Alle levende ting krever en måte å produsere energi for å drive metabolske, syntetiske og reproduktive maskineri i cellene. Til slutt bruker alle levende ting molekylet ATP (adenosintrifosfat) for dette formålet.
For å få energi fra molekyler må disse molekylene, kalt næringsstoffer, være lette å finne og enkle å bryte ned. Glukose passer til denne beskrivelsen for mest mulig liv på jorden. Noen organismer får glukose ved å fordøye det de spiser; andre må lage det eller lage andre karbohydrater.
Langt under havoverflaten, der presset er ekstremt og næringsstoffene knappe, er visse samfunn av organismer i stand til å ikke bare overleve, men trives. Ikke ved et uhell, faktisk gjør de det mens de klynger seg rundt hydrotermiskventiler, åpninger i havbunnen som avgir ekstrem varme og kjemikalier som mange arter ikke tåler (som miniatyrvulkaner). Disse kjemosyntetiske organismer representerer både en nysgjerrighet og en triumf for evolusjon når det gjelder hvordan de lager mat.
Hvordan organismer får mat
Organismer kan klassifiseres som prokaryoter, cellene som mangler membranbundne organeller og reproduserer aseksuelt, eller eukaryoter, hvis celler har sitt DNA innesluttet i kjerner og har en rekke membranbundne organeller i cytoplasmaet. Blant disse membranbundne organellene er mitokondrier og i planter kloroplaster.
Mitokondrier tillater alle eukaryoter å bryte ned glukose aerobt til karbondioksid, vann og energi; kloroplaster tillater planter å bygge glukose fra karbondioksid siden de ikke kan innta det.
Kjemosyntese er avledning av karbon fra karbondioksid pluss energi fra andre midler, beskrevet nedenfor. Kjemosyntese er således nært knyttet til fotosyntese. Faktisk utgjør kjemosyntetiske organismer og fotosyntetiske organismer autotrofer, eller klassen av levende ting som lager, i stedet for å innta, sin egen mat. Disse kan være enten prokaryoter eller eukaryoter, som du ser.
Hva er autotrofer?
Autotrophs er organismer som kan produsere eller syntetisere sin egen mat så lenge en kilde til karbon og en energikilde er til stede. Denne minimale kilden til karbon er vanligvis i form av karbondioksid (CO2), et molekyl som er praktisk talt overalt på og over planeten.
Mennesker og andre dyr utskiller det som avfall. Planter og andre autotrofer bruker det som drivstoff, og opprettholder en av naturens mer storslåtte og definitive biokjemiske sykluser.
Planter er den mest kjente typen autotrof, men forskjellige andre prikker den globale biosfæren, ofte langt fra menneskets øyne. Alger, planteplankton og visse bakterier er autotrofer. Spesielt er bakteriene som kan overleve dypt i havet av spesiell interesse på grunn av deres kjemosyntetiske metabolisme.
Kjemosyntese: definisjon
Kjemosyntese er en prosess der energi blir avledet via mikrobiell mediering av visse kjemiske reaksjoner. Energikilden for kjemosyntese er energi frigjort fra en kjemisk reaksjon (oksidasjon av et uorganisk stoff) i stedet for energi høstet fra sollys eller annet lys.
Karbonkilden forblir CO2og oksygen (som O2må være tilstede for å operere på det uorganiske molekylet, men det uorganiske molekylet kan være hydrogengass (H2), hydrogensulfid (H2S) eller ammoniakk (NH3), avhengig av det aktuelle miljøet. Uansett hvilket karbohydrat som dannes for cellens bruk, vil det ha formen (CH2O)N, da dette er sant for alle karbohydrater per definisjon.
En kjemosyntese ligning viser omdannelsen av karbondioksid til karbohydrat ettersom hydrogensulfid oksyderes til vann og svovel:
CO2+ O2 + 4 H2S → CH2O + 4 S + 3 H2O
Kjemosyntetiske bakterier og livseksempler
Noen organismer kan overleve i nærheten av havbunnsåpninger, fordi disse avgir vann med en temperatur på rundt 5 til 100 ° C (41 til 212 ° F). Dette er ikke akkurat varmt og imøtekommende, men inkonsekvent og noen ganger voldsom varme er bedre enn ingen varme i det hele tatt hvis du har riktig enzymatisk utstyr.
Noen "bakterier" i disse såkalte hydrotermiske ventilasjonssamfunn er faktisk Archaea, prokaryote organismer nært knyttet til bakterier (og tidligere kalt archaebacteria). Et eksempel er Methanopyrus kandleri, som tåler veldig salt og veldig varmt miljø med uvanlig letthet. Denne arten får energi fra hydrogengass og frigjør metan (CH4).