Procesos, bacterias y arqueobacterias involucrados en el ciclo biológico del nitrógeno para la eliminación de compuestos nitrogenados en ecosistemas de agua dulce, una revisión sistemática

ABSTRACT: In aquatic ecosystems, water exchange is no longer considered a suitable option for management in aquaculture. As avoidance of this water exchange in generation of nitrogen-containing compounds has become an objective in the field, the best option to achieve it is the biological nitrogen c...

Full description

Autores:
Galván Jiménez, Luis Alberto
Ríos Osorio, Leonardo Alberto
Tipo de recurso:
Review article
Fecha de publicación:
2013
Institución:
Universidad de Antioquia
Repositorio:
Repositorio UdeA
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:bibliotecadigital.udea.edu.co:10495/10518
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/10495/10518
Palabra clave:
Agua dulce
Amonio
Archaea
Bacterias
Bacterias anaerobias
Ecosistemas
Ecosistemas acuáticos
Nitrogen
Oxidantes
Anaerobic bacteria
Aquatic biotic communities
Aquatic Environment
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Nitrógeno
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description ABSTRACT: In aquatic ecosystems, water exchange is no longer considered a suitable option for management in aquaculture. As avoidance of this water exchange in generation of nitrogen-containing compounds has become an objective in the field, the best option to achieve it is the biological nitrogen cycle, where toxic nitrogen compounds accumulated in the metabolic waste of fish, uneaten food and organic matter, among others, are processed to less toxic nitrogen compounds and are released into the atmosphere as gases. Objective To describe processes, bacteria and archeobacteria reported in scientific literature as participants in the biological nitrogen cycle in freshwater ecosystems. Materials and methods A systematic review of scientific literature that included articles published from 2002 to 2012, available in the databases of the library system of the University of Antioquia (ScienceDirect, ACS, SpringerLink and PubMed) was carried out; the keywords employed in accordance to scientific database descriptors (DecS) were “nitrogen cycle”, “bacteria”, “archaea”, “freshwater”, “aquatics ecosystems” y “aquarium”. Results From a total of 383, 54 articles that complied with the inclusion criteria were selected. Such articles described the nitrogen cycle and the processes that occur in it as nitrification, denitrification and anammox process, as well as bacteria and archaea involved in these processes; the enzymes involved in each process and physicochemical factors affecting the biological nitrogen cycle were also described. In addition, some methods that have been proven effective in optimizing the removal of nitrogen compounds in freshwater ecosystems are briefly described. Conclusions Diversity of bacteria and archaea that are involved in the nitrogen cycle is overlooked due to the difficulty to isolate them by traditional methods in the laboratory. In addition, it is concluded that studies which show the various interactions of different types of microorganisms that are involved in nitrogen cycle in other natural habitats are required.
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Objective To describe processes, bacteria and archeobacteria reported in scientific literature as participants in the biological nitrogen cycle in freshwater ecosystems. Materials and methods A systematic review of scientific literature that included articles published from 2002 to 2012, available in the databases of the library system of the University of Antioquia (ScienceDirect, ACS, SpringerLink and PubMed) was carried out; the keywords employed in accordance to scientific database descriptors (DecS) were “nitrogen cycle”, “bacteria”, “archaea”, “freshwater”, “aquatics ecosystems” y “aquarium”. Results From a total of 383, 54 articles that complied with the inclusion criteria were selected. Such articles described the nitrogen cycle and the processes that occur in it as nitrification, denitrification and anammox process, as well as bacteria and archaea involved in these processes; the enzymes involved in each process and physicochemical factors affecting the biological nitrogen cycle were also described. In addition, some methods that have been proven effective in optimizing the removal of nitrogen compounds in freshwater ecosystems are briefly described. Conclusions Diversity of bacteria and archaea that are involved in the nitrogen cycle is overlooked due to the difficulty to isolate them by traditional methods in the laboratory. In addition, it is concluded that studies which show the various interactions of different types of microorganisms that are involved in nitrogen cycle in other natural habitats are required.RESUMEN: En los ecosistemas acuáticos, el intercambio de agua ya no se considera una opción adecuada para la gestión en la acuicultura, siendo entonces el interés particular evitar este recambio de agua en la generación de compuestos que contienen nitrógeno, la mejor opción para lograr evitar este recambio de agua es el ciclo biológico del nitrógeno, donde compuestos tóxicos del nitrógeno que se acumulan por los desechos del metabolismo de peces, alimentos no consumidos y materia orgánica, entre otros, son transformados a compuestos nitrogenados menos tóxicos y que se liberan a la atmósfera como gases. Objetivo Describir los procesos, bacterias y arqueobacterias reportados en la literatura científica como participes en el ciclo biológico del nitrógeno en ecosistemas de agua dulce. Materiales y métodos Se realizó una revisión sistemática de la literatura científica donde se incluyeron los artículos publicados desde el 2002 hasta 2012, disponibles en las bases de datos del sistema de bibliotecas de la Universidad de Antioquia (ScienceDirect, ACS, SpringerLink y PubMed), se utilizaron las palabras claves según la base de datos de descriptores científicos “DecS”, entre ellas “nitrogen cycle”, “bacteria”, “archaea”, “freshwater”, “aquatics ecosystems” y “aquarium”. Resultados De un total de 383 artículos, se seleccionaron 54 que cumplieron con los criterios de inclusión, a partir de los cuales se describió el ciclo del nitrógeno y los procesos que en él se dan como la nitrificación, la desnitrificación y el proceso anammox, así como también se describen las bacterias y arqueobacterias que participan en estos procesos, las enzimas involucradas en cada proceso y los factores físico-químicos que influyen en el ciclo biológico del nitrógeno, adicionalmente se describen brevemente algunos métodos que han demostrado optimizar la eliminación de compuestos nitrogenados en ecosistemas de agua dulce. Conclusión La diversidad de bacterias y arqueobacterias que participan en el ciclo del nitrógeno esta subestimada, debido a la dificultad de aislarlas en el laboratorio por los métodos tradicionales, además se concluye que se necesitan estudios que demuestren las diversas interacciones de los diferentes tipos de microorganismos que participan en el ciclo del nitrógeno en otros hábitats naturales.COL0088881application/pdfspaUniversidad de Antioquia, Escuela de MicrobiologíaSalud y SostenibilidadMedellín, Colombiainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/articlehttp://purl.org/coar/resource_type/c_dcae04bchttp://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1https://purl.org/redcol/resource_type/ARTREVArtículos de revisiónhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Atribución-NoComercial-CompartirIgual 2.5 Colombia (CC BY-NC-SA 2.5 CO)info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/co/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/Agua dulceAmonioArchaeaBacteriasBacterias anaerobiasEcosistemasEcosistemas acuáticosNitrogenOxidantesAnaerobic bacteriaAquatic biotic communitiesAquatic EnvironmentBiotic communitiesNitrógenoOxidantsProcesos, bacterias y arqueobacterias involucrados en el ciclo biológico del nitrógeno para la eliminación de compuestos nitrogenados en ecosistemas de agua dulce, una revisión sistemáticaProcesses, bacteria and archaea involved in the biological nitrogen cycle for the removal of nitrogen compounds in freshwater ecosystems, a systematic reviewHechos Microbiol.Hechos Microbiológicos345141ORIGINALGalvanLuis_2013_ProcesosBacteriasArqueobacterias.pdfGalvanLuis_2013_ProcesosBacteriasArqueobacterias.pdfArtículos de revisiónapplication/pdf479201http://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstream/10495/10518/1/GalvanLuis_2013_ProcesosBacteriasArqueobacterias.pdfb58395ee0cf9bfc3699fefe55d6e4856MD51CC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain; 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