Kémoszintézis

Miért támaszkodnak az óceán felszínének mélyén élő baktériumok kémiai vegyületekre a napfény helyett?

A legtöbb autotróf fotoszintézissel készíti el az ételt, de az autotrófok nem csak így termelnek ételt. Egyes baktériumok egy másik eljárással készítik el az ételt, amely fényenergia helyett kémiai energiát használ. Ezt a folyamatot kemoszintézisnek nevezzük. A kemoszintézis során egy vagy több szénmolekula (általában szén-dioxid vagy metán, CH4) és tápanyag szerves anyaggá alakul, szervetlen molekulák (például hidrogéngáz, hidrogén-szulfid (H2S) vagy ammónia (NH3)) vagy metán oxidációjával. mint energiaforrás, nem pedig a napfény. A hidrogén-szulfid kemoszintézis során szén-dioxid és oxigén jelenlétében szénhidrátok (CH2O) keletkezhetnek:

CO2 + O2 + 4H2S → CH2O + 4S + 3H2O

Sok szervezet felhasználási kemoszintézis extrémofilek, zord körülmények között élnek, például napfény és vízhőmérsékletek széles tartományának hiányában, egyesek megközelítik a forráspontot. Néhány kemoszintetikus baktérium a fekete-dohányosok néven ismert mélytengeri nyílások körül él. Az olyan vegyületeket, mint a hidrogén-szulfid, amely a Föld belsejéből nyílik ki a szellőzőnyílásokból, a baktériumok energia előállítására használják fel az élelmiszer előállításához. Azok a fogyasztók, akik ettől a baktériumtól függenek, hogy ételt termeljenek nekik, magukban foglalják az óriási csőférgeket is, mint például az alábbi ábra. az organizmusokat kemoautotrófokként ismerik. Számos kemoszintetikus mikroorganizmust fogyasztanak más szervezetek az óceánban, és ezek a szervezetek és a légző heterotrófok közötti szimbiotikus asszociációk meglehetősen gyakoriak.

A Galapagos-hasadék mélyén lévő tubewormák a kemoszintetikus baktériumokból nyerik energiájukat. A tubewormsnak nincs szája, szeme vagy gyomra. Túlélésük a szimbiotikus kapcsolattól függ a bennük élő baktériumok milliárdjaival. Ezek a baktériumok átalakítják a vegyi anyagok, amelyek a hidrotermális nyílásokból kilövik a féreg táplálékába.