bactrias que promovem estas oxidaes esto sendo utilizadas atualmente para otimizar processos de lixiviao, para extrao de metais presentes em minrios. Frequentemente, o enxofre elementar liberado de micrbios decompositores. O enxofre elementar essencialmente insolvel em guas temperadas, os micrbios tm dificuldades em absorv-lo. Essa a provvel origem da enorme acumulao subterrnea pr-histrica de enxofre.

Fig. 3- O ciclo do enxofre. Observe a importncia das condies aerbicas e anaerbicas.

O Ciclo do fsforo. Outro elemento nutricional importante que faz parte do ciclo biogeoqumico o fsforo. A disponibilidade do fsforo deve determinar se plantas e outros organismos podem crescer em uma rea. O fsforo existe primeiramente como on fosfato e sofre poucas modificaes no seu estado de oxidao. O ciclo do fsforo, ao contrrio, envolve modificaes de formas solveis para insolveis e de fosfato orgnico para fosfato inorgnico, muitas vezes em relao ao pH. Por exemplo, o fosfato nas rochas podem ser solubilizado pelo cido produzido por bactrias como o Thiobacillus. Diferentes dos outros ciclos, no existe um produto voltil composto por fsforo capaz de retorn-lo para a atmosfera, da mesma maneira que o dixido de carbono, o gs nitrognio e o dixido de enxofre retornam. Portanto, o fsforo tende a acumular-se nos mares. Ele pode ser recuperado escavando-se o sedimento da superfcie de mares antigos, principalmente como deposito de fosfato de clcio.

2.5-Biorremediao

O uso de micrbios para detoxificar ou degradar poluentes denominado biorremediao. Derramamentos de leos de navios-tanques danificados representam um dos exemplos mais dramticos de poluio qumica. As perdas econmicas de pesca e praias podem ser enormes. At certo ponto, a biorremediao ocorre naturalmente, medida que os micrbios atacam o leo se as condies forem aerbicas. Todavia, os micrbios geralmente obtm seus nutrientes em solues aquosas, e produtos base de leo so relativamente insolveis. Alm disso, hidrocarbonetos de petrleo so deficientes em elementos essenciais como nitrognio e fsforo. A biorremediao de derramamentos de leo bastante melhorada quando fornecido s bactrias residentes, em um fertilizante contendo nitrognio e fsforo. A biorremediao tambm pode fazer uso de micrbios que foram selecionados para se desenvolverem em certos poluentes ou de bactrias geneticamente modificadas que so especialmente adaptadas para metabolizar produtos de petrleo. A adio desses micrbios especializados denominado bioaumento. Derramamentos de petrleos subsuperficiais a partir de tanques de armazenamento de gasolina, por exemplo, podem ser removidos da gua por meio do bombeamento da gua para tanques aerados, que sero supridos com nutrientes fertilizantes, e a gua ser posteriormente devolvida aps a decomposio da gasolina. Princpios semelhantes so usados para retirar pesticidas e outras substncias qumicas que podem causar derramamentos. Bactrias resistentes radiao tm sido alteradas geneticamente para se tornarem mais teis na limpeza de locais contaminados com solventes radiativos.

3-ConclusoConclui-se que os microrganismos habitam em todos os ambientes marinhos, (desde superfcies aquticas ao fundo do oceano), e em todos os ambientes terrestres. Pode existir milhes de microrganismos em uma colher de solo frtil e somente medidas extremas podem elimin-los completamente do ambiente. Conclui-se tambm que os microrganismos desempenham a funo-chave na reciclagem dos elementos na natureza. Na cadeia alimentar, os animais alimentam-se das plantas e de outros animais, e as plantas usam os animais em deteriorao como nutrientes. Nota-se ento, que os microrganismos devem, agir como tradutores neste processo, pois convertem substncias qumicas em produtos utilizveis por animais e por plantas. Em geral, as plantas usam elementos que so inorgnicos; elas no podem utilizar elementos que constituem as molculas orgnicas (isto , combinadas com carbono). Mas o homem e outros animais requerem compostos orgnicos e excretam materiais inorgnicos. A degradao ou decomposio de materiais orgnicos faz parte do ciclo de nitrognio e de processos similares. Os materiais que podem ser decompostos por meio do processo natural so conhecidos como biodegradvel. Porm, h materiais que no so biodegradvel como petrleo, gasolina e leos, que quando derramados em guas subterrneas representam um dos exemplos mais dramticos de poluio qumica. Ento o uso de micrbios utilizado para detoxificar ou degradar poluentes como nesses tipos de acidentes. Este processo ento conhecido com biorremediao. Sendo assim, sem bactrias e outros microrganismos trabalhando em conjunto, a vida na Terra seria destruda pelo seu prprio processo natural. Galhos cados e folhas mortas se acumulariam, assim como os animais mortos.

4-Referncias BibliogrficasTORTORA, Gerard J; FUNKE, Berdell R; CASE, Christine L. Microbiologia. Porto Alegre: Artmed, 2005. p. 762-6, 771-2 e 777. BARBOSA, Heloiza Ramos; TORRES, Bayardo Baptista. Microbiologia Bsica. So Paulo: Atheneu, 2005. p. 119-23 e 126-7. PELCZAR JR, Michael J; CHAN, E.C.S; KRIEG, Noel R; Microbiologia Conceitos e Aplicaes. Volume 1. So Paulo: Pearson Education, 1997. p. 67-8.