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1.4.9.17: Descomponedores y recicladores - Biología

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Objetivos de aprendizaje

  • Describir la importancia de los hongos para el equilibrio del medio ambiente.

La red alimentaria estaría incompleta sin organismos que descomponen la materia orgánica (Figura 1). Algunos elementos, como el nitrógeno y el fósforo, son necesarios en grandes cantidades por los sistemas biológicos y, sin embargo, no abundan en el medio ambiente. La acción de los hongos libera estos elementos de la materia en descomposición y los pone a disposición de otros organismos vivos. Los oligoelementos presentes en cantidades bajas en muchos hábitats son esenciales para el crecimiento y permanecerían atados a la materia orgánica en descomposición si los hongos y las bacterias no los devolvieran al medio ambiente a través de su actividad metabólica.

La capacidad de los hongos para degradar muchas moléculas grandes e insolubles se debe a su modo de nutrición. Como se vio anteriormente, la digestión precede a la ingestión. Los hongos producen una variedad de exoenzimas para digerir los nutrientes. Las enzimas se liberan en el sustrato o permanecen unidas al exterior de la pared celular del hongo. Las moléculas grandes se descomponen en moléculas pequeñas, que son transportadas a la célula por un sistema de portadores de proteínas incrustados en la membrana celular. Debido a que el movimiento de pequeñas moléculas y enzimas depende de la presencia de agua, el crecimiento activo depende de un porcentaje relativamente alto de humedad en el medio ambiente.

Como saprobios, los hongos ayudan a mantener un ecosistema sostenible para los animales y plantas que comparten el mismo hábitat. Además de reponer el medio ambiente con nutrientes, los hongos interactúan directamente con otros organismos de formas beneficiosas y, a veces, perjudiciales (Figura 2).

Importancia de los hongos en la vida humana

Aunque a menudo pensamos en los hongos como organismos que causan enfermedades y pudren los alimentos, los hongos son importantes para la vida humana en muchos niveles. Como hemos visto, influyen en el bienestar de las poblaciones humanas a gran escala porque forman parte del ciclo de los nutrientes en los ecosistemas. También tienen otros roles en el ecosistema. Como patógenos animales, los hongos ayudan a controlar la población de plagas dañinas. Estos hongos son muy específicos de los insectos que atacan y no infectan a los animales ni a las plantas. Los hongos se están investigando actualmente como posibles insecticidas microbianos, y ya hay varios en el mercado. Por ejemplo, el hongo Beauveria bassiana es un pesticida que se está probando como posible agente de control biológico para la propagación reciente del barrenador esmeralda del fresno. Ha sido lanzado en Michigan, Illinois, Indiana, Ohio, West Virginia y Maryland (Figura 3).

La relación micorrízica entre los hongos y las raíces de las plantas es esencial para la productividad de las tierras agrícolas. Sin el socio fúngico en los sistemas de raíces, el 80-90 por ciento de los árboles y pastos no sobrevivirían. Los inoculantes micorrízicos de hongos están disponibles como enmiendas del suelo en las tiendas de suministros de jardinería y son promovidos por los partidarios de la agricultura orgánica.

También comemos algunos tipos de hongos. Los hongos ocupan un lugar destacado en la dieta humana. Las morillas, los hongos shiitake, los rebozuelos y las trufas se consideran manjares (Figura 4). El humilde hongo del prado, Agaricus campestris, aparece en muchos platos. Moldes del género Penicillium madurar muchos quesos. Se originan en el entorno natural como las cuevas de Roquefort, Francia, donde se apilan ruedas de queso de leche de oveja para capturar los moldes responsables de las vetas azules y el sabor picante del queso.

La fermentación —de granos para producir cerveza y de frutas para producir vino— es un arte antiguo que los seres humanos en la mayoría de las culturas han practicado durante milenios. Las levaduras silvestres se obtienen del medio ambiente y se utilizan para fermentar azúcares en CO2 y alcohol etílico en condiciones anaeróbicas. Ahora es posible adquirir cepas aisladas de levaduras silvestres de diferentes regiones vitivinícolas. Louis Pasteur jugó un papel decisivo en el desarrollo de una cepa confiable de levadura de cerveza, Saccharomyces cerevisiae, para la industria cervecera francesa a finales de la década de 1850. Este fue uno de los primeros ejemplos de patentes de biotecnología.

Muchos metabolitos secundarios de hongos son de gran importancia comercial. Los antibióticos son producidos naturalmente por hongos para matar o inhibir el crecimiento de bacterias, lo que limita su competencia en el entorno natural. Los antibióticos importantes, como la penicilina y las cefalosporinas, se aíslan de los hongos. Los fármacos valiosos aislados de hongos incluyen el fármaco inmunosupresor ciclosporina (que reduce el riesgo de rechazo después del trasplante de órganos), los precursores de las hormonas esteroides y los alcaloides del cornezuelo de centeno que se utilizan para detener el sangrado. La psilocibina es un compuesto que se encuentra en hongos como Psilocybe semilanceata y Gymnopilus junonius, que se han utilizado por sus propiedades alucinógenas por varias culturas durante miles de años.

Como organismos eucariotas simples, los hongos son organismos de investigación modelo importantes. Se lograron muchos avances en la genética moderna mediante el uso del moho del pan rojo. Neurospora crassa. Además, muchos genes importantes descubiertos originalmente en S. cerevisiae sirvió como punto de partida para descubrir genes humanos análogos. Como organismo eucariota, la célula de levadura produce y modifica proteínas de una manera similar a las células humanas, a diferencia de la bacteria. Escherichia coli, que carece de las estructuras de la membrana interna y de las enzimas para marcar las proteínas para la exportación. Esto hace que la levadura sea un organismo mucho mejor para su uso en experimentos de tecnología de ADN recombinante. Al igual que las bacterias, las levaduras crecen fácilmente en cultivo, tienen un tiempo de generación corto y son susceptibles de modificación genética.


