Kemosyntes

Varför litar bakterier som lever djupt under havsytan på kemiska föreningar istället för solljus för att göra energi?

De flesta autotrofer gör mat genom fotosyntes, men det är inte det enda sättet som autotrofer producerar mat. Vissa bakterier gör mat genom en annan process, som använder kemisk energi istället för ljusenergi. Denna process kallas kemosyntes. Vid kemosyntes omvandlas en eller flera kolmolekyler (vanligtvis koldioxid eller metan, CH4) och näringsämnen till organiskt material med oxidation av oorganiska molekyler (såsom vätgas, vätesulfid (H2S) eller ammoniak (NH3)) eller metan som en energikälla snarare än solljus. Vid vätesulfidkemosyntes, i närvaro av koldioxid och syre, kan kolhydrater (CH2O) produceras:

CO2 + O2 + 4H2S → CH2O + 4S + 3H2O

Många organismer som använda kemosyntes är extremofiler, lever under svåra förhållanden, som i frånvaro av solljus och ett brett spektrum av vattentemperaturer, vissa närmar sig kokpunkten. Vissa kemosyntetiska bakterier lever runt djupa havsöppningar som kallas ”svarta rökare.” Föreningar som vätesulfid, som strömmar ut ur ventilationsöppningarna från jordens inre, används av bakterierna för energi för att göra mat. Konsumenter som är beroende av dessa bakterier för att producera mat för dem inkluderar jätte tubmaskar, som de som visas i figuren nedan. organismer är kända som kemoautotrofer. Många kemosyntetiska mikroorganismer konsumeras av andra organismer i havet, och symbiotiska föreningar mellan dessa organismer och inaktiva heterotrofer är ganska vanliga.

Tubmaskar djupt inne i Galapagos Rift hämtar sin energi från kemosyntetiska bakterier. Tubmaskar har ingen mun, ögon eller mage. Deras överlevnad beror på ett symbiotiskt förhållande till miljarder bakterier som lever inuti dem. Dessa bakterier omvandlar kemikalier som skjuter ut ur de hydrotermiska ventilerna till maten för masken.