Kjemosyntese

Hvorfor stoler bakterier som lever dypt under havoverflaten på kjemiske forbindelser i stedet for sollys for energi til å lage mat?

De fleste autotrofer lager mat ved fotosyntese, men dette er ikke den eneste måten autotrofer produserer mat på. Noen bakterier lager mat ved en annen prosess, som bruker kjemisk energi i stedet for lysenergi. Denne prosessen kalles kjemosyntese. I kjemosyntese omdannes ett eller flere karbonmolekyler (vanligvis karbondioksid eller metan, CH4) og næringsstoffer til organisk materiale ved hjelp av oksidasjon av uorganiske molekyler (som hydrogengass, hydrogensulfid (H2S) eller ammoniakk (NH3)) eller metan som en kilde til energi, snarere enn sollys. I hydrogensulfidkjemosyntese, i nærvær av karbondioksid og oksygen, kan karbohydrater (CH2O) produseres:

CO2 + O2 + 4H2S → CH2O + 4S + 3H2O

Mange organismer som bruk kjemosyntese er ekstremofile, som lever under tøffe forhold, for eksempel i fravær av sollys og et bredt spekter av vanntemperaturer, noen nærmer seg kokepunktet. Noen kjemosyntetiske bakterier lever rundt havåpninger som er kjent som «svartrøykere.» Forbindelser som hydrogensulfid, som strømmer ut av ventilasjonene fra jordens indre, brukes av bakteriene til energi for å lage mat. Forbrukere som er avhengige av disse bakteriene for å produsere mat til dem, inkluderer gigantiske rørorm, som de som er vist på figuren nedenfor. Disse organismer er kjent som kjemioutotrofer. Mange kjemosyntetiske mikroorganismer konsumeres av andre organismer i havet, og symbiotiske assosiasjoner mellom disse organismer og responderende heterotrofer er ganske vanlige.

Tubormer dypt inne i Galapagos Rift får energi fra kjemosyntetiske bakterier. Tuborm har ingen munn, øyne eller mage. Overlevelsen avhenger av et symbiotisk forhold til milliardene bakterier som lever i dem. Disse bakteriene konverterer kjemikalier som skyter ut av de hydrotermiske ventilasjonene til mat til ormen.