Embora possam parecer muito diferentes ou até menos sofisticados à primeira vista, os procariontes têm pelo menos uma coisa em comum com todos os outros organismos: eles requer combustível para alimentar suas vidas. Procariontes, que incluem organismos nos domínios Bactérias e Archaea, são muito diversos quando se trata de metabolismo ou das reações químicas que os organismos usam para produzir combustível.
Por exemplo, uma categoria de procariontes, chamada extremófilos, prosperam em condições que destruiriam outras formas de vida, como a água superaquecida de fontes hidrotermais profundas no oceano. Essas bactérias sulfurosas suportam muito bem as temperaturas da água de até 750 graus Fahrenheit e obtêm seu combustível do sulfeto de hidrogênio encontrado nas aberturas.
Alguns dos procariontes mais importantes dependem da captura de fótons para produzir seu combustível por meio da fotossíntese. Esses organismos são fototróficos.
O que é um fototrofo?
A palavra fototrófico dá a primeira pista revelando o que torna esses organismos importantes. Significa “alimentação leve” em grego. Simplificando, fototróficos são organismos que obtêm sua energia de fótons, ou partículas de luz. Você provavelmente já sabe disso
No entanto, esse processo não se restringe às plantas. Muitos organismos procarióticos e eucarióticos realizam fotossíntese para fazer seus próprios alimentos, incluindo bactérias fotossintéticas e alguns algas.
Embora a fotossíntese seja semelhante entre todos os organismos que a praticam, o processo de fotossíntese bacteriana é menos complicado do que a fotossíntese das plantas.
O que é clorofila bacteriana?
Assim como as plantas verdes, as bactérias fototróficas usam pigmentos para capturar fótons como fontes de energia para a fotossíntese. Para bactérias, estes são bacterioclorofilas encontrado na membrana plasmática (ao invés de cloroplastos como planta clorofila pigmentos).
As bacterioclorofilas existem em sete variedades conhecidas, marcadas a, b, c, d, e, cs ou g. Cada variante é estruturalmente diferente e, portanto, capaz de absorver um tipo específico de luz do espectro, variando da radiação infravermelha à luz vermelha e à luz vermelha distante. O tipo de bacterioclorofila que uma bactéria fototrófica contém depende de sua espécie.
Etapas na fotossíntese bacteriana
Assim como a fotossíntese das plantas, a fotossíntese bacteriana ocorre em dois estágios: reações de luz e reações sombrias.
No palco de luz, as bacterioclorofilas capturam fótons. O processo de absorção dessa energia luminosa excita a bacterioclorofila, desencadeando uma avalanche de transferências de elétrons e, por fim, produzindo trifosfato de adenosina (ATP) e fosfato de dinucleótido de nicotinamida adenina (NADPH).
No palco escuro, essas moléculas de ATP e NADPH são usadas em reações químicas que transformam o dióxido de carbono em carbono orgânico por meio de um processo denominado fixação de carbono.
Diferentes tipos de bactérias produzem combustível fixando carbono de maneiras diferentes usando uma fonte de carbono como o dióxido de carbono. Por exemplo, as cianobactérias usam o Ciclo de Calvin. Este mecanismo usa um composto com cinco carbonos chamado RuBP para capturar uma molécula de dióxido de carbono e formar uma molécula com seis carbonos. Isso se divide em duas partes iguais e a metade sai do ciclo como uma molécula de açúcar.
A outra metade se transforma em uma molécula com cinco carbonos, graças a reações envolvendo ATP e NADPH. Então, o ciclo começa novamente. Outras bactérias dependem do contrário ciclo de Krebs, que é uma série de reações químicas que usam doadores de elétrons (como hidrogênio, sulfeto ou tiossulfato) para produzir carbono orgânico a partir dos compostos inorgânicos dióxido de carbono e água.
Por que os fototróficos são importantes?
Fototróficos que usam fotossíntese (chamados fotoautotrofos) constituem a base da cadeia alimentar. Outros organismos que não podem realizar a fotossíntese obtêm seu combustível usando organismos fotoautotróficos como fonte de alimento.
Porque eles não podem converter luz em combustível por conta própria, esses organismos simplesmente comem os organismos que fazem e usam seus corpos como fonte de energia. Como a fixação de carbono usa dióxido de carbono para produzir combustível na forma de moléculas de açúcar, os fototróficos ajudam a reduzir o excesso de dióxido de carbono na atmosfera.
Os fototróficos podem até ser responsáveis pelo oxigênio livre na atmosfera que permite que você respire e se desenvolva na Terra. Esta possibilidade - chamada de Grande Evento de Oxigenação - propõe que cianobactéria realizar a fotossíntese e liberar oxigênio como subproduto acabou produzindo muito oxigênio para ser absorvido pelo ferro no meio ambiente.
Esse excesso se tornou parte da atmosfera e moldou evolução no planeta daquele ponto em diante, possibilitando que os humanos eventualmente surjam.