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Las arqueas forman parte de los sistemas de la Tierra que reciclan elementos como carbono, nitrógeno y azufre de los diversos hábitats de cada ecosistema. Aunque estas actividades son vitales para el funcionamiento normal de los ecosistemas, las arqueas también pueden contribuir a los cambios que los humanos causan al ambiente, e incluso provocar contaminación.
Las arqueas llevan a cabo múltiples pasos del ciclo del nitrógeno, lo que incluye tanto reacciones disimilatorias que eliminan nitrógeno de los ecosistemas (como la respiración basada en nitratos y desnitrificación), como procesos asimilatorios que introducen nitrógeno, como la asimilación de nitrógeno y la fijación de nitrógeno.109 El papel de las arqueas en las reacciones de oxidación de amoníaco fue descubierto recientemente, es particularmente importante en los océanos.77 110 Parece que las arqueas también tienen una especial importancia en la oxidación de amoníaco en el suelo; producen nitritos, que son posteriormente oxidados en nitratos por otros microbios, y luego absorbidos por plantas y otros organismos.111
En el ciclo del azufre, las arqueas que crecen y que oxidan compuestos de azufre son importantes ya que liberan este elemento de las rocas, haciéndolo disponible para otros organismos. Sin embargo, las arqueas que hacen esto, como Sulfolobus, pueden causar daños ambientales, pues producen ácido sulfúrico como producto residual, y el crecimiento de estos organismos en minas abandonadas puede causar un drenaje minero ácido.3
En el ciclo del carbono, las arqueas metanógenas son relevantes como productoras de metano. La capacidad de estas arqueas de eliminar hidrógeno es importante en la degradación de materia orgánica por parte de las poblaciones de microorganismos que actúan como desintegradores en ecosistemas anaeróbicos, como sedimento, humedales o instalaciones de tratamiento de residuos.112 Sin embargo, el metano es uno de los gases de efecto invernadero más abundantes de la atmósfera terrestre, representando el 18% del total.113 Es un gas de efecto invernadero 25 veces más potente que el dióxido de carbono.114 Los metanógenos son la fuente principal de metano atmosférico, y son los responsables de gran parte de las emisiones anuales de metano del mundo.115 Por tanto, estas arqueas contribuyen a las emisiones globales de gases de efecto invernadero y al calentamiento global.
[editar]Interacciones con otros organismos
Las interacciones bien definidas entre arqueas y otros organismos son o bien mutualistas o comensalistas. En 2007, todavía no se conocía ningún ejemplo claro de patógeno o parásito arqueobacteriano.116 117 Sin embargo, se ha sugerido una relación entre la presencia de algunas especies de metanógenos y las infecciones en la boca,118 y Nanoarchaeum equitans podría ser parásito, pues sólo sobrevive y se reproduce dentro de las células del Crenarchaeota Ignicoccus hospitalis,119 y parece no ofrecer ningún beneficio a su huésped.120
Un ejemplo bien comprendido de mutualismo es la interacción entre los protozoos y arqueas metanógenas del sistema digestivo de animales que digieren celulosa, como los rumiantes y las termitas.121 En estos ambientes anaeróbicos, los protozoos descomponen la celulosa del material vegetal para obtener energía. Este proceso libera hidrógeno como producto residual, pero los niveles altos de hidrógeno reducen la energía generada por esta reacción. Cuando los metanógenos convierten el hidrógeno en metano, los protozoos se benefician ya que podrán obtener más energía de la descomposición de la celulosa.122
Estas asociaciones entre metanógenos y protozoos van un paso más allá en diversas especies de protozoos anaeróbicos, como Plagiopyla frontata, en cuyo caso, las arqueas viven en el protozoo y consumen el hidrógeno producido en sus hidrogenosomas.123 124 Se están descubriendo asociaciones similares con organismos más grandes, con el descubrimiento de que la arquea marina Cenarchaeum symbiosum que vive dentro de la esponja Axinella mexicana.125
Las arqueas también pueden ser comensales, beneficiándose de una asociación sin ayudar o dañar al otro organismo. Por ejemplo, el metanógeno 'Methanobrevibacter smithii es de largo la arquea más común de la flora humana, representando aproximadamente un 10% de todos los procariotas del intestino humano.126 Como en el caso de las termitas, es posible que estos metanógenos sean en realidad mutualistas en los humanos, interactuando con otros microbios del intestino para facilitar la digestión de los alimentos.127 También hay comunidades arqueobacterianas asociadas con una variedad de otros organismos, como en la superficie de corales,128 y en la parte del suelo que rodea las raíces de las plantas (la rizosfera).
