La quimiosíntesis consisteix en la síntesi d'ATP a partir de l'energia que s'allibera en reaccions d'oxidació de compostos inorgànics reduïts. Els organismes que realitzen quimiosíntesis es denominen quimoautótrofos, quimiolitótrofos o quimiosintéticos; tots ells són bacteris que usen com a font de carboni el diòxid de carboni en un procés similar al cicle de Calvin de les plantes.
L'equació global de la quimiosíntesis, usant com a molècula oxidable el sulfur d'hidrogen és la següent:
La quimiosíntesis depèn de l'existència de potencials químics importants, els que acompanyen a barreges no estables de substàncies, les quals apareixen només localment, allí on els processos geològics les han generat. Així, cadenes alimentàries completes basen la seva existència en la producció quimiosintética entorn de les emanacions hidrotermales que es troben en les dorsals oceàniques, així com en sediments profunds.
Molts bacteris en el fons dels oceans usen la quimiosíntesis com a forma de produir energia sense el requeriment de llum solar, en contrast amb la fotosíntesi la qual es veu inhibida en aquell hàbitat. Moltes d'aquests bacteris són la font bàsica d'alimentació per a la resta d'organismes del sòl oceànic, sent el comportament simbiòtic molt comú.
Molts científics creuen que la quimiosíntesis podria mantenir vida sota la superfície de Mart, Europa ( lluna de Júpiter) i altres cossos planetaris.[1]
Contingut |
La quimiosíntesis té certs paral·lelismes amb la fotosíntesi; en ambdues hi ha dues fases ben definides, una en la qual es genera ATP i poder reductor i una altra en la qual es fixa el diòxid de carboni.[2]
En aquesta fase s'oxidan molècules inorgàniques reduïdes presents en el mitjà; les principals són l'hidrogen (H2), el sulfur d'hidrogen (H2S), el sofre elemental (S), el tiosulfato (S2O3–), l'amoníac (NH3), els nitrits (NO2–) i el ferro ferroso (Fe2+). Els electrons arrencats a aquests substrats ingressen en una cadena transportadora d'electrons, anàloga a la de la respiració mitocondrial; com en ella, l'acceptor final dels electrons és l'oxigen , i es produeix la fosforilació oxidativa, que genera ATP.
Per a general poder reductor, en forma de coenzimas reduïts (sobretot NADH), una part de l'ATP generat s'utilitza per provocar un transport invers d'electrons en la mateixa cadena transportadora.[3]
Aquesta fase és anàloga a la fase lluminosa de la fotosíntesi, encara que completament diferent, ja que no utilza la llum para genera el flux d'electrons.
Els organismes quimiolitótrofos són autótrofos per al carboni, és a dir, poden incorporar-ho a partir de carboni inorgànic en forma de (CO2). La fixació del diòxid de carboni a la matèria orgànica es realitza mitjançant el cicle de Calvin, d'una manera similar a la fase fosca de la fotosíntesi.[2]