También conocido como saprótrofos, Los saprobiontes son microbios que habitan detritus. Utilizan la digestión extracelular, conocida como nutrición saprobiótica, para digerir sus alimentos. Las enzimas digestivas descomponen los detritos en sustancias solubles. Luego, estos se descomponen en agua, dióxido de carbono e iones minerales.

Detritívoros son pequeños invertebrados, como cochinillas o lombrices de tierra. Ingieren los detritos (nutrición holozoica). Sus cuerpos absorben los productos solubles y los desechos insolubles son eferidos. Los detritívoros ayudan a los saprobiontes al:

  • ingiriendo heces que son más accesibles para los saprobiontes que grandes trozos de tejido vegetal
  • sus heces también contienen minerales beneficiosos, como la urea, que pueden ser metabolizados por los saprobiontes
  • airean el suelo que ayuda a los saprobiontes a respirar aeróbicamente

Función de los descomponedores

Los descomponedores juegan un papel importante en todos los ecosistemas. Sin descomponedores, los organismos muertos no se descompondrían ni se reciclarían en otra materia viva. Sin embargo, la razón por la que los descomponedores se descomponen es simplemente porque necesitan sobrevivir. Los descomponedores son heterótrofos, lo que significa que obtienen su energía de la ingestión de material orgánico. Un organismo muerto proporciona nutrientes para que los descomponedores, como las bacterias y los hongos, los utilicen con el fin de crecer y reproducirse, propagando su propia especie. El efecto secundario de esta necesidad básica de sobrevivir es que el material orgánico y los nutrientes se reciclan en todo el ecosistema a medida que otros organismos consumen las bacterias y los hongos.


Funciones de los descomponedores y detritívoros

Cadena de comida

Los organismos en este nivel de la cadena alimentaria proporcionan nutrientes a los productores (plantas) que, a su vez, son consumidos por los consumidores del siguiente nivel y luego consumidos por los consumidores terciarios. Los hongos liberan enzimas que descomponen la materia orgánica muerta y la liberan en el suelo, mientras que las lombrices de tierra excretan desechos ricos en nutrientes que agregan más vitalidad al suelo. La acción de túnel de las lombrices de tierra también ayuda a romper y airear el suelo.

Bacterias del suelo como Bacillus subtilis y Pseudomonas fluorescens también están ampliamente involucrados a nivel de descomposición. Son fundamentales para las primeras etapas de descomposición antes de que los hongos y las lombrices de tierra se hagan cargo. Las bacterias no solo se alimentan de hojas muertas y malezas, sino que también fijan nitrógeno en el suelo para que no se pierda en el aire o el agua (ver más abajo).

Ciclo de nutrientes

Fijación de nitrogeno

Las bacterias descomponedoras son responsables de fijar el nitrógeno en el suelo, lo que significa que transforman el nitrógeno en una forma que pueden utilizar otros organismos de la cadena alimentaria. Específicamente, las bacterias toman nitrógeno atmosférico y lo convierten en moléculas como amoníaco, nitrato y nitrito que pueden ser utilizadas por las plantas. En algunas plantas como las legumbres, la bacteria Rizobium vive en nódulos en las raíces de las plantas en una relación simbiótica. A su vez, para darles un lugar para vivir, las bacterias devuelven el favor fijando nitrógeno para que lo utilicen las plantas.


La imagen de arriba muestra nódulos fijadores de nitrógeno en las raíces de una planta leguminosa.

Mantenimiento del ecosistema

Los descomponedores son como las amas de llaves de un ecosistema. Sin ellos, las plantas y los animales muertos se seguirían acumulando con los nutrientes que el suelo necesita atrapados en su interior. Los descomponedores limpian el material muerto procesándolo y devolviendo los nutrientes al suelo para los productores. Si la comunidad de descomponedores se daña o muere, todo el ciclo biogeoquímico de un ecosistema se ve afectado. Si esto sucediera a mayor escala, todo el planeta estaría en peligro.


¿Cuál es el papel de los descomponedores en el ciclo del carbono?

Los descomponedores ayudan a recuperar el carbono de los organismos muertos y a devolverlo al ciclo del carbono para que los organismos vivos puedan utilizarlo. Los descomponedores descomponen las plantas, los animales y los productos de desecho muertos. Este proceso libera dióxido de carbono a través de la respiración celular.

Los seres vivos de la Tierra son formas de vida basadas en el carbono. Estos seres vivos necesitan carbono para crecer y reproducirse. La cantidad de carbono en la Tierra no es infinita, pero es abundante y adopta muchas formas. Los descomponedores utilizan el dióxido de carbono en los cuerpos de los organismos muertos como alimento o combustible. Este proceso de alimentación libera dióxido de carbono a la atmósfera a través de la respiración celular. El dióxido de carbono también puede liberarse a la atmósfera cuando se queman organismos muertos.

Los descomponedores son bacterias, hongos y gusanos. Las bacterias pueden degradar la mayoría de los tipos de materia orgánica y son un importante descomponedor. Los hongos son descomponedores primarios en los bosques donde destruyen los árboles caídos y otros organismos leñosos. Los gusanos son carroñeros que aceleran la descomposición bacteriana al descomponer un organismo para que los nutrientes estén más disponibles para las bacterias.

El ciclo del carbono explica cómo el carbono se pone a disposición de las formas de vida. Los principales procesos del ciclo del carbono son la fotosíntesis, la respiración, la descomposición, el desgaste natural de las rocas y la quema de combustibles fósiles. Los productores primarios utilizan la fotosíntesis para absorber carbono. Las plantas lo absorben de la atmósfera en forma de dióxido de carbono. El carbono asciende en la cadena alimentaria cuando los animales se alimentan de plantas y se transfiere el carbono. Mientras están vivos, los animales liberan dióxido de carbono a la atmósfera a través de la respiración. Una vez que un organismo ha muerto, los descomponedores reciclan el carbono.


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Biología de la definición del descomponedor. Los descomponedores incluyen bacterias y hongos. Otros artículos donde se discute el descomponedor:

Los descomponedores juegan un papel fundamental en el medio ambiente. En estos entornos, los hongos juegan un papel importante como descomponedores y recicladores. Como descomponedores, patógenos y simbiontes mutualistas con plantas y animales, los hongos juegan un papel importante en los procesos de los ecosistemas, incluido el ciclo de nutrientes, las bioconversiones y los flujos de energía. Son una parte vital de la cadena alimentaria porque devuelven nutrientes al suelo para que otros organismos los utilicen. Su función es ecológicamente esencial, ya que reciclan los nutrientes a través de un proceso biológico natural.

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Los descomponedores juegan un papel fundamental en el medio ambiente.

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Los descomponedores son organismos que descomponen organismos y desechos muertos o en descomposición.

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Los descomponedores son los organismos que comen, digieren y descomponen los seres vivos que han muerto. Un descomponedor es un organismo que descompone o descompone material orgánico, como los restos de organismos muertos. En estos entornos, los hongos juegan un papel importante como descomponedores y recicladores. Su función es ecológicamente esencial, ya que reciclan los nutrientes a través de un proceso biológico natural. Un organismo que se alimenta y descompone un ejemplo de tejido animal o vegetal muerto:

Fuente: biologydictionary.net

Otros artículos donde se discute el descomponedor: La naturaleza tiene su propio sistema de reciclaje: al igual que los herbívoros y los depredadores, los descomponedores son heterótrofos. & # 8230 como CO2 por descomposición o descomposición de organismos (principalmente bacterias y hongos) en una serie de transformaciones microbianas. Un organismo cuya función ecológica implica el reciclaje de nutrientes mediante la realización del proceso natural de descomposición al alimentarse de organismos en descomposición.

Aprenda la definición de descomponedores en biología con una explicación para estudiar qué son los descomponedores. Son absolutamente esenciales en los ciclos de nutrientes. La naturaleza tiene su propio sistema de reciclaje: llevan a cabo la descomposición, un proceso posible solo por ciertos reinos, como los hongos. Los descomponedores incluyen bacterias y hongos.

Fuente: d20khd7ddkh5ls.cloudfront.net

En estos entornos, los hongos juegan un papel importante como descomponedores y recicladores. Aprenda la definición de descomponedores en biología con una explicación para estudiar qué son los descomponedores. Los descomponedores son organismos que descomponen los organismos muertos o en descomposición y, al hacerlo, llevan a cabo el proceso natural de descomposición. Un gusano se come una planta muerta. La naturaleza tiene su propio sistema de reciclaje:

& # 8230 como CO2 por descomposición o descomposición de organismos (principalmente bacterias y hongos) en una serie de transformaciones microbianas. Cubre características y clasificaciones de consumidores y descomponedores. Cuando tienes una botella vacía, ¿la reciclas para que el plástico o el vidrio se puedan volver a usar? Los descomponedores son los organismos que comen, digieren y descomponen los seres vivos que han muerto. Descomponente & # 8212 un organismo que descompone materiales complejos en más simples.

Fuente: photos.demandstudios.com

Descomponen la materia orgánica que de otro modo no se reciclaría.

Realizan la descomposición, un proceso posible solo por ciertos reinos, como los hongos.

Como descomponedores, patógenos y simbiontes mutualistas con plantas y animales, los hongos juegan un papel importante en los procesos de los ecosistemas, incluido el ciclo de nutrientes, las bioconversiones y los flujos de energía.

Fuente: upload.wikimedia.org

Dr. samanthi udayangani tiene un b.sc.

Other articles where decomposer is discussed: SPECIAL EVENT!: Evolution of the Genus Iris</p> <p>According to schaum's outline of biology, the definition of decomposers(p.352) says bacteria, fungi, plants, or animals that feed on dead organisms and release the bound organic material of the.</p>

FIGURA 15.9. El ciclo del carbono

Los átomos de carbono se ciclan a través de los ecosistemas. El dióxido de carbono (flechas verdes) producido por la respiración es la fuente del carbono que las plantas incorporan a las moléculas orgánicas cuando realizan la fotosíntesis. Estas moléculas orgánicas que contienen carbono (carbohidratos, grasas y proteínas) (flechas negras) se transmiten a los animales cuando comen plantas y otros animales. Los descomponedores consumen moléculas orgánicas en productos de desecho u organismos muertos. En el proceso, los descomponedores descomponen las moléculas orgánicas en moléculas inorgánicas. Todos los organismos (plantas, animales y descomponedores) devuelven los átomos de carbono a la atmósfera como dióxido de carbono cuando realizan la respiración celular. El oxígeno (flechas azules) se cicla al mismo tiempo que el carbono. El oxígeno se libera durante la fotosíntesis y se absorbe durante la respiración celular.

Los mismos átomos de carbono se utilizan una y otra vez. De hecho, no eres exactamente la misma persona hoy que ayer. Algunos de sus átomos de carbono son diferentes. Además, esos átomos de carbono han estado involucrados en muchos otros tipos de seres vivos durante los últimos miles de millones de años. Algunos de ellos eran residentes temporales de dinosaurios, árboles extintos o insectos, pero en este instante son parte de ti. Otras moléculas orgánicas se han convertido en parte de los combustibles fósiles.

El carbono y el oxígeno se combinan para formar la molécula de dióxido de carbono (CO2), que está presente en pequeñas cantidades como gas en la atmósfera y disuelto en agua. Durante la fotosíntesis, el dióxido de carbono de la atmósfera pasa a las hojas de las plantas donde se combina con el hidrógeno de las moléculas de agua (H2O), que son absorbidos del suelo por las raíces y transportados a las hojas. Muchos tipos de organismos acuáticos, como las algas y algunas bacterias, también realizan la fotosíntesis, pero absorben dióxido de carbono y moléculas de agua del agua en la que viven. (En realidad, aproximadamente el 50% de la actividad fotosintética en la Tierra tiene lugar en los océanos debido a la actividad de las algas y las bacterias fotosintéticas).

La energía necesaria para realizar la fotosíntesis la proporciona la luz solar. Como resultado de la fotosíntesis, se forman moléculas orgánicas complejas como los carbohidratos (azúcares). Los organismos productores utilizan estos azúcares para proporcionarse energía y para producir otros tipos de moléculas orgánicas necesarias para el crecimiento y la reproducción. Al mismo tiempo que el carbono se incorpora a las moléculas orgánicas, las moléculas de oxígeno (O2) se liberan a la atmósfera o al agua, porque durante el proceso de fotosíntesis, las moléculas de agua se dividen para proporcionar los átomos de hidrógeno necesarios para fabricar moléculas de carbohidratos.

Los herbívoros pueden utilizar las complejas moléculas orgánicas de los productores como alimento. Cuando un herbívoro come plantas o algas, las moléculas orgánicas complejas en su comida se descomponen en bloques de construcción moleculares orgánicos más simples, como azúcares simples, aminoácidos, glicerol y ácidos grasos, que luego se pueden reensamblar en moléculas orgánicas específicas que son parte de la estructura química del herbívoro. Por lo tanto, los átomos en el cuerpo del herbívoro se pueden rastrear hasta las plantas que comió. Casi todos los organismos también llevan a cabo el proceso de respiración, en el que el oxígeno de la atmósfera se utiliza para descomponer las moléculas orgánicas en dióxido de carbono y agua. Gran parte de la energía de enlace químico liberada por la respiración se pierde en forma de calor, pero el herbívoro utiliza el resto para el movimiento, el crecimiento y otras actividades.

De manera similar, cuando un carnívoro se come a un herbívoro, algunas de las moléculas del herbívoro que contienen carbono se incorporan al cuerpo del carnívoro. Las moléculas orgánicas restantes se descomponen en el proceso de respiración para obtener energía y se liberan dióxido de carbono y agua.

3. El papel de los descomponedores

Los descomponedores que utilizan estos materiales orgánicos como fuente de alimento actúan sobre las moléculas orgánicas contenidas en los productos de desecho de animales y los organismos muertos. El proceso de descomposición de los descomponedores implica la respiración y libera dióxido de carbono y agua, por lo que las moléculas orgánicas generalmente se reciclan. (Muchos compuestos orgánicos producidos por el hombre, plásticos, productos químicos industriales y pesticidas, no son fácilmente degradados por los descomponedores.) Cómo funciona la ciencia 15.1 describe cómo la alteración humana del ciclo del carbono ha afectado el clima.

Las moléculas de agua son las moléculas más comunes en los seres vivos. Debido a que todas las reacciones metabólicas que ocurren en los organismos tienen lugar en un ambiente acuoso, dentro de las células o partes del cuerpo, el agua es esencial para la vida. Durante la fotosíntesis, los átomos de hidrógeno (H) de las moléculas de agua (H2O) se agregan a los átomos de carbono para producir carbohidratos y otras moléculas orgánicas. Al mismo tiempo, los átomos de oxígeno en las moléculas de agua se liberan como moléculas de oxígeno (O2). El movimiento de las moléculas de agua se puede rastrear como un ciclo hidrológico (figura 15.10).

FIGURA 15.10. El ciclo hidrológico

El ciclo del agua a través del medio ambiente sigue un patrón simple. La humedad de la atmósfera se condensa en gotitas que caen a la Tierra en forma de lluvia o nieve. Los organismos usan parte del agua y parte de ella se evapora del suelo y los organismos, pero gran parte fluye sobre la Tierra como agua superficial o a través del suelo como agua subterránea. Finalmente regresa a los océanos, donde se evapora nuevamente a la atmósfera para comenzar el ciclo nuevamente.

La mayoría de las fuerzas que provocan el ciclo del agua no involucran a organismos, sino que son el resultado de procesos físicos y geológicos normales. Debido a la energía cinética que poseen las moléculas de agua, a temperaturas normales de la Tierra, el agua líquida se evapora a la atmósfera en forma de vapor de agua. Esto puede ocurrir dondequiera que haya agua; se evapora de los lagos, ríos, suelos y la superficie de los organismos. Debido a que los océanos contienen la mayor parte del agua del mundo, una cantidad extremadamente grande de agua ingresa a la atmósfera desde los océanos.

Las moléculas de agua también ingresan a la atmósfera como resultado de la transpiración de las plantas. La transpiración es un proceso por el cual se pierde agua de las hojas a través de pequeñas aberturas llamadas estomas. El agua que se pierde se absorbe del suelo a las raíces y se transporta de las raíces a las hojas, donde se utiliza en la fotosíntesis o se evapora. Este movimiento de agua lleva nutrientes a las hojas y la evaporación del agua de las hojas ayuda al movimiento del agua hacia arriba en el tallo. Por lo tanto, el agua transpirada se puede mover de las capas profundas del suelo a la atmósfera.

Una vez que las moléculas de agua están en la atmósfera, se mueven junto con otros gases atmosféricos por los patrones de viento predominantes. Si el aire cálido y húmedo encuentra temperaturas más frías, lo que a menudo ocurre sobre las masas de tierra, el vapor de agua se condensa en gotas y cae en forma de lluvia o nieve. Cuando la precipitación cae sobre la tierra, parte de ella se escurre por la superficie, parte de ella se evapora y parte penetra en el suelo. El agua que fluye de la superficie se abre paso a través de arroyos y ríos hasta el océano. El agua del suelo puede ser absorbida por las plantas y transpirada a la atmósfera, o puede convertirse en agua subterránea. Gran parte del agua subterránea finalmente llega a los lagos y arroyos y finalmente llega al océano, de donde se originó.

El ciclo del nitrógeno implica el ciclo de átomos de nitrógeno entre los componentes abióticos y bióticos y entre los organismos de un ecosistema. El nitrógeno es esencial en la formación de aminoácidos, que son necesarios para formar proteínas, y en la formación de bases nitrogenadas, que forman parte del ATP y de los ácidos nucleicos, ADN y ARN. El nitrógeno se encuentra como moléculas de gas nitrógeno (N2) en la atmósfera. Aunque el gas nitrógeno (N2) constituye aproximadamente el 80% de la atmósfera terrestre, no está fácilmente disponible para la mayoría de los organismos porque los dos átomos de nitrógeno están muy unidos entre sí y muy pocos organismos pueden utilizar el nitrógeno en esta forma. Dado que las plantas y otros productores están en la base de casi todas las cadenas alimentarias, deben producir nuevas moléculas que contengan nitrógeno, como proteínas y ADN. Las plantas y otros productores no pueden utilizar el nitrógeno de la atmósfera y deben obtenerlo en forma de nitrato (—NO3) o amoniaco (NH3).

1. El papel de las bacterias fijadoras de nitrógeno

Debido a que las plantas no pueden utilizar el nitrógeno atmosférico, los compuestos que contienen nitrógeno a menudo escasean y la disponibilidad de nitrógeno es a menudo un factor que limita el crecimiento de las plantas. (La mayoría de los ecosistemas acuáticos están limitados por la cantidad de fósforo en lugar de la cantidad de nitrógeno). Ciertos tipos de bacterias del suelo son la fuente principal de moléculas que contienen nitrógeno que las plantas necesitan para producir proteínas y ADN.

Algunas bacterias, llamadas bacterias fijadoras de nitrógeno, pueden convertir el gas nitrógeno (N2) que ingresa al suelo en amoníaco (NH3) que las plantas pueden usar. Ciertos tipos de estas bacterias viven libremente en el suelo y se denominan bacterias fijadoras de nitrógeno de vida libre. Otras, conocidas como bacterias fijadoras de nitrógeno simbióticas, tienen una relación de cooperación con ciertas plantas y viven en nódulos en las raíces de plantas como legumbres (guisantes, frijoles y trébol) y ciertos árboles como los alisos. Algunas gramíneas y árboles de hoja perenne parecen tener una relación similar con ciertos hongos de las raíces que parecen mejorar la capacidad de fijación de nitrógeno de la planta.

2. El papel de los productores y consumidores

Una vez que las plantas y otros productores tienen nitrógeno disponible en una forma que pueden usar, pueden construir proteínas, ADN y otras moléculas orgánicas importantes que contienen nitrógeno. Cuando los herbívoros comen plantas, las moléculas de proteína vegetal se descomponen en bloques de construcción más pequeños llamados aminoácidos. Estos aminoácidos luego se vuelven a ensamblar para formar proteínas típicas del herbívoro. Los ácidos nucleicos y otras moléculas que contienen nitrógeno se manejan de manera similar. Durante la manipulación y transformación de aminoácidos y algunas otras moléculas por parte del animal, se pierde algo de nitrógeno en los productos de desecho del organismo como amoníaco, urea o ácido úrico. Estos mismos procesos ocurren cuando los carnívoros comen herbívoros.

3. El papel de los descomponedores y otras bacterias del suelo Las bacterias y otros tipos de organismos de descomposición también están involucrados en el ciclo del nitrógeno. Los organismos muertos y sus productos de desecho contienen moléculas, como proteínas, urea y ácido úrico, que contienen nitrógeno. Los descomponedores descomponen estas moléculas orgánicas que contienen nitrógeno, liberando amoníaco (NH3), que puede ser utilizado directamente por muchos tipos de plantas. Otros tipos de bacterias del suelo, llamadas bacterias nitrificantes, pueden convertir el amoníaco en nitrito (—NO2), que otras bacterias pueden convertir en nitrato (—NO3). La producción de nitrato es importante porque las plantas pueden utilizar el nitrato como fuente de nitrógeno para la síntesis de moléculas orgánicas que contienen nitrógeno.

Finalmente, las bacterias conocidas como bacterias desnitrificantes son, en condiciones en las que no hay oxígeno, capaces de convertir el nitrito en gas nitrógeno (N2), que finalmente se libera a la atmósfera. El nitrógeno atmosférico puede volver a entrar en el ciclo con la ayuda de bacterias fijadoras de nitrógeno.

4. Características únicas del ciclo del nitrógeno

Aunque un patrón cíclico está presente tanto en el ciclo del carbono como en el ciclo del nitrógeno, el ciclo del nitrógeno muestra dos diferencias significativas. En primer lugar, la mayoría de las conversiones químicas difíciles las realizan bacterias y otros microorganismos. Sin las actividades de las bacterias, habría poco nitrógeno disponible y el mundo sería un lugar muy diferente. En segundo lugar, aunque el nitrógeno se pone a disposición de los organismos a través de las bacterias fijadoras de nitrógeno y regresa a la atmósfera a través de las acciones de las bacterias desnitrificantes, existe un ciclo secundario en el ciclo que recicla los compuestos de nitrógeno de los organismos muertos y los desechos directamente de regreso a los productores. La figura 15.11 resume las funciones de varios organismos en el ciclo del nitrógeno.

FIGURA 15.11. El ciclo del nitrógeno

Los átomos de nitrógeno se ciclan a través de los ecosistemas. El nitrógeno atmosférico es convertido por bacterias fijadoras de nitrógeno en compuestos que contienen nitrógeno, que las plantas pueden utilizar para producir proteínas y otros compuestos. Las proteínas se transmiten a otros organismos cuando un organismo es ingerido por otro. Los organismos en descomposición actúan sobre los organismos muertos y sus productos de desecho para formar amoníaco, que las plantas pueden reutilizar y convertir en otros compuestos nitrogenados mediante bacterias nitrificantes. Las bacterias desnitrificantes devuelven nitrógeno como gas a la atmósfera.

5. Agricultura y ciclo del nitrógeno

En el suelo de origen natural, el nitrógeno suele ser un factor limitante del crecimiento de las plantas. Para aumentar los rendimientos, los agricultores proporcionan fuentes adicionales de nitrógeno de varias formas. Los fertilizantes inorgánicos son un método principal para aumentar el nitrógeno disponible. Estos fertilizantes pueden contener amoníaco, nitrato o ambos.

Dado que la fabricación de fertilizantes nitrogenados requiere una gran cantidad de energía y utiliza gas natural como materia prima, los fertilizantes son costosos. Por lo tanto, los agricultores utilizan métodos alternativos para suministrar nitrógeno y reducir su costo de producción. Varias técnicas diferentes son efectivas. Los agricultores pueden alternar cultivos que producen nitrógeno, como la soja, con cultivos que requieren nitrógeno, como el maíz. Dado que las semillas de soja son legumbres que tienen bacterias simbióticas fijadoras de nitrógeno en sus raíces, si la soja se planta un año, el exceso de nitrógeno que queda en el suelo puede ser utilizado por las plantas de maíz cultivadas el próximo año. Algunos agricultores incluso plantan tiras alternas de soja y maíz en el mismo campo. Una técnica ligeramente diferente consiste en cultivar un cultivo que fije el nitrógeno durante un corto período de tiempo y luego arar el cultivo en el suelo y dejar que la materia orgánica se descomponga. El amoníaco liberado por descomposición sirve como fertilizante para el cultivo que sigue. Esto a menudo se conoce como abono verde. Los agricultores también pueden agregar nitrógeno al suelo esparciendo estiércol de las operaciones de producción animal o granjas lecheras en el campo y confiando en las bacterias del suelo para descomponer la materia orgánica y liberar el nitrógeno para uso de las plantas.

CÓMO FUNCIONA LA CIENCIA 15.1

Los científicos acumulan conocimientos sobre el cambio climático

Los seres humanos han alterado significativamente el ciclo del carbono. A medida que quemamos combustibles fósiles, la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera aumenta continuamente. El dióxido de carbono permite que la luz entre a la atmósfera pero no permite que salga el calor. Debido a que esto es similar a lo que sucede en un invernadero, el dióxido de carbono y los otros gases que tienen efectos similares se denominan gases de efecto invernadero. Therefore, many scientists are concerned that increased carbon dioxide levels are leading to a warming of the planet, which will cause major changes in our weather and climate.

In science, when a new discovery is made or a new issue is raised, it stimulates a large number of observations and experiments that add to the body of knowledge about the topic. Concerns about global climate change and the role that carbon dioxide plays in causing climate change have resulted in scientists studying many aspects of the problem. This has been a worldwide effort and has involved many different branches of science. This effort has resulted in critical examination of several basic assumptions about climate change, the collection of much new information, and new predictions about the consequences of global climate change.

Several significant studies include:

• Examination of gas bubbles trapped in the ice of glaciers has allowed scientists to measure the amount of carbon dioxide in the atmosphere at the time the ice formed. This provides information about carbon dioxide concentrations prior to human-caused carbon dioxide releases and allows scientists to track the rate of change.

• Long-term studies of the atmosphere at various locations throughout the world show that carbon dioxide levels are increasing.

• Measurements show that sea level is rising almost 2 millimeters per year.

• Measurements of the temperature of the Earth's atmosphere have allowed tracking of temperature. According to NASA, 10 of the warmest years on record occurred in the 12-year period between 1998 and 2009.

• Satellite images of the Arctic Ocean show reduced ice cover.

• Observations of bird migration in Europe document that birds that migrate long distances are arriving in Europe earlier in the spring.

• Many studies of the rate at which different ecosystems take up carbon dioxide have been done to determine if assumptions about the carbon dioxide trapping role of natural ecosystems are correct.

• Warming of the Arctic has resulted in less permafrost.

• Increased water temperatures have been linked to increases in the number and extent of blooms of cyanobacteria in lakes and oceans.

• Studies suggest that an increase in the level of carbon dioxide in the atmosphere could result in increased amounts of dissolved carbon dioxide in the ocean. Increased carbon dioxide will lower the pH of the ocean, which could have a negative effect on animals that make shells.

• Warming of the oceans is linked to more intense hurricanes.

• Earlier arrival of spring is linked to increased numbers and intensity of forest fires in the western United States.

The United Nations established the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)—a panel of scientists, political leaders, and economists—to analyze the large amount of information generated on the topic of climate changes. The IPCC has issued several reports about the nature, causes, and the impacts of climate change on ecosystems and culture.

Phosphorus is another atom common in the structure of living things. It is present in many important biological molecules, such as DNA, and in the membrane structure of cells. In addition, animal bones and teeth contain significant quantities of phosphorus. Most of the processes involved in the phosphorus cycle are the geologic processes of erosion and deposition. The ultimate source of phosphorus atoms is rock. In nature, new phosphorus compounds are released by the erosion of rock and are dissolved in water. Plants use the dissolved phosphorus compounds to construct the molecules they need. Animals obtain phosphorus when they consume plants or other animals. When an organism dies or excretes waste products, decomposer organisms recycle the phosphorus compounds back into the soil, where they can be reused. Phosphorus compounds that are dissolved in water are ultimately precipitated as mineral deposits. This has occurred in the geologic past and typically has involved deposits in the oceans. Geologic processes elevate these deposits and expose them to erosion, thus making phosphorus available to organisms. Animal wastes often have significant amounts of phosphorus. In places where large numbers of seabirds or bats have congregated for hundreds of years, their droppings (called guano) can be a significant source of phosphorus for fertilizer (figure 15.12).

In many soils, phosphorus is in short supply and must be provided to crop plants in fertilizer to get maximum yields. Phosphorus is also in short supply in aquatic ecosystems.

FIGURE 15.12. The Phosphorus Cycle

The primary source of phosphorus is phosphorus-containing rock. The erosion of rock and the dissolving of phosphorus compounds in water makes phosphorus available to the roots of plants. Animals obtain phosphorus in their food. Decomposers recycle phosphorus compounds back into the soil.

Nutrient Cycles and Geologic Time

The nutrient cycles we have just discussed act on a short-term basis in which elements are continually being reused among organisms and on a long-term basis in which certain elements are tied up for long time periods and are not part of the active nutrient cycle. In our discussion of the phosphorus cycle it was mentioned that the source of phosphorus is rock. While phosphorus moves rapidly through organisms in food chains, phosphorus ions are not very soluble in water and tend to precipitate in the oceans to form sediments that eventually become rock on the ocean floor. Once this has occurred, it takes the process of geologic uplift followed by erosion to make phosphorus ions available to terrestrial ecosystems. Thus, we can think of the ocean as a place where phosphorus is removed from the active nutrient cycle (this situation is known as a sink).

There are also long-term aspects to the carbon cycle. Organic matter in soil and sediments are the remains of once-living organisms. Thus, these compounds constitute a sink for carbon, particularly in ecosystems in which decomposition is slow (tundra, northern forests, grasslands, swamps, marine sediments). These materials can tie up carbon for hundreds to thousands of years. Fossil fuels (coal, petroleum, and natural gas), which were also formed from the remains or organisms, are a longer-term sink that involves hundreds of millions of years. The carbon atoms in fossil fuels at one time were part of the active carbon cycle but were removed from the active cycle when the organisms accumulated without decomposing. The organisms that formed petroleum and natural gas are thought to be the remains of marine organisms that got covered by sediments. Coal was formed from the remains of plants that were buried by sediments. Once the organisms were buried, their decomposition would be slowed, and heat from the Earth and pressure from the sediments helped to transform the remains of living things into fossil fuels. The carbon atoms in fossil fuels have been locked up for hundreds of millions of years. Thus, the formation of fossil fuels was a sink for carbon atoms.

Oceans are a major carbon sink. Carbon dioxide is highly soluble in water. Many kinds of carbonate sedimentary rock are formed from the precipitation of carbonates from solution in oceans. In addition, many marine organisms form skeletons or shells of calcium carbonate. These materials accumulate on the ocean floor as sediments that over time can be converted to limestone. Limestone typically contains large numbers of fossils. The huge amount of carbonate rock is an indication that there must have been higher amounts of carbon dioxide in the Earth’s atmosphere in the past.

Since fossil fuels are the remains of once-living things and living things have nitrogen as a part of protein, nitrogen that was once part of the active nitrogen cycle was removed when the fossil fuels were formed. In ecosystems in which large amounts of nonliving organic matter accumulates (swamps, humus in forests, and marine sediments), nitrogen can be tied up for relatively long time periods. In addition, some nitrogen may be tied up in sedimentary rock and, in some cases, is released with weathering. However, it appears that the major sink for nitrogen is as nitrogen in the atmosphere. Nitrogen compounds are very soluble in water, so when sedimentary rock is exposed to water, these materials are dissolved and reenter the active nitrogen cycle.

10. Trace the flow of carbon atoms through a community that contains plants, herbivores, decomposers, and parasites.

11. Describe four roles that bacteria play in the nitrogen cycle.

12. Describe the flow of water through the hydrologic cycle.

13. List three ways the carbon and nitrogen cycles are similar and three ways they differ.

14. Describe the major processes that make phosphorus available to plants.


Habitats

Although fungi are primarily associated with humid and cool environments that provide a supply of organic matter, they colonize a surprising diversity of habitats, from seawater to human skin and mucous membranes. Chytrids are found primarily in aquatic environments. Other fungi, such as Coccidioides immitis, which causes pneumonia when its spores are inhaled, thrive in the dry and sandy soil of the southwestern United States. Fungi that parasitize coral reefs live in the ocean. However, most members of the Kingdom Fungi grow on the forest floor, where the dark and damp environment is rich in decaying debris from plants and animals. In these environments, fungi play a major role as decomposers and recyclers, making it possible for members of the other kingdoms to be supplied with nutrients and live.


Bugs 101: Insect-Human Interactions

Of all the animals on earth, which are the strongest for their size? What about the fastest? Who were the first animals to evolve flight? Insects take all of these titles and more! As the most abundant animals on the planet, insects and other arthropods affect our lives in so many ways. From beneficial interactions like pollination and biological pest control, to the transmission of life threatening diseases this course will teach you about the big ways that these little arthropods impact our lives. In Bugs 101: Insect-Human Interactions, you will be plunged into the diverse (and sometimes alien) world of arthropods to learn how they work, what they do, and how insects and humans interact every day. After completing this course, you will be able to: Describe the evolutionary relationships between insects and their arthropod relatives Inventory major groups of insects and their diversity Demonstrate evolutionary adaptations that make insects successful Discuss insect biology and human-insect interactions Evaluate positive and negative interactions between insects and humans Propose practical and symbolic roles insects play in human societies

Получаемые навыки

Biology, Entomology, Science, Ecology

Рецензии

An absolutely fantastic course with logically set-out modules and enthusiastic, inspiring and engaging presenters. Very useful for anyone involved in Science outreach and/or widening participation.

Best instructor and teaching assistants. they start from very based and and slowly increase the difficulty of topics. i used to love buys ,after doing this course now i love bugs more the before.

Without decomposers, dead trees and leaves would pile up in forests, and we would be walking knee deep in dung and animal carcasses. Insect decomposers help to recycle these materials and many others back into the earth, recycling the nutrients to be used by other organisms again. This module unearths the importance of these decomposers to our ecosystem, and even discusses some ways these insects can be used to help solve crimes.

Преподаватели

Dr. Maya Evenden

Текст видео

Insects provide important ecosystem services that significantly impact our way of life. A good example of this is nutrient cycling. Many insects and other arthropods are decomposers that help recycle essential nutrients within an ecosystem. In this module, we will break down the concept of nutrient cycling and introduce some of the insects that facilitate this green process. Later in this module, we discuss how environmental conditions, especially temperature and moisture influence insect development rates, which in turn will have an effect on the rates of decomposition. We will also use this opportunity to re-introduce metamorphosis and moulting, two important concepts in the field of forensic entomology. Thanks to movies and television, you may already be familiar with some aspects of forensic entomology. In this module, we will show you how forensic entomologists apply information about insect development in criminal investigations. Stick with us as we dig into the intriguing field that combines entomology with criminology. Before we begin, we would like to warn you that some of the images and footage in the upcoming videos may be disturbing to some learners, though fascinating at the same time.


The Role of Decomposers in an Ecosystem

A decomposer is an organism that breaks down dead plant or animal matter. This may arouse the yuk response in many readers, but the fact is that ecosystems could not function without decomposers. This is because ecosystems depend on recycling in order to function. Humans are used to throwing away things they don’t want, but in nature, all materials are recycled endlessly.

Dead bodies contain many useful substances that are often in short supply in ecosystems: carbon tied up in large carbohydrate molecules, calcium and other minerals, organic nitrogen bound up in proteins. Without the help of decomposers, these elements would be removed from the food chain and gradually become so rare that the ecosystem would cease to function.

Carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen and the other necessary elements of life are all recycled. The oxygen we breathe in today was once breathed in by dinosaurs. The carbon dioxide that we breathe out is used by plants to create sugars in the process of photosynthesis. When animals eat plants, those simple sugars and carbohydrates are broken down and used as the building blocks for animal fats, carbohydrates and proteins.

When plants and animals die, those large complex compounds cannot be directly used again. Instead the decomposers break them down and make them available. So what are these decomposers? Bacteria and fungi do the majority of decomposition work. Worms and maggots also help. Fungi work mainly on plant materials, breaking down even cellulose and lignin, the largest of the complex carbohydrates. Bacteria work on everything from animal proteins to plant carbohydrates. Once these are broken down into smaller molecules, they can be ingested by small animals such as insects or taken up by plant roots and thus made part of the food chain again.

Nitrogen is an interesting element. It is present in the air we breathe as N2 but this is not a form that animals can use directly. Yet we need nitrogen to make proteins, the building blocks of our bodies. So where can we get it from? We can recycle organic nitrogen by eating meat but only nitrogen fixing bacteria can provide new sources of nitrogen from the air. Without bacteria to break down the proteins in dead bodies and fixing the nitrogen in the air, animals could not get enough nitrogen to make the proteins necessary for them to grow and function.

So next time you walk through a forest, think of the tiny but necessary organisms beneath your feet. Without their constant work to recycle the dead, the living ecosystem around you could not function or continue to exist. All life depends on the decomposers just as they depend on us.


Ver el vídeo: formalizacion de recicladores de oficio (Mayo 2022).


Comentarios:

  1. Gami

    Estás cometiendo un error. Propongo discutirlo. Envíeme un correo electrónico a PM.

  2. Ximon

    no tiene los analogos?

  3. Negrel

    Puedo sugerirle que entre en un sitio donde haya mucha información sobre un tema que le interese.

  4. Aethelhard

    si ... tal cosa no me lastimaría)))

  5. Corcoran

    No puedo participar en la discusión ahora, no tengo tiempo libre. Pero osvobozhus: necesariamente escribe lo que pienso.



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