Chemosynthese
Warum sind Bakterien, die tief unter der Meeresoberfläche leben, auf chemische Verbindungen anstatt auf Sonnenlicht angewiesen, um Nahrung zu gewinnen?
Die meisten Autotrophen machen Lebensmittel durch Photosynthese, aber dies ist nicht die einzige Möglichkeit, wie Autotrophen Lebensmittel produzieren. Einige Bakterien stellen Lebensmittel nach einem anderen Verfahren her, bei dem chemische Energie anstelle von Lichtenergie verwendet wird. Dieser Prozess wird als Chemosynthese bezeichnet. Bei der Chemosynthese werden ein oder mehrere Kohlenstoffmoleküle (normalerweise Kohlendioxid oder Methan, CH4) und Nährstoffe durch Oxidation anorganischer Moleküle (wie Wasserstoffgas, Schwefelwasserstoff (H2S) oder Ammoniak (NH3)) oder Methan in organische Stoffe umgewandelt als Energiequelle und nicht als Sonnenlicht. Bei der Schwefelwasserstoff-Chemosynthese können in Gegenwart von Kohlendioxid und Sauerstoff Kohlenhydrate (CH2O) erzeugt werden:
CO2 + O2 + 4H2S → CH2O + 4S + 3H2O
Viele Organismen, die Chemochemie verwenden sind Extremophile, die unter rauen Bedingungen leben, z. B. ohne Sonnenlicht und in einem weiten Bereich von Wassertemperaturen, von denen sich einige dem Siedepunkt nähern. Einige chemosynthetische Bakterien leben in der Nähe von Tiefseequellen, die als „schwarze Raucher“ bekannt sind. Verbindungen wie Schwefelwasserstoff, die aus den Entlüftungsöffnungen aus dem Erdinneren herausfließen, werden von den Bakterien zur Energiegewinnung zur Herstellung von Nahrungsmitteln verwendet. Zu den Verbrauchern, die von diesen Bakterien abhängig sind, um Nahrung für sie herzustellen, gehören riesige Röhrenwürmer, wie in Abbildung unten dargestellt Organismen sind als Chemoautotrophen bekannt. Viele chemosynthetische Mikroorganismen werden von anderen Organismen im Ozean verbraucht, und symbiotische Assoziationen zwischen diesen Organismen und respirierenden Heterotrophen sind ziemlich häufig.
Röhrenwürmer tief im Galapagos-Riss beziehen ihre Energie aus chemosynthetischen Bakterien. Röhrenwürmer haben weder Mund noch Augen oder Magen. Ihr Überleben hängt von einer symbiotischen Beziehung zu den Milliarden Bakterien ab, die in ihnen leben Chemikalien, die aus den hydrothermalen Quellen in die Nahrung des Wurms schießen.
