Minden élőlény megköveteli az energiatermelés módját annak érdekében, hogy a sejtjeiben lévő anyagcsere, szintetikus és reproduktív gépeket működtesse. Végül minden élőlény használja a molekulát ATP (adenozin-trifoszfát) erre a célra.
Viszont ahhoz, hogy energiát nyerhessenek a molekulákból, ezeknek a tápanyagoknak nevezett molekuláknak könnyen megtalálhatóknak és egyszerűen lebonthatóknak kell lenniük. A glükóz megfelel a leírásnak a Föld legtöbb életében. Egyes szervezetek glükózt kapnak azáltal, hogy megemésztik, amit esznek; másoknak el kell készíteniük, vagy más szénhidrátokat kell készíteniük.
Messze az óceán felszínén, ahol a nyomás rendkívüli és tápanyaghiányos, bizonyos organizmus-közösségek nemcsak túlélni, hanem boldogulni is képesek. Valójában nem véletlenül teszik ezt, miközben csoportosulnak hidrotermikusszellőzőnyílások, a tenger fenekén lévő nyílások, amelyek extrém hőt és vegyi anyagokat bocsátanak ki, amelyeket sok faj nem tud elviselni (például a miniatűr vulkánok). Ezek
kemoszintetikus organizmusok a kíváncsiságot és az evolúció diadalát egyaránt képviselik az ételkészítés szempontjából.Hogyan jutnak élelemhez a szervezetek?
A szervezeteket a következőkhöz lehet besorolni prokarióták, - amelyeknek sejtjeiből hiányoznak a membránhoz kötött organellumok, és ivartalanul szaporodnak, vagy eukarióták, amelynek sejtjeinek DNS-e magokba van zárva, és a citoplazmában számos membránhoz kötött organella található. A membránhoz kötött organellumok között találhatók a mitokondriumok, növényekben pedig a kloroplasztikák.
A mitokondriumok lehetővé teszik az összes eukarióta számára, hogy aerob módon lebontják a glükózt szén-dioxiddá, vízzé és energiává; A kloroplasztik lehetővé teszik a növények számára, hogy szén-dioxidból építsenek glükózt, mivel nem tudják lenyelni.
A kemoszintézis a szénnek a szén-dioxidból és más szerekből származó energiájának az alábbiakban ismertetett levezetése. A kemoszintézis tehát szorosan kapcsolódik a fotoszintézishez. Valójában a kemoszintetikus organizmusok és a fotoszintetikus szervezetek alkotják a autotrófok, vagy az élőlények osztálya, amelyek ahelyett, hogy elfogyasztanák a saját ételeiket. Ezek lehetnek prokarióták vagy eukarióták, amint látni fogod.
Mik azok az autotrófok?
Autotrófok olyan élőlények, amelyek képesek előállítani vagy szintetizálni saját táplálékukat, amíg szén- és energiaforrás van jelen. Ez a minimális szénforrás általában formában van szén-dioxid (CO2), egy molekula, amely gyakorlatilag mindenhol megtalálható a bolygón és felett.
Az emberek és más állatok hulladékként ürítik ki. A növények és más autotrófok üzemanyagként használják, fenntartva a természet egyik legnagyobb és meghatározóbb biokémiai ciklusát.
A növények a legismertebb autotróf típusúak, de sok más pöttyözi a globális bioszférát, gyakran távol az emberi szemtől. Az algák, a fitoplankton és bizonyos baktériumok autotrófok. Különösen a tenger mélyén túlélő baktériumok jelentenek különös figyelmet kemoszintetikus anyagcseréjük miatt.
Kemoszintézis: Definíció
Kemoszintézis olyan folyamat, amelynek során az energia bizonyos kémiai reakciók mikrobiális közvetítésével származik. A kemoszintézis energiaforrása a kémiai reakcióból (egy szervetlen anyag oxidációjából) felszabaduló energia, nem pedig a napfényből vagy más fényből kinyert energia.
A szénforrás CO marad2és oxigén (mint O2) jelen kell lennie a szervetlen molekula működéséhez, de ez a szervetlen molekula lehet hidrogéngáz (H2), hidrogén-szulfid (H2S) vagy ammónia (NH3), a kérdéses környezettől függően. Bármely szénhidrát képződik a sejt felhasználására, annak formája (CH2O)N, mivel ez definíció szerint minden szénhidrátra igaz.
Az egyik kemoszintézis-egyenlet a szén-dioxid szénhidráttá történő átalakulását mutatja be, mivel a kén-szulfid vízzé és kénné oxidálódik:
CO2+ O2 + 4 H2S → CH2O + 4S + 3H2O
Kemoszintetikus baktériumok és életpéldák
Néhány organizmus életben maradhat a tengerfenék szellőzőinek közelében, mivel ezek 5–100 ° C körüli hőmérsékletű vizet bocsátanak ki. Ez nem éppen meleg és barátságos, de a következetlen és néha heves hő jobb, mint egyáltalán nem, ha megfelelő enzimatikus felszereléssel rendelkezik.
Néhány "baktérium" ezekben az ún hidrotermális szellőzőközösségek valójában Archaea, prokarióta organizmusok, amelyek szorosan kapcsolódnak a baktériumokhoz (és korábban archaebacteriumoknak hívták). Az egyik példa erre Methanopyrus kandleri, amely szokatlan könnyedséggel tolerálja a nagyon sós és nagyon meleg környezetet. Ez a faj hidrogéngázból nyer energiát és metánt (CH4).