Ciclo del Azufre
El azufre presenta un ciclo que pasa entre el aire y los sedimentos, siendo que existe un gran depósito en la corteza terrestre y en los sedimentos y un depósito menor en la atmósfera. Este ciclo del azufre es de vital importancia para la vida en la Tierra, ya que este elemento es un componente esencial de muchas proteínas y enzimas vitales para los organismos vivos.
El azufre es un elemento relativamente abundante en la corteza terrestre, ocurriendo principalmente en la forma de sulfatos solubles. Gran parte de los reservorios de azufre inerte está en rocas sulfurosas, depósito de elementos sulfurosos y combustibles fósiles. Además, el azufre también se encuentra en los océanos, en forma de sulfatos disueltos en el agua. Estos sulfatos pueden ser utilizados por ciertos tipos de plancton, que los incorporan en sus cuerpos y los devuelven al ciclo cuando mueren y se descomponen.
Las actividades del hombre han movilizado parte de estos reservorios inertes, obteniendo de esta forma desagradables consecuencias como la polución. La quema de combustibles fósiles, por ejemplo, libera grandes cantidades de dióxido de azufre a la atmósfera, el cual puede reaccionar con el agua para formar ácido sulfúrico, un componente principal de la lluvia ácida. Esta lluvia ácida puede causar daño a los ecosistemas acuáticos y terrestres, y también puede corroer edificios y otras estructuras hechas por el hombre.
Por fin, algunos depósitos de elementos sulfurosos y algunos minerales de sulfato pueden ser de origen biogénica. El azufre puede ser adicionado también en la exosfera en la forma reducida (H2S), como resultado de la actividad volcánica y del metabolismo microbiano. Este gas sulfhídrico puede ser oxidado por bacterias para formar azufre elemental, que luego puede ser oxidado aún más para formar sulfatos, completando así el ciclo del azufre.
El azufre puede ser encontrado también en diversos estados de oxidación en los compuestos orgánicos e inorgánicos. Los microorganismos catalizan la oxidación y reducción de las diferentes formas de azufre, estableciendo de este modo un ciclo. Este ciclo biogeoquímico es un proceso continuo y dinámico que involucra tanto procesos biológicos como químicos y físicos.
El azufre es un componente esencial del sistema de vida, estando contenido en diversos aminoácidos en la forma de grupo sulfidrilo (-SH), además de ser un componente esencial de varias co-enzimas. Además, el azufre también juega un papel importante en la fotosíntesis, ya que es un componente esencial de la clorofila, el pigmento verde que permite a las plantas absorber la luz solar y convertirla en energía.
El ciclo del azufre ocurre en la siguiente secuencia: Como el azufre en su forma elemental no puede ser utilizado por organismos superiores, para que su asimilación se torne posible es necesario que microorganismos oxiden la sulfa elemental en sulfatos. En este proceso pueden participar bacterias fotopigmentadas de los géneros Chlorobium y Pelodityon. Sin embargo, las más activas en este proceso son las fotopigmentadas en especial las del género Thiobacillus, que pueden general ácido sulfúrico durante el proceso. El sulfato generado puede ser asimilado directamente por vegetales, algas y diversos organismos heterotróficos siendo incorporados en aminoácidos sulfurados. El mismo sulfato también puede ser desasimilado formando H2S.
La etapa en la cual participan las bacterias del género Desulfovibrio se llama Reducción Desasimilativa del Sulfato. En este proceso el ión sulfato actúa como un agente oxidante para la desasimilación de materia orgánica, así como el oxígeno en la respiración convencional.
Las bacterias reductoras del sulfato, utilizan este ion que son reducidos a sulfato de hidrógeno (H2S). Su papel en el ciclo del azufre puede ser comparado al papel de las bacterias reductoras de nitrato en el ciclo del nitrógeno. Además de las bacterias Desulfovibrio, otras bacterias anaeróbicas restringidas y morfológicamente diversificadas participan del proceso, siendo Desulfomaculum y Desulfobulbus, las más conocidas.
El gas sulfhídrico resultante de la reducción de los sulfatos y de la descomposición de aminoácidos es oxidado en azufre elemental. Esta reacción es típica de ciertas bacterias oxidantes del azufre no fotopigmentadas, como Beggiatoa, Thiothixis, Thioploca e Thiobacillus. Estas bacterias juegan un papel crucial en el ciclo del azufre, ya que son responsables de la conversión de azufre reducido a azufre oxidado, un paso clave en el ciclo del azufre.
