Chapter 27: Ecosystems

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27.11:

El ciclo del azufre

JoVE 核
生物学

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The Sulfur Cycle

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– [Narrador] Como molécula gaseosa, el azufre tiene un ciclo entre los ecosistemas atmosférico, terrestre y acuático. Una de sus formas, el dióxido de azufre, o SO2, entra al sistema terrestre desde la atmósfera, ya sea como débil ácido sulfúrico disuelto en la lluvia, o depositado directamente en un proceso llamado vapor seco. La erosión de las rocas que contienen azufre, por los levantamientos geológicos de sedimentos oceánicos, también lleva azufre al ecosistema terrestre. Desde la tierra, el azufre entra en la cadena alimenticia, mediante las raíces de las plantas, en forma de sulfatos, que consumen los heterótrofos, y se liberan a la atmósfera otra vez, como sulfuro de hidrógeno que producen los descomponedores al morir los organismos. El azufre sobrante de la tierra y las ventilas geotérmicas subterráneas llega al océano como residuo, donde se precipita hacia sedimentos en el fondo marino, o lo usan los quimioautótrofos marinos como fuente de energía biológica. La actividad volcánica y las ventilas geotérmicas también liberan azufre a la atmósfera, en forma de sulfuro de hidrógeno gaseoso, como proceso natural. Sin embargo, la quema de combustibles fósiles arroja una cantidad anormalmente grande a la atmósfera, que entonces regresa al suelo como lluvia ácida, que daña los ecosistemas.

27.11:

El ciclo del azufre

El azufre, un elemento importante en la composición química de las proteínas, se recicla a través de la atmósfera y los ambientes acuáticos y terrestres. Se encuentra en la atmósfera como dióxido de azufre (SO₂), el azufre es liberado por organismos en descomposición, las rocas erosionadas, los respiraderos geotérmicos, los volcanes y la quema de combustibles fósiles. Se deposita en el ecosistema, se utiliza a través de la comunidad biótica, y se libera de nuevo a la atmósfera como gas o se deposita en sedimentos marinos para su almacenamiento a largo plazo y su eventual devolución al suelo y a la atmósfera.

El ciclo biogeoquímico de azufre

El azufre es esencial para los sistemas biológicos y es un componente de ciertos aminoácidos, como la cisteína, que desempeña un papel importante en la estructura de las proteínas. El azufre se distribuye a los ecosistemas terrestres (es decir, a la tierra) por la precipitación de ácido sulfúrico débil, las consecuencias directas de la atmósfera, la intemperie de las rocas que contienen azufre y los respiraderos geotérmicos.

Del suelo, es absorbido por microorganismos y plantas y convertido en formas orgánicas que pueden ser utilizadas por los consumidores en el ecosistema. Cuando los organismos mueren, los descomponedores desintegran los compuestos orgánicos de azufre en gases, como el sulfuro de hidrógeno, que se oxida en la atmósfera para formar dióxido de azufre. Además, algunos quimioautótrofos utilizan el azufre como fuente de energía biológica y reciclan moléculas de azufre directamente a través de los ecosistemas.

El azufre se introduce en los ecosistemas marinos a través de la escorrentía de la tierra, las consecuencias directas de la atmósfera y los respiraderos geotérmicos submarinos. Parte de este azufre fluye a través de la cadena alimentaria y se libera a la atmósfera en forma de espuma de mar. El resto se deposita como sedimento en el fondo del océano, donde se almacena durante largos períodos de tiempo. Durante el tiempo geológico, la elevación puede transferir el sedimento de vuelta a la tierra, donde el azufre es liberado por la erosión.

Impactos humanos en el ciclo del azufre

La quema de combustibles fósiles, en particular el carbón, añade una cantidad antinatural de gas sulfuroso de hidrógeno a la atmósfera, lo que resulta en una mayor concentración de dióxido de azufre que se manifiesta como lluvia ácida. La lluvia ácida daña el medio ambiente al reducir el pH de los lagos y los ríos, dañando tanto la fauna acuática como la terrestre.

Suggested Reading

Wasmund, Kenneth, Marc Mußmann, and Alexander Loy. “The Life Sulfuric: Microbial Ecology of Sulfur Cycling in Marine Sediments.” Environmental Microbiology Reports 9, no. 4 (August 2017): 323–44. [Source]

Durham, Bryndan P., Shalabh Sharma, Haiwei Luo, Christa B. Smith, Shady A. Amin, Sara J. Bender, Stephen P. Dearth, et al. “Cryptic Carbon and Sulfur Cycling between Surface Ocean Plankton.” Proceedings of the National Academy of Sciences 112, no. 2 (January 13, 2015): 453–57. [Source]