Όλα τα έμβια όντα απαιτούν έναν τρόπο παραγωγής ενέργειας για να τροφοδοτήσουν τον μεταβολικό, συνθετικό και αναπαραγωγικό μηχανισμό μέσα στα κύτταρα τους. Τελικά, κάθε ζωντανό πράγμα χρησιμοποιεί το μόριο ATP (τριφωσφορική αδενοσίνη) για το σκοπό αυτό.
Με τη σειρά του, για να αντλήσουμε ενέργεια από μόρια, αυτά τα μόρια, που ονομάζονται θρεπτικά συστατικά, πρέπει να είναι εύκολο να βρεθούν και να διαλυθούν απλά. Η γλυκόζη ταιριάζει με αυτήν την περιγραφή για τις περισσότερες ζωές στη Γη. Μερικοί οργανισμοί παίρνουν γλυκόζη χωνεύοντας ό, τι τρώνε. άλλοι πρέπει να το φτιάξουν ή να φτιάξουν άλλους υδατάνθρακες.
Πολύ κάτω από την επιφάνεια του ωκεανού, όπου οι πιέσεις είναι ακραίες και τα θρεπτικά συστατικά σπάνια, ορισμένες κοινότητες οργανισμών είναι σε θέση να μην επιβιώσουν αλλά να ευδοκιμήσουν. Όχι τυχαία, στην πραγματικότητα, το κάνουν ενώ συγκεντρώνονται υδροθερμικήαεραγωγοί, ανοίγματα στο βυθό της θάλασσας που εκπέμπουν ακραία θερμότητα και χημικές ουσίες που πολλά είδη δεν μπορούν να ανεχθούν (όπως μικροσκοπικά ηφαίστεια). Αυτά τα
χημειοσυνθετικοί οργανισμοί αντιπροσωπεύουν τόσο μια περιέργεια όσο και έναν θρίαμβο της εξέλιξης όσον αφορά τον τρόπο παραγωγής τους.Πώς οι οργανισμοί παίρνουν τροφή
Οι οργανισμοί μπορούν να ταξινομηθούν ως προκαρυώτες, τα κύτταρα των οποίων δεν έχουν οργανικά οργανικά μεμβράνη και αναπαράγονται άσεξα, ή ευκαρυώτες, των οποίων τα κύτταρα έχουν το DNA τους εγκλεισμένο σε πυρήνες και διαθέτουν ένα πλήθος οργάνων που συνδέονται με μεμβράνη στο κυτταρόπλασμα. Μεταξύ αυτών των οργανικών μεμβρανών είναι τα μιτοχόνδρια και, στα φυτά, οι χλωροπλάστες.
Τα μιτοχόνδρια επιτρέπουν σε όλους τους ευκαρυώτες να διασπώνται αερόβια γλυκόζη σε διοξείδιο του άνθρακα, νερό και ενέργεια. Οι χλωροπλάστες επιτρέπουν στα φυτά να δημιουργούν γλυκόζη από διοξείδιο του άνθρακα, δεδομένου ότι δεν μπορούν να το καταπιούν.
Η χημειοσύνθεση είναι η παραγωγή άνθρακα από διοξείδιο του άνθρακα συν ενέργεια από άλλους παράγοντες, που περιγράφονται παρακάτω. Η χημειοσύνθεση σχετίζεται επομένως στενά με τη φωτοσύνθεση. Στην πραγματικότητα, μαζί, οι χημειοσυνθετικοί οργανισμοί και οι φωτοσυνθετικοί οργανισμοί αποτελούν το αυτοτροφικά, ή την τάξη των ζωντανών πραγμάτων που παράγουν, αντί να καταπιούν, το δικό τους φαγητό. Αυτά μπορεί να είναι είτε προκαρυωτικά είτε ευκαρυωτικά, όπως θα δείτε.
Τι είναι τα Autotrophs;
Autotrophs είναι οργανισμοί που μπορούν να παράγουν ή να συνθέτουν τη δική τους τροφή εφόσον υπάρχει πηγή άνθρακα και πηγή ενέργειας. Αυτή η ελάχιστη πηγή άνθρακα έχει συνήθως τη μορφή διοξείδιο του άνθρακα (CO2), ένα μόριο που είναι σχεδόν παντού πάνω και πάνω από τον πλανήτη.
Οι άνθρωποι και άλλα ζώα το αποβάλλουν ως απόβλητα. Τα φυτά και άλλα αυτότροπα το χρησιμοποιούν ως καύσιμο, διατηρώντας έναν από τους πιο μεγάλους και οριστικούς βιοχημικούς κύκλους της φύσης.
Τα φυτά είναι ο πιο γνωστός τύπος αυτοτροφίας, αλλά διάφορα άλλα βρίσκονται στην παγκόσμια βιόσφαιρα, συχνά μακριά από τα ανθρώπινα μάτια. Τα φύκια, το φυτοπλαγκτόν και ορισμένα βακτήρια είναι αυτοτροφικά. Συγκεκριμένα, τα βακτήρια που μπορούν να επιβιώσουν βαθιά στη θάλασσα έχουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον λόγω του χημειοσυνθετικού μεταβολισμού τους.
Χημειοσύνθεση: Ορισμός
Χημειοσύνθεση είναι μια διαδικασία με την οποία παράγεται ενέργεια μέσω της μικροβιακής διαμεσολάβησης ορισμένων χημικών αντιδράσεων. Η πηγή ενέργειας για χημειοσύνθεση είναι η ενέργεια που απελευθερώνεται από μια χημική αντίδραση (η οξείδωση μιας ανόργανης ουσίας) παρά η ενέργεια που συλλέγεται από το ηλιακό φως ή άλλο φως.
Η πηγή άνθρακα παραμένει CO2και οξυγόνο (ως O2) πρέπει να υπάρχει για να λειτουργεί στο ανόργανο μόριο, αλλά αυτό το ανόργανο μόριο μπορεί να είναι αέριο υδρογόνο (Η2), υδρόθειο (Η2S) ή αμμωνία (NH3), ανάλογα με το εν λόγω περιβάλλον. Ό, τι υδατάνθρακας σχηματίζεται για τη χρήση του κυττάρου θα έχει τη μορφή (CH2Ο)Ν, όπως ισχύει εξ ορισμού για όλους τους υδατάνθρακες.
Μια εξίσωση χημειοσύνθεσης απεικονίζει τη μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα σε υδατάνθρακες καθώς το υδρόθειο οξειδώνεται σε νερό και θείο:
CO2+ Ο2 + 4 Ω2S → CH2O + 4 S + 3 Η2Ο
Χημειοσυνθετικά βακτήρια και παραδείγματα ζωής
Ορισμένοι οργανισμοί μπορούν να επιβιώσουν κοντά σε αεραγωγούς βυθού, επειδή εκπέμπουν νερό με θερμοκρασία περίπου 5 έως 100 ° C (41 έως 212 ° F). Αυτό δεν είναι ακριβώς ζεστό και φιλόξενο, αλλά η ασυνεπής και μερικές φορές βίαιη θερμότητα είναι καλύτερη από καθόλου θερμότητα αν έχετε τον κατάλληλο ενζυματικό εξοπλισμό.
Μερικά "βακτήρια" σε αυτά τα λεγόμενα υδροθερμικές κοινότητες εξαερισμού είναι στην πραγματικότητα Αρχαία, προκαρυωτικοί οργανισμοί που σχετίζονται στενά με βακτήρια (και παλαιότερα ονομάζονταν αρχαιοβακτήρια). Ένα παράδειγμα είναι Methanopyrus kandleri, το οποίο ανέχεται πολύ αλμυρό και πολύ ζεστό περιβάλλον με ασυνήθιστη ευκολία. Αυτό το είδος παίρνει ενέργεια από αέριο υδρογόνο και απελευθερώνει μεθάνιο (CH4).