Las arqueas llevan a cabo múltiples pasos del ciclo del nitrógeno, lo que incluye tanto reacciones disimilatorias que eliminan nitrógeno de los ecosistemas (como la respiración basada en nitratos y desnitrificación), como procesos asimilatorios que introducen nitrógeno, como la asimilación de nitrógeno y la fijación de nitrógeno.109 El papel de las arqueas en las reacciones de oxidación de amoníaco fue descubierto recientemente, es particularmente importante en los océanos.77 110 Parece que las arqueas también tienen una especial importancia en la oxidación de amoníaco en el suelo; producen nitritos, que son posteriormente oxidados en nitratos por otros microbios, y luego absorbidos por plantas y otros organismos.111
En el ciclo del azufre, las arqueas que crecen y que oxidan compuestos de azufre son importantes ya que liberan este elemento de las rocas, haciéndolo disponible para otros organismos. Sin embargo, las arqueas que hacen esto, como Sulfolobus, pueden causar daños ambientales, pues producen ácido sulfúrico como producto residual, y el crecimiento de estos organismos en minas abandonadas puede causar un drenaje minero ácido.3
En el ciclo del carbono, las arqueas metanógenas son relevantes como productoras de metano. La capacidad de estas arqueas de eliminar hidrógeno es importante en la degradación de materia orgánica por parte de las poblaciones de microorganismos que actúan como desintegradores en ecosistemas anaeróbicos, como sedimento, humedales o instalaciones de tratamiento de residuos.112 Sin embargo, el metano es uno de los gases de efecto invernadero más abundantes de la atmósfera terrestre, representando el 18% del total.113 Es un gas de efecto invernadero 25 veces más potente que el dióxido de carbono.114 Los metanógenos son la fuente principal de metano atmosférico, y son los responsables de gran parte de las emisiones anuales de metano del mundo.115 Por tanto, estas arqueas contribuyen a las emisiones globales de gases de efecto invernadero y al calentamiento global.
[editar]Interacciones con otros organismos
Las interacciones bien definidas entre arqueas y otros organismos son o bien mutualistas o comensalistas. En 2007, todavía no se conocía ningún ejemplo claro de patógeno o parásito arqueobacteriano.116 117 Sin embargo, se ha sugerido una relación entre la presencia de algunas especies de metanógenos y las infecciones en la boca,118 y Nanoarchaeum equitans podría ser parásito, pues sólo sobrevive y se reproduce dentro de las células del Crenarchaeota Ignicoccus hospitalis,119 y parece no ofrecer ningún beneficio a su huésped.120
Un ejemplo bien comprendido de mutualismo es la interacción entre los protozoos y arqueas metanógenas del sistema digestivo de animales que digieren celulosa, como los rumiantes y las termitas.121 En estos ambientes anaeróbicos, los protozoos descomponen la celulosa del material vegetal para obtener energía. Este proceso libera hidrógeno como producto residual, pero los niveles altos de hidrógeno reducen la energía generada por esta reacción. Cuando los metanógenos convierten el hidrógeno en metano, los protozoos se benefician ya que podrán obtener más energía de la descomposición de la celulosa.122
Estas asociaciones entre metanógenos y protozoos van un paso más allá en diversas especies de protozoos anaeróbicos, como Plagiopyla frontata, en cuyo caso, las arqueas viven en el protozoo y consumen el hidrógeno producido en sus hidrogenosomas.123 124 Se están descubriendo asociaciones similares con organismos más grandes, con el descubrimiento de que la arquea marina Cenarchaeum symbiosum que vive dentro de la esponja Axinella mexicana.125
Las arqueas también pueden ser comensales, beneficiándose de una asociación sin ayudar o dañar al otro organismo. Por ejemplo, el metanógeno 'Methanobrevibacter smithii es de largo la arquea más común de la flora humana, representando aproximadamente un 10% de todos los procariotas del intestino humano.126 Como en el caso de las termitas, es posible que estos metanógenos sean en realidad mutualistas en los humanos, interactuando con otros microbios del intestino para facilitar la digestión de los alimentos.127 También hay comunidades arqueobacterianas asociadas con una variedad de otros organismos, como en la superficie de corales,128 y en la parte del suelo que rodea las raíces de las plantas (la rizosfera).
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Las arqueas reciclan elementos como carbono, nitrógeno y azufre de los diversos hábitats de cada ecosistema. Estas actividades son vitales para el funcionamiento normal de los ecosistemas, pero las arqueas pueden contribuir a incrementar los cambios causados por el hombre, e incluso pueden producir contaminación.
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