Kemosynteesi

Miksi syvällä valtameren pinnan alla elävät bakteerit luottavat kemiallisiin yhdisteisiin auringonvalon sijasta ruoan valmistamiseen?

Useimmat autotrofit valmistavat ruokaa fotosynteesillä, mutta tämä ei ole ainoa tapa, jolla autotrofit tuottavat ruokaa. Jotkut bakteerit valmistavat ruokaa toisella prosessilla, joka käyttää kemiallista energiaa valoenergian sijasta. Tätä prosessia kutsutaan kemosynteesiksi. Kemosynteesissä yksi tai useampi hiilimolekyyli (yleensä hiilidioksidi tai metaani, CH4) ja ravintoaineet muutetaan orgaaniseksi aineeksi käyttämällä epäorgaanisten molekyylien (kuten vetykaasun, rikkivetyä (H2S) tai ammoniakin (NH3)) tai metaanin hapetusta. energianlähteenä pikemminkin kuin auringonvalo. Rikkivetykemosynteesissä hiilihydraatteja (CH2O) voidaan tuottaa hiilidioksidin ja hapen läsnä ollessa:

CO2 + O2 + 4H2S → CH2O + 4S + 3H2O

Monet organismit, jotka kemosynteesi ovat ekstremofiilejä, jotka elävät ankarissa olosuhteissa, kuten ilman auringonvaloa ja laajaa vesilämpötilaa, jotkut lähestyvät kiehumispistettä. Jotkut kemosynteettiset bakteerit elävät syvänmeren tuuletusaukkojen ympärillä, jotka tunnetaan nimellä ”mustat tupakoitsijat”. Bakteerit käyttävät maapallon tuuletusaukoista ulos virtaavia yhdisteitä, kuten rikkivetyä, energiaksi ruoan valmistamiseen. Kuluttajiin, jotka ovat riippuvaisia näistä bakteereista ruoan tuottamiseksi heille, kuuluvat jättimäiset matamat, kuten alla olevassa kuvassa. organismeja kutsutaan kemoautotrofeiksi. Muut meren organismit kuluttavat monia kemosynteettisiä mikro-organismeja, ja näiden organismien ja hengittävien heterotrofien väliset symbioottiset assosiaatiot ovat melko yleisiä.

Galapagosin rynnän syvällä olevat matomatat saavat energiansa kemosynteettisistä bakteereista. Tubusoilla ei ole suuta, silmiä tai vatsaa. Niiden selviytyminen riippuu symbioottisesta suhteesta niiden sisällä oleviin miljardeihin bakteereihin. Nämä bakteerit muuttavat kemikaalit, jotka ampuvat hydrotermisistä tuuletusaukoista maton ruokaan.