Visoms gyvoms būtybėms reikalingas būdas gaminti energiją, kad jų ląstelėse veiktų medžiagų apykaitos, sintetinės ir reprodukcinės mašinos. Galiausiai kiekviena gyva būtybė naudoja molekulę ATP (adenozino trifosfatas) šiam tikslui.
Savo ruožtu, norėdami gauti energijos iš molekulių, tas molekules, vadinamas maistinėmis medžiagomis, turi būti lengva rasti ir lengvai suskaidyti. Gliukozė tinka šiam apibūdinimui daugumai gyvybių Žemėje. Kai kurie organizmai gliukozės gauna virškindami tai, ką valgo; kiti turi jį gaminti arba gaminti kitus angliavandenius.
Toli po vandenyno paviršiumi, kur yra didelis slėgis ir maistinių medžiagų trūksta, tam tikros organizmų bendruomenės sugeba ne tik išgyventi, bet ir klestėti. Tiesą sakant, neatsitiktinai jie tai daro susitelkę aplink hidroterminisangos, jūros dugne esančios angos, skleidžiančios ypatingą šilumą ir chemines medžiagas, kurių daugelis rūšių netoleruoja (pavyzdžiui, miniatiūriniai ugnikalniai). Šie chemosintetiniai organizmai yra tiek smalsumas, tiek evoliucijos triumfas, atsižvelgiant į tai, kaip jie gamina maistą.
Kaip organizmai gauna maisto
Organizmai gali būti klasifikuojami kaip prokariotai, - kurių ląstelėse trūksta su membrana susijusių organelių ir jos dauginasi nelytiniu būdu, arba eukariotai, kurio ląstelių DNR yra uždarytas branduoliuose, o citoplazmoje yra daugybė su membrana susietų organelių. Tarp tų su membrana susijusių organelių yra mitochondrijos, o augaluose - chloroplastai.
Mitochondrijos leidžia visiems eukariotams aerobiškai skaidyti gliukozę iki anglies dioksido, vandens ir energijos; chloroplastai leidžia augalams pasigaminti gliukozę iš anglies dioksido, nes jie negali jos praryti.
Chemosintezė yra anglies išskyrimas iš anglies dioksido ir energijos iš kitų medžiagų, aprašytų toliau. Taigi chemosintezė yra glaudžiai susijusi su fotosinteze. Iš tikrųjų kartu sudaro chemosintetiniai organizmai ir fotosintetiniai organizmai autotrofai, arba gyvųjų klasė, kuri savo maistą gamina, o ne ryja. Kaip pamatysite, tai gali būti prokariotai arba eukariotai.
Kas yra autotrofai?
Autotrofai yra organizmai, kurie gali gaminti arba sintetinti savo maistą tol, kol yra anglies ir energijos šaltinis. Šis minimalus anglies šaltinis paprastai yra anglies dioksidas (CO2), molekulė, kuri yra praktiškai visur planetoje ir virš jos.
Žmonės ir kiti gyvūnai jį išskiria kaip atliekas. Augalai ir kiti autotrofai jį naudoja kaip kurą, išlaikydami vieną iš didingesnių ir galutinių gamtos biocheminių ciklų.
Augalai yra labiausiai žinomas autotrofo tipas, tačiau įvairūs kiti taško pasaulinę biosferą, dažnai toli nuo žmogaus akių. Dumbliai, fitoplanktonas ir tam tikros bakterijos yra autotrofai. Ypač bakterijos, kurios gali išgyventi giliai jūroje, ypač domisi dėl jų chemosintetinės apykaitos.
Chemosintezė: Apibrėžimas
Chemosintezė yra procesas, kurio metu energija gaunama tarpininkaujant tam tikroms cheminėms reakcijoms. Chemosintezės energijos šaltinis yra energija, išsiskirianti dėl cheminės reakcijos (neorganinės medžiagos oksidacijos), o ne energija, surinkta iš saulės ar kitos šviesos.
Anglies šaltinis lieka CO2ir deguonis (kaip O2) turi veikti, kad veiktų neorganinę molekulę, tačiau ta neorganinė molekulė gali būti vandenilio dujos (H2), vandenilio sulfidas (H2S) arba amoniakas (NH3), atsižvelgiant į aptariamą aplinką. Nesvarbu, koks angliavandenis yra suformuotas ląstelėms, jis bus formos (CH2O)N, nes tai pasakytina apie visus angliavandenius pagal apibrėžimą.
Vienoje chemosintezės lygtyje pavaizduotas anglies dioksido virsmas angliavandeniais, nes vandenilio sulfidas oksiduojamas į vandenį ir sierą:
CO2+ O2 + 4 H2S → CH2O + 4 S + 3 H2O
Chemosintetinės bakterijos ir gyvenimo pavyzdžiai
Kai kurie organizmai gali išgyventi šalia jūros dugno angų, nes jie išskiria vandenį, kurio temperatūra yra nuo 5 iki 100 ° C (41 - 212 ° F). Tai nėra tiksliai šilta ir maloni, tačiau nenuosekli ir kartais smarki šiluma yra geresnė nei jokios šilumos, jei turite tinkamą fermentinę įrangą.
Kai kurios „bakterijos“ šiuose vadinamuosiuose hidroterminių orlaidžių bendrijos yra iš tikrųjų Archėja, prokariotiniai organizmai, glaudžiai susiję su bakterijomis (ir anksčiau vadintomis archebakterijomis). Vienas pavyzdžių yra Methanopyrus kandleri, kuris neįprastai lengvai toleruoja labai druskingą ir labai šiltą aplinką. Ši rūšis gauna energiją iš vandenilio dujų ir išskiria metaną (CH4).