Jaký je zdroj energie pro chemosyntézu?

Všechno živé vyžaduje způsob, jak vyrábět energii, aby pohánělo metabolické, syntetické a reprodukční stroje uvnitř jejich buněk. Nakonec, každá živá věc používá molekulu ATP (adenosintrifosfát) pro tento účel.

Pro získání energie z molekul musí být tyto molekuly, nazývané živiny, snadno nalezitelné a snadno rozložitelné. Glukóza odpovídá tomuto popisu po většinu života na Zemi. Některé organismy získávají glukózu trávením toho, co konzumují; jiní to musí udělat nebo udělat jiné sacharidy.

Daleko pod oceánským povrchem, kde jsou extrémní tlaky a nedostatek živin, jsou určitá společenství organismů schopna nejen přežít, ale také prospívat. Ne náhodou, ve skutečnosti to dělají, když se shlukují hydrotermálnívětrací otvory, otvory v mořském dně, které vydávají extrémní teplo a chemikálie, které mnoho druhů nemůže tolerovat (jako miniaturní sopky). Tyto chemosyntetické organismy představují jak zvědavost, tak triumf evoluce, pokud jde o to, jak dělají jídlo.

Organismy lze klasifikovat jako

Mitochondrie umožňují všem eukaryotům aerobně štěpit glukózu na oxid uhličitý, vodu a energii; chloroplasty umožňují rostlinám vytvářet glukózu z oxidu uhličitého, protože ji nemohou přijímat.

Chemosyntéza je derivace uhlíku z oxidu uhličitého plus energie z jiných látek popsaných níže. Chemosyntéza tedy úzce souvisí s fotosyntézou. Ve skutečnosti dohromady tvoří chemosyntetické organismy a fotosyntetické organismy autotrofynebo třída živých věcí, která si vlastní potravu spíše než přijímá. Mohou to být buď prokaryoty, nebo eukaryoty, jak uvidíte.

Autotrofy jsou organismy, které mohou produkovat nebo syntetizovat své vlastní jídlo, pokud je přítomen zdroj uhlíku a zdroj energie. Tento minimální zdroj uhlíku je obvykle ve formě oxid uhličitý (CO₂), molekula, která je prakticky všude na planetě i nad ní.

Lidé a jiná zvířata jej vylučují jako odpad. Rostliny a jiné autotrofy ji používají jako palivo a udržují tak jeden z velkolepějších a definitivních biochemických cyklů přírody.

Rostliny jsou nejznámějším typem autotrofů, ale různé další tečkují globální biosféru, často daleko od lidských očí. Řasy, fytoplankton a některé bakterie jsou autotrofy. Zejména bakterie, které mohou přežít hluboko v moři, jsou zvláště zajímavé kvůli jejich chemosyntetickému metabolismu.

Chemosyntéza je proces, při kterém se energie získává prostřednictvím mikrobiálního zprostředkování určitých chemických reakcí. Zdrojem energie pro chemosyntézu je energie uvolněná z chemické reakce (oxidace anorganické látky), spíše než energie získaná ze slunečního záření nebo jiného světla.

Zdrojem uhlíku zůstává CO₂a kyslík (jako O₂) musí být přítomny, aby mohly působit na anorganickou molekulu, ale touto anorganickou molekulou může být plynný vodík (H₂), sirovodík (H₂S) nebo amoniak (NH₃), v závislosti na daném prostředí. Ať už se pro použití buňky vytvoří jakýkoli sacharid, bude mít formu (CH₂Ó)_N, protože to podle definice platí pro všechny sacharidy.

Jedna chemosyntetická rovnice popisuje přeměnu oxidu uhličitého na uhlohydráty při oxidaci sirovodíku na vodu a síru:

CO₂+ O.₂ + 4 hodiny₂S → CH₂O + 4 S + 3 H₂Ó

Některé organismy mohou přežít v blízkosti větracích otvorů mořského dna, protože tyto vypouštějí vodu s teplotou kolem 5 až 100 ° C (41 až 212 ° F). To není přesně teplé a příjemné, ale nekonzistentní a někdy prudké teplo je lepší než žádné, pokud máte správné enzymatické vybavení.

Některé „bakterie“ v těchto tzv hydrotermální ventilační komunity jsou ve skutečnosti Archaea, prokaryotické organismy úzce související s bakteriemi (a dříve nazývané archebakterie). Jedním z příkladů je Methanopyrus kandleri, který toleruje velmi slané a velmi teplé prostředí s neobvyklou lehkostí. Tento druh získává energii z plynného vodíku a uvolňuje metan (CH₄).