Todos los seres vivos necesitan una forma de producir energía para alimentar la maquinaria metabólica, sintética y reproductiva dentro de sus células. En última instancia, todo ser vivo usa la molécula. ATP (trifosfato de adenosina) para este propósito.
A su vez, para obtener energía de las moléculas, esas moléculas, llamadas nutrientes, deben ser fáciles de encontrar y simples de descomponer. La glucosa se ajusta a esta descripción para la mayor parte de la vida en la Tierra. Algunos organismos obtienen glucosa al digerir lo que comen; otros tienen que hacerlo o fabricar otros carbohidratos.
Muy por debajo de la superficie del océano, donde las presiones son extremas y los nutrientes escasos, ciertas comunidades de organismos no solo pueden sobrevivir sino prosperar. No por accidente, de hecho, lo hacen mientras se agrupan hidrotermalventilaciones, aberturas en el fondo del mar que emiten calor extremo y productos químicos que muchas especies no pueden tolerar (como volcanes en miniatura). Estas
organismos quimiosintéticos representan tanto una curiosidad como un triunfo de la evolución en términos de cómo hacen los alimentos.Cómo obtienen alimentos los organismos
Los organismos se pueden clasificar como procariotas, cuyas células carecen de orgánulos unidos a la membrana y se reproducen asexualmente, o eucariotas, cuyas células tienen su ADN encerrado en núcleos y presentan una gran cantidad de orgánulos unidos a la membrana en el citoplasma. Entre esos orgánulos unidos a la membrana se encuentran las mitocondrias y, en las plantas, los cloroplastos.
Las mitocondrias permiten que todos los eucariotas descompongan la glucosa aeróbicamente en dióxido de carbono, agua y energía; Los cloroplastos permiten que las plantas produzcan glucosa a partir del dióxido de carbono, ya que no pueden ingerirlo.
La quimiosíntesis es la derivación del carbono a partir del dióxido de carbono más la energía de otros agentes, que se describen a continuación. Por tanto, la quimiosíntesis está estrechamente relacionada con la fotosíntesis. De hecho, juntos, los organismos quimiosintéticos y los organismos fotosintéticos forman el autótrofos, o la clase de seres vivos que hacen, en lugar de ingerir, su propio alimento. Estos pueden ser procariotas o eucariotas, como verá.
¿Qué son los autótrofos?
Autótrofos son organismos que pueden producir o sintetizar su propio alimento siempre que exista una fuente de carbono y una fuente de energía. Esta fuente mínima de carbono suele estar en forma de dióxido de carbono (CO2), una molécula que está prácticamente en todas partes del planeta y por encima de él.
Los seres humanos y otros animales lo excretan como desecho. Las plantas y otros autótrofos lo utilizan como combustible, manteniendo uno de los ciclos bioquímicos más grandiosos y definitivos de la naturaleza.
Las plantas son el tipo más familiar de autótrofos, pero varios otros salpican la biosfera global, a menudo lejos de los ojos humanos. Las algas, el fitoplancton y ciertas bacterias son autótrofas. En particular, las bacterias que pueden sobrevivir en las profundidades del mar son de especial interés debido a su metabolismo quimiosintético.
Quimiosíntesis: definición
Quimiosíntesis es un proceso por el cual la energía se deriva a través de la mediación microbiana de ciertas reacciones químicas. La fuente de energía para la quimiosíntesis es la energía liberada de una reacción química (la oxidación de una sustancia inorgánica) en lugar de la energía obtenida de la luz solar u otra luz.
La fuente de carbono sigue siendo CO2y oxígeno (como O2) debe estar presente para operar sobre la molécula inorgánica, pero esa molécula inorgánica puede ser gas hidrógeno (H2), sulfuro de hidrógeno (H2S) o amoniaco (NH3), dependiendo del entorno en cuestión. Cualquier carbohidrato que se forme para el uso de la célula tendrá la forma (CH2O)norte, ya que esto es cierto para todos los carbohidratos por definición.
Una ecuación de quimiosíntesis describe la conversión de dióxido de carbono en carbohidrato cuando el sulfuro de hidrógeno se oxida en agua y azufre:
CO2+ O2 + 4 H2S → CH2O + 4 S + 3 H2O
Bacterias quimiosintéticas y ejemplos de vida
Algunos organismos pueden sobrevivir en las proximidades de los respiraderos del fondo del mar, porque estos emiten agua con una temperatura de alrededor de 5 a 100 ° C (41 a 212 ° F). Esto no es precisamente cálido y acogedor, pero un calor inconsistente y, a veces, violento es mejor que nada de calor si tiene el equipo enzimático adecuado.
Algunas "bacterias" en estos llamados comunidades de respiraderos hidrotermales son en realidad Arqueas, organismos procariotas estrechamente relacionados con las bacterias (y antes llamados arqueobacterias). Un ejemplo es Methanopyrus kandleri, que tolera ambientes muy salados y muy cálidos con una facilidad inusual. Esta especie obtiene energía del gas hidrógeno y libera metano (CH4).