Toate ființele vii necesită o modalitate de a produce energie pentru a alimenta mașinile metabolice, sintetice și de reproducere din celulele lor. În cele din urmă, fiecare ființă vie folosește molecula ATP (adenozin trifosfat) în acest scop.
La rândul său, pentru a obține energie din molecule, acele molecule, numite substanțe nutritive, trebuie să fie ușor de găsit și simplu de descompus. Glucoza se potrivește acestei descrieri pentru majoritatea vieții de pe Pământ. Unele organisme obțin glucoză digerând ceea ce mănâncă; alții trebuie să o producă sau să producă alți carbohidrați.
Mult sub suprafața oceanului, unde presiunile sunt extreme și nutrienții sunt puțini, anumite comunități de organisme sunt capabile să nu supraviețuiască, ci să prospere. Nu întâmplător, de fapt, o fac în timp ce se strâng în jurul lor hidrotermalgurile de aerisire, deschideri de pe fundul mării care emit căldură extremă și substanțe chimice pe care multe specii nu le pot tolera (cum ar fi vulcanii în miniatură). Aceste
organisme chemosintetice reprezintă atât o curiozitate, cât și un triumf al evoluției în ceea ce privește modul în care produc mâncarea.Cum se alimentează organismele
Organismele pot fi clasificate ca procariote, ale căror celule nu au organite legate de membrană și se reproduc asexual sau eucariote, ale căror celule au ADN-ul închis în nuclee și prezintă o serie de organite legate de membrană în citoplasmă. Printre aceste organite legate de membrană se numără mitocondriile și, în plante, cloroplastele.
Mitocondriile permit tuturor eucariotelor să descompună glucoza aerob în dioxid de carbon, apă și energie; cloroplastele permit plantelor să construiască glucoză din dioxid de carbon, deoarece nu o pot ingera.
Chemosinteza este derivarea carbonului din dioxid de carbon plus energie din alți agenți, descrisă mai jos. Chemosinteza este astfel strâns legată de fotosinteză. De fapt, împreună, organismele chemosintetice și organismele fotosintetice alcătuiesc autotrofe, sau clasa de viețuitoare care fac, mai degrabă decât ingerează, propria lor hrană. Acestea pot fi fie procariote, fie eucariote, după cum veți vedea.
Ce sunt autotrofele?
Autotrofe sunt organisme care își pot produce sau sintetiza propria hrană atâta timp cât este prezentă o sursă de carbon și o sursă de energie. Această sursă minimă de carbon este de obicei sub formă de dioxid de carbon (CO2), o moleculă care este practic peste tot pe planetă și deasupra ei.
Oamenii și alte animale îl excretă ca deșeuri. Plantele și alte autotrofe îl folosesc ca combustibil, menținând unul dintre ciclurile biochimice mai grandioase și definitive ale naturii.
Plantele sunt cel mai familiar tip de autotrof, dar alte altele pun punct biosferei globale, adesea departe de ochii omului. Algele, fitoplanctonul și anumite bacterii sunt autotrofe. În special, bacteriile care pot supraviețui adânc în mare prezintă un interes special datorită metabolismului lor chemosintetic.
Chemosinteză: definiție
Chemosinteza este un proces prin care energia este derivată prin medierea microbiană a anumitor reacții chimice. Sursa de energie pentru chemosinteză este energia eliberată dintr-o reacție chimică (oxidarea unei substanțe anorganice) mai degrabă decât energia recoltată din lumina soarelui sau din altă lumină.
Sursa de carbon rămâne CO2și oxigen (ca O2) trebuie să fie prezentă pentru a opera molecula anorganică, dar acea moleculă anorganică poate fi hidrogen gazos (H2), hidrogen sulfurat (H2S) sau amoniac (NH3), în funcție de mediul în cauză. Orice carbohidrat format pentru utilizarea celulei va avea forma (CH2O)N, deoarece acest lucru este valabil pentru toți carbohidrații prin definiție.
O ecuație de chemosinteză descrie conversia dioxidului de carbon în carbohidrați, deoarece hidrogenul sulfurat este oxidat în apă și sulf:
CO2+ O2 + 4 H2S → CH2O + 4 S + 3 H2O
Bacterii chemosintetice și exemple de viață
Unele organisme pot supraviețui în apropierea orificiilor de ventilație ale fundului mării, deoarece acestea emit apă cu o temperatură de aproximativ 5 până la 100 ° C (41 până la 212 ° F). Acest lucru nu este tocmai cald și primitor, dar căldura inconsistentă și uneori violentă este mai bună decât deloc căldură dacă aveți echipamentul enzimatic potrivit.
Unele „bacterii” din așa-numitele comunități de ventilare hidrotermală sunt de fapt Archaea, organisme procariote strâns legate de bacterii (și numite anterior arhaebacterii). Un exemplu este Methanopyrus kandleri, care tolerează medii foarte sărate și foarte calde cu o ușurință neobișnuită. Această specie obține energie din hidrogen gazos și eliberează metan (CH4).