16.6B: Biodegradación del petróleo
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El aceite de petróleo puede ser degradado por microorganismos que lo utilizan como fuente de energía.
Objetivos de aprendizaje
- Mostrar cómo los microbios biodegradan los desechos del petróleo
Puntos Clave
- La biodegradación es el proceso de descomponer el material en componentes más simples por organismos vivos, la mayoría de las veces microorganismos.
- Los derrames de petróleo ocurren por accidentes en la industria como consecuencia de la extracción o el transporte. Ya que tales derrames se extienden por grandes áreas y tienen efectos nocivos en los organismos vivos. Es importante utilizar mecanismos respetuosos con el medio ambiente para su limpieza.
- Son muchos los microorganismos que pueden descomponer el petróleo, siendo los más destacados las bacterias hidrocarbonoclásticas. Un representante de este grupo es Alcanivorax borkumensis, y su genoma contiene genes que codifican para la degradación de alcanos.
Términos Clave
- Hidrocarburos: Compuestos orgánicos hechos únicamente de carbono e hidrógeno. Los ejemplos incluyen alcanos, alquenos e hidrocarburos aromáticos.
- emulsificación: Proceso de formación de una mezcla de sustancias que no se pueden mezclar en condiciones normales.
- tarball: Una gota de aceite de petróleo.
La biodegradación es el proceso en el que los organismos vivos, la mayoría de las veces microorganismos, descomponen el material en componentes más simples. Dicho material suele ser materia orgánica que podría ser disuelta en elementos químicos por organismos que poseen las vías metabólicas para realizar las reacciones. Algunos microorganismos producen enzimas que pueden degradar una variedad de compuestos químicos, incluyendo hidrocarburos como el petróleo.
El petróleo (petróleo crudo) es un combustible fósil líquido. Es un producto de materia orgánica en descomposición, como algas y zooplancton. Es una de las principales fuentes de energía en el mundo, y también es utilizada por la industria química para fabricar una gran cantidad de productos de consumo. Sin embargo, la perforación petrolera o el transporte pueden causar accidentes que conducen a la contaminación del medio ambiente. Los derrames de petróleo en ambientes marinos son especialmente dañinos porque no pueden ser contenidos y pueden extenderse por enormes áreas. Los compuestos aromáticos en el petróleo son tóxicos para los organismos vivos y tales derrames pueden causar estragos en un ecosistema. Las filtraciones naturales de fuentes de petróleo inexploradas son otra fuente de contaminación.
En el ambiente, tales derrames son limpiados naturalmente por microorganismos que pueden descomponer el aceite. El grupo dominante de tales bacterias son las bacterias hidrocarbonoclásticas (HCB). La concentración de estas bacterias aumenta significativamente en áreas de derrame de petróleo. Uno de los representantes mejor estudiados de este grupo es Alcanivorax borkumensis; también es el único que tiene su genoma secuenciado. Esta especie contiene genes individuales responsables de descomponer ciertos alcanos en productos inofensivos. También posee genes para dirigir la producción de una capa de biosurfactante alrededor de la célula para potenciar la emulsificación del aceite. La adición de nitrógeno y fósforo al ambiente Alcanivorax aumenta su tasa de crecimiento. Sin embargo, la adición de estos nutrientes en ambientes naturales para mejorar la limpieza de derrames de petróleo no es deseable, ya que puede tener un impacto negativo general en el ecosistema.
Aparte de los hidrocarburos, el petróleo crudo contiene compuestos tóxicos adicionales, como la piridina. Estos son degradados por representantes de otros géneros como Micrococcus y Rhodococcus. Los tarballs oleosos son biodegradados lentamente por especies de los géneros Chromobacterium, Micrococcus, Bacillus, Pseudomonas, Candida, Saccharomyces y otros. En la limpieza del derrame de petróleo de Deepwater Horizon se utilizaron microorganismos genéticamente modificados, pero algunos científicos sospechan que podrían haber causado problemas de salud a las personas de las zonas afectadas.