Kemosyntes

Kemosyntes  är en metod för autotrofisk näring , där oxidationsreaktioner av oorganiska föreningar fungerar som en energikälla för syntes av organiska ämnen från CO 2 . Ett liknande alternativ för att få energi används endast av bakterier eller arkéer . Detta fenomen upptäcktes 1887 av den ryske vetenskapsmannen S. N. Vinogradsky . Mikroorganismer som kan kemosyntes, kallas Vinogradsky anoroxidanter . Namnet kemosyntes introducerades av den tyske kemisten och botanikern Wilhelm Pfeffer 1897.

Det bör noteras att den energi som frigörs vid oxidationsreaktioner av oorganiska föreningar inte direkt kan användas i assimileringsprocesser . Först omvandlas denna energi till energin från makroergiska bindningar av ATP och först därefter spenderas den på syntesen av organiska föreningar.

Kemolitoautotrofa organismer

Distribution och ekologiska funktioner

Kemosyntetiska organismer (till exempel svavelbakterier ) kan leva i haven på stora djup, på de platser där svavelväte kommer ut ur jordskorpans sprickor i vattnet . Naturligtvis kan ljuskvanta inte penetrera vatten till ett djup av cirka 3-4 kilometer (de flesta av havets sprickzoner är på detta djup). Således är kemosyntetika de enda organismerna på jorden som inte är beroende av solljusets energi och är de primära producenterna . Kemosyntetiska organismer kan konsumeras av andra organismer i havet eller bilda symbiotiska associationer med heterotrofer. Jätte polychaete maskar använder bakterier i sina trofosomerför att binda koldioxid (med vätesulfid som energikälla) för att producera socker och aminosyror [1] . Svavel erhålls i vissa reaktioner [2]

Istället för att frigöra syre när koldioxid fixeras under fotosyntes , omvandlas svavelväte till vattenlösliga svavelkulor under kemosyntesen. I bakterier som kan kemoautorofi i form av kemosyntes, såsom lila svavelbakterier[3] , lila svavelkulor färgar cytoplasman i motsvarande färg. Stora djurpopulationer kan upprätthållas av kemosyntetiska bakterier och arkéer hos vita och svarta rökare , metanklatrater , kalla sipprar , valkadaver, isolerade underjordiska vattengrottor .

Å andra sidan släpps ammoniak, som används av nitrifierande bakterier, ut i jorden när växt- eller djurrester ruttnar. I det här fallet beror den vitala aktiviteten av kemosyntetika indirekt på solljus, eftersom ammoniak bildas under sönderfallet av organiska föreningar som erhålls från solens energi.

Kemosyntetikernas roll för alla levande varelser är mycket stor, eftersom de är en oumbärlig länk i den naturliga cykeln av de viktigaste elementen: svavel, kväve, järn etc. Kemosyntetika är också viktiga som naturliga konsumenter av sådana giftiga ämnen som ammoniak och vätesulfid. Av stor betydelse är nitrifierande bakterier, som berikar jorden med nitrater och nitriter, en form av kväve som till övervägande del absorberas av växter. Vissa kemosyntetika (särskilt svavelbakterier) används för rening av avloppsvatten.

Enligt nuvarande uppskattningar kan biomassan för den "underjordiska biosfären ", som ligger särskilt under havsbotten och inkluderar kemosyntetiska anaeroba metanoxiderande arkebakterier , överstiga den för resten av biosfären. [fyra]

Det har antagits att kemosyntes kan stödja liv under ytan av Mars , Jupiters måne Europa och andra planeter [5] . Kemosyntes kan också vara den första typen av metabolism som inträffar på jorden, vilket leder till cellandning och fotosyntes senare .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Bioteknik för miljöledning och  resursåtervinning . - Springer, 2013. - S. 179. - ISBN 9788132208761 .
  2. ↑ Campbell NA ea (2008) Biology 8. ed. Pearson International Edition, San Francisco. ISBN 978-0-321-53616-7
  3. ↑ De lila fototrofiska bakterierna  . — Dordrecht: Springer, 2009. — ISBN 9781402088148 .
  4. ↑ Elements Science News: Rikt mikrobiellt liv hittades 1 626 m under havsbotten
  5. ↑ Julian Chela-Flores (2000): "Terrestrial microbes as candidates for survival on Mars and Europa", i: Seckbach, Joseph (red.) Journey to Diverse Microbial Worlds: Adaptation to Exotic Environments , Springer, pp. 387–398. ISBN 0-7923-6020-6
  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk