Qual è la fonte di energia per la chemiosintesi?

Tutti gli esseri viventi richiedono un modo per produrre energia per alimentare il meccanismo metabolico, sintetico e riproduttivo all'interno delle loro cellule. In definitiva, ogni essere vivente usa la molecola ATP (adenosina trifosfato) per questo scopo.

A loro volta, per ricavare energia dalle molecole, quelle molecole, chiamate nutrienti, devono essere facili da trovare e semplici da scomporre. Il glucosio si adatta a questa descrizione per la maggior parte della vita sulla Terra. Alcuni organismi ottengono il glucosio digerendo ciò che mangiano; altri devono farlo o produrre altri carboidrati.

Lontano sotto la superficie dell'oceano, dove le pressioni sono estreme e le sostanze nutritive scarse, alcune comunità di organismi sono in grado non solo di sopravvivere, ma di prosperare. Non a caso, infatti, lo fanno mentre si accalcano intorno idrotermaleprese d'aria, aperture nel fondo del mare che emettono calore estremo e sostanze chimiche che molte specie non possono tollerare (come i vulcani in miniatura). Questi

Gli organismi possono essere classificati come procarioti, le cui cellule mancano di organelli legati alla membrana e si riproducono asessualmente, o eucarioti, le cui cellule hanno il loro DNA racchiuso in nuclei e presentano una serie di organelli legati alla membrana nel citoplasma. Tra questi organelli legati alla membrana ci sono i mitocondri e, nelle piante, i cloroplasti.

I mitocondri consentono a tutti gli eucarioti di scomporre il glucosio in modo aerobico in anidride carbonica, acqua ed energia; i cloroplasti consentono alle piante di costruire glucosio dall'anidride carbonica poiché non possono ingerirlo.

La chemiosintesi è la derivazione del carbonio dall'anidride carbonica più l'energia da altri agenti, descritti di seguito. La chemiosintesi è quindi strettamente correlata alla fotosintesi. Infatti, insieme, gli organismi chemiosintetici e gli organismi fotosintetici costituiscono il autotrofi, o la classe di esseri viventi che producono, piuttosto che ingerire, il proprio cibo. Questi possono essere procarioti o eucarioti, come vedrai.

autotrofi sono organismi in grado di produrre, o sintetizzare, il proprio cibo purché sia ​​presente una fonte di carbonio e una fonte di energia. Questa fonte minima di carbonio è solitamente sotto forma di anidride carbonica (CO₂), una molecola che è praticamente ovunque sul pianeta e al di sopra.

Gli esseri umani e altri animali lo espellono come rifiuto. Le piante e altri autotrofi lo usano come combustibile, mantenendo uno dei cicli biochimici più grandi e definitivi della natura.

Le piante sono il tipo più familiare di autotrofi, ma vari altri punteggiano la biosfera globale, spesso lontani dagli occhi umani. Alghe, fitoplancton e alcuni batteri sono autotrofi. In particolare, i batteri che possono sopravvivere in profondità nel mare sono di particolare interesse a causa del loro metabolismo chemiosintetico.

Chemiosintesi è un processo mediante il quale l'energia è derivata tramite la mediazione microbica di determinate reazioni chimiche. La fonte di energia per la chemiosintesi è l'energia liberata da una reazione chimica (l'ossidazione di una sostanza inorganica) piuttosto che l'energia raccolta dalla luce solare o da altra luce.

La fonte di carbonio rimane CO₂e ossigeno (come O₂) deve essere presente per operare sulla molecola inorganica, ma quella molecola inorganica può essere idrogeno gassoso (H₂), idrogeno solforato (H₂S) o ammoniaca (NH₃), a seconda dell'ambiente in questione. Qualunque sia il carboidrato formato per l'uso della cellula avrà la forma (CH₂o)_no, poiché questo è vero per tutti i carboidrati per definizione.

Un'equazione di chemiosintesi descrive la conversione dell'anidride carbonica in carboidrati quando l'idrogeno solforato viene ossidato in acqua e zolfo:

CO₂+ O₂ + 4 H₂S → CH₂O + 4 S + 3 H₂oh

Alcuni organismi possono sopravvivere in prossimità delle bocchette del fondale marino, poiché queste emettono acqua con una temperatura compresa tra 5 e 100 °C circa (41-212 °F). Questo non è precisamente caldo e accogliente, ma un calore incoerente e talvolta violento è meglio di nessun calore se si dispone della giusta attrezzatura enzimatica.

Alcuni "batteri" in questi cosiddetti comunità di bocche idrotermali sono in realtà Archea, organismi procarioti strettamente imparentati con i batteri (e precedentemente chiamati archeobatteri). Un esempio è Methanopyrus kandleri, che tollera con insolita disinvoltura ambienti molto salati e molto caldi. Questa specie ottiene energia dal gas idrogeno e rilascia metano (CH₄).