Le piante catturano energia dal sole attraverso un processo chiamato fotosintesi; questo processo supporta quasi tutta la vita sulla terra. Ma la fotosintesi non è l'unico metodo che gli organismi viventi usano per creare energia. Alcuni microrganismi derivano energia da reazioni chimiche che non richiedono luce e utilizzano questa energia per assemblare molecole organiche attraverso un processo chiamato chemosintesi. Questi organismi sono chiamati chemolithoautotrofi o semplicemente chemoautotrophs.

Benefici

Fondamentalmente, i chemioautotrofi ricavano energia dalle reazioni chimiche che non hanno bisogno di luce (diversamente dalla fotosintesi). Questa abilità consente a chemoautotrophs di vivere in ambienti insoliti. I chemoautotrofi più famosi sono gli estremofili (organismi che vivono in condizioni estreme) che si trovano vicino a prese d'aria profonde sul fondo del fondo oceanico. Nessuna luce penetra in quelle profondità; i batteri che vivono lì sono affondati in una notte eterna in cui nessun organismo fotosintetico può sopravvivere. Il processo che questi batteri e altri chemoautotrofi utilizzano per ottenere l'energia di cui hanno bisogno è complesso, ma i passaggi di base sono descritti di seguito.

Ossidazione

Le reazioni di riduzione dell'ossidazione implicano il trasferimento di elettroni ; spesso queste reazioni possono rilasciare una notevole quantità di energia. Il fuoco (combustione) è una reazione redox, per esempio. I chemoautotrofi utilizzano gli enzimi (proteine ​​che possono catalizzare o accelerare le reazioni) per catalizzare una reazione redox, prelevare elettroni da un donatore di elettroni come l'idrogeno solforato o il ferro e donarli a una molecola portante.

Trasporto elettronico

La molecola trasportatrice passa gli elettroni ricevuti ad una serie di proteine ​​chiamate catena di trasporto degli elettroni. Queste proteine ​​ora passano gli elettroni lungo la catena come i manganelli in una staffetta. Quando ogni proteina guadagna prima perde un elettrone, utilizza questa energia per pompare uno ione idrogeno (un protone) fuori dalla cellula - come usare una corrente elettrica per pompare acqua su una collina e immagazzinare energia.

ATP

La catena di trasporto degli elettroni aumenta la concentrazione di ioni di idrogeno all'esterno della cellula in modo che gli ioni di idrogeno vogliano rientrare, proprio come l'acqua pompata sulla cima di una collina vuole tornare indietro. Il batterio ha una proteina chiamata ATP sintasi incorