Kemosyntese

Hvorfor er bakterier, der lever dybt under havets overflade, afhængige af kemiske forbindelser i stedet for sollys til energi til at lave mad?

De fleste autotrofer fremstiller mad ved fotosyntese, men det er ikke den eneste måde, som autotrofer producerer mad på. Nogle bakterier fremstiller mad ved en anden proces, der bruger kemisk energi i stedet for lysenergi. Denne proces kaldes kemosyntese. I kemosyntese omdannes et eller flere kulmolekyler (normalt kuldioxid eller methan, CH4) og næringsstoffer til organisk materiale ved hjælp af oxidation af uorganiske molekyler (såsom hydrogengas, hydrogensulfid (H2S) eller ammoniak (NH3)) eller methan som en energikilde snarere end sollys. I hydrogensulfidkemosyntese kan der i nærvær af kuldioxid og ilt produceres kulhydrater (CH2O):

CO2 + O2 + 4H2S → CH2O + 4S + 3H2O

Mange organismer, der brug kemosyntese er ekstremofile, der lever under barske forhold, såsom i fravær af sollys og en lang række vandtemperaturer, hvor nogle nærmer sig kogepunktet. Nogle kemosyntetiske bakterier lever omkring dybhavsventilationer kendt som “sorte rygere.” Forbindelser som hydrogensulfid, der strømmer ud af ventilationsåbningerne fra jordens indre, bruges af bakterierne til energi til at fremstille mad. Forbrugere, der er afhængige af disse bakterier for at producere mad til dem, inkluderer kæmpe tuborme som dem, der er afbildet i figuren nedenfor. organismer er kendt som kemoautotrofer. Mange kemosyntetiske mikroorganismer forbruges af andre organismer i havet, og symbiotiske sammenhænge mellem disse organismer og responderende heterotrofer er ret almindelige.

Rørorme dybt inde i Galapagos Rift får deres energi fra kemosyntetiske bakterier. Rørorm har ingen mund, øjne eller mave. Deres overlevelse afhænger af et symbiotisk forhold til de milliarder bakterier, der lever inde i dem. Disse bakterier omdanner kemikalier, der skyder ud af de hydrotermiske ventilationskanaler til mad til ormen.