2808185417

Chemosynteza

Chemosynteza - starszy ewolucyjnie od fotosyntezy i mniej od niej skomplikowany sposób samożywności. Przeprowadzają go organizmy nazywane chemoautotrofami, wyłącznie bakterie, których źródłem energii do asymilacji dwutlenku węgla (C02) są reakcje utlenienia prostszych związków nieorganicznych -chemolitotrofy, lub związków organicznych (jak na przykład metan)- chemoorganotrofy. Pełni ona bardzo ważna rolę w obiegach pierwiastków ważnych biologicznie (azotu, węgla, fosforu). Tak jak u fotosyntetyzujących autotrofów, chemosynteza jest źródłem związków organicznych, czyli sześciowęglowych cukrów (jak na przykład glukoza) i ewentualnie związków trzywęglowych.

Chemosynteze można podzielić na dwa etapy:

-    utlenianie związku chemicznego (odpowiednik fazy jasnej fotosyntezy, w którym dany organizm wytwarza energię użyteczną biologicznie (ATP);

-    związanie C02 i produkcja glukozy (na tej samej zasadzie co faza ciemna fotosyntezy).

Proces materii organicznej powstałej w wyniku chemosyntezy jest znikomy. Należy jednak zaznaczyć, że istnieją całe ekosystemy hydrotermalne wenty oceaniczne, w których produkcją związków organicznych zajmują się wyłącznie bakterie chemosyntetyzujące. Jednak nawet te odległe od światła słonecznego ekosystemy nie są niezależne od fotosyntezy zachodzącej na powierzchni kontynentów i oceanów. W organizmy tworzące wyższe poziomy troficzne w wentach oceanicznych posiadają hemoglobinę i korzystają z tlenu będącego ubocznym produktem fotosyntezy.

Chemosynteza siarkowa

bakterie z rodzaju Beggiatoa (utleniają siarkowodór do czystej siarki):

2H2S + 02 -* 2H20 + 2S + ENERGIA (ok. 273 kJ)

bakterie z rodzaju Thiotrix (utleniają czystą siarkę do kwasu siarkowego(VI)):

2S + 2H20 + 302 -> 2H2S04 + ENERGIA (ok. 1193 kJ)

bakterie nitryfikacyjne:

bakterie z rodzaju Nitrosomonas (wykorzystują utlenianie amoniaku do azotynów - soli kwasu azotowego(III)):

2NH3 + 302 —* 2HN02 + 2H20 + ENERGIA (ok. 664 kJ)

Nitryfikacja

Nitryfikacja proces utleniania amoniaku do azotanów(III) prowadzony przez bakterie nitryfikacyjne. Azotany powstałe w tym procesie mogą zostać przyswojone przez rośliny. Proces ten zachodzi w warunkach tlenowych gdzie w pierwszym etapie I grupa bakterii nitryfikacyjnych utlenia amoniak do azotanów(III) a druga grupa bakterii utlenia powstały azotan(III) do azotanów(V). Bakterie Nitrosomonas zamieniają amoniak w postaci jonu amonowego NH4+ w azotyny (azotany(III)) N02- według reakcji:

2 NH3 + 3 02    2 HN02 + 2 H20 + ciepło (ok. 664 kJ)

które zostają później zamienione w azotany(V) N03- przez bakterie Nitrobacter według reakcji:

2 HN02 + 02 —*■ 2HN03 + ciepło (ok. 151 kJ)

Bakterie nitryfikacyjne - bakterie aerobowe (tlenowce), które utleniają amoniak (zawarty np. w wodzie deszczowej, kurzu, sadzy, ekskrementach ptaków) do kwasów azotowego(III) i azotowego (V). Biorą one m.in. udział w procesie niszczenia partii przypowierzchniowych kamieni zabytkowych. Powstałe na skutek utlenienia kwasy rozkładają węglan wapnia obecny w kamieniach zabytkowych, a z dwutlenku węgla bakterie wykorzystują węgiel do budowy węglowodanów i szkieletu białkowego w komórkach (obecność węglanów i innych związków mineralnych wpływa dodatnio na szybkość procesu nitryfikacji).

Bakterie siarkowe - nazwa zbiorcza bakterii wykorzystujących w swoim metabolizmie utlenianie siarki.

Należą one do różnych grup taksonomicznych (mogą to być nawet archeany niezaliczane obecnie do bakterii w ścisłym tego słowa znaczeniu) i mogą stosować rozmaite strategie metaboliczne. Bakterie siarkowe ułatwiają zachodzenie niektórych etapów biogeochemicznego obiegu siarki.