Chemosynthese
Waarom zijn bacteriën die diep onder het oceaanoppervlak leven afhankelijk van chemische verbindingen in plaats van zonlicht voor energie om voedsel te maken?
De meeste autotrofen maken voedsel door fotosynthese, maar dit is niet de enige manier waarop autotrofen voedsel produceren. Sommige bacteriën maken voedsel door een ander proces, dat chemische energie gebruikt in plaats van lichtenergie. Dit proces wordt chemosynthese genoemd. Bij chemosynthese worden een of meer koolstofmoleculen (meestal kooldioxide of methaan, CH4) en voedingsstoffen omgezet in organisch materiaal, door oxidatie van anorganische moleculen (zoals waterstofgas, waterstofsulfide (H2S) of ammoniak (NH3)) of methaan als een bron van energie, in plaats van zonlicht. Bij waterstofsulfide-chemosynthese, in aanwezigheid van kooldioxide en zuurstof, kunnen koolhydraten (CH2O) worden geproduceerd:
CO2 + O2 + 4H2S → CH2O + 4S + 3H2O
Veel organismen die chemosynthese gebruiken zijn extremofielen, die onder zware omstandigheden leven, zoals in de afwezigheid van zonlicht en een breed scala aan watertemperaturen, waarvan sommige het kookpunt naderen. Sommige chemosynthetische bacteriën leven rond diepzee-openingen die bekend staan als ‘zwarte rokers’. Verbindingen zoals waterstofsulfide, die uit de ventilatieopeningen van het binnenste van de aarde stromen, worden door de bacteriën gebruikt voor energie om voedsel te maken. Consumenten die afhankelijk zijn van deze bacteriën om voedsel voor hen te produceren, zijn onder meer gigantische buiswormen, zoals die in onderstaande afbeelding. organismen staan bekend als chemoautotrofen. Veel chemosynthetische micro-organismen worden geconsumeerd door andere organismen in de oceaan, en symbiotische associaties tussen deze organismen en inademende heterotrofen komen vrij vaak voor.
Tubeworms diep in de Galapagos Rift halen hun energie uit chemosynthetische bacteriën. Tubeworms hebben geen mond, ogen of maag. Hun overleving hangt af van een symbiotische relatie met de miljarden bacteriën die erin leven. Deze bacteriën zetten de bacteriën om. chemicaliën die uit de hydrothermale ventilatieopeningen in voedsel voor de worm schieten.
