O documento discute os ciclos biogeoquímicos do carbono e do metano, incluindo a fotossíntese, respiração, combustão e decomposição que afetam esses ciclos. Também aborda como as mudanças climáticas estão afetando os microrganismos e como alguns microrganismos podem ajudar a reduzir os gases de efeito estufa.

1. 15/01/2014
Ciclos Biogeoquímicos
SO42-
Ciclo do Carbono
Apenas 1,5% do C está na biosfera – porém, é o C móvel, ao contrário
da litosfera, oceanos e fósseis
Componente de aminoácidos, proteínas, ácidos nucléicos (DNA),
lipídios, carboidratos
Processos de sequestro e
emissão – fluxos de ganho e
perda
1 Pg = 1,000,000,000,000,000 g
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2. 15/01/2014
Fixação/liberação de C
CO2 fixado via fotossíntese (autotroficamente em compostos
biológicos) com liberação de O2
Calcula-se que cada molécula de CO2 da atmosfera é fixada via
fotossíntese a cada 300 anos
Os oceanos e a fotossíntese terrestre absorvem cerca de 200
bilhões de toneladas de CO2 da atmosfera a cada ano (93% nos
oceanos) – principalmente algas e cianobactérias
Cerca de 40 quatrilhões de toneladas de CO2 estão dissolvidos nos
oceanos e formam grandes depósitos de CaCO3 e MgCO3
100 mil toneladas/ano de C são fixadas em fósseis fazendo parte
do estimado volume de 4 quatrilhões de toneladas de carvão, óleo,
gás natural
Fotossintéticos e quimiolitotróficos fazem produção 1ª: conversão
de C inorgânico a C orgânico (fungos e bactérias que decompõem
MO, plantas, cianobactérias)
Solos
Respiração/decomposição/combustão retorna C a atmosfera
Fixação > que consumo (respiração) = acúmulo de C orgânico
Fixação < que consumo (respiração) = declínio das populações (a
menos que adições ocorram), liberação de C
Aquecimento global:
CO2 aumentou em 30% desde a revolução industrial
A maioria desse aumento é devido a queima de combustíveis
fósseis e mudanças no uso da terra (desmatamento, queimadas,
etc.)
Ciclo do C e a
célula bacteriana
Espécies
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3. 15/01/2014
Emissões > Sequestros
Aumentos das temperaturas fazem com que os microrganismos
decomponham os resíduos orgânicos mais rapidamente (> emissão
de CO2 que incorporação via plantas fotossintéticas)
Outras fontes de metano:
Terras encharcadas
Arroz inundado
Cupins
Tratamento de esgoto
Lixões
Microambientes anaeróbios do solo
O aumento da agropecuária tem aumentado a produção de CH4
produzido pelos microrganismos (archaea, protozoários, leveduras,
etc.) que vivem no estômago de ruminantes como ovelhas, gado,
búfalos, camelos, etc.
CH4 absorve 20% a mais de calor que CO2
Consumo de metano:
Metanotróficos (Methylomonas, Methylococcus,
Methylosinus)
Zona aeróbia das raízes (arroz) e do solo
Superfície foliar
Microrganismos e o aquecimento
Microrganismos podem ter várias respostas positivas e negativas à
mudança climática global
Produção de vacina para reduzir a emissão de CH4
Aumentos das temperaturas aumentam as áreas biogeográficas de
microrganismos infecciosos: malária, dengue, febre amarela,
viroses, etc.
Aumentos nas populações microbianas oceânicas:
Vírus: o total de C em vírus nos oceanos equivale ao C de 75
milhões de baleias azuis
Áreas de tundra e do ártico estão com T mais elevadas,
aumentando a produção de CH4 (Archaeas metanogênicas),
muito mais nocivo que CO2 como gás de efeito estufa
Microrganismos e as soluções
Fertilizar os oceanos com Fe para aumentar as populações de algas
(fitoplâncton) e outros microrganismos como Prochlorococcus e
Synechococcus que absorvem quantidades enormes de CO2
Prochlorococcus e Synechococcus (cianobactérias) absorvem
cerca de 700 bilhões de toneladas de CO2 por ano, o que é 2/3
de todo o CO2 fixado anualmente nos oceanos
Utilização de celulose (hemicelulose) para produzir etanol
Sulfolobus solfatarius - archaea
Trichonympha sp. - protozoário
Trichoderma reesei - fungo
Mudanças causando alterações nas concentrações de
populações oceânicas de microrganismos
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4. 15/01/2014
Cultivo mínimo e plantio direto – manutenção de até 40% mais C
na palhada.
Problema – Adubação com N libera C (produção do fertilizante)
Solução – fixação biológica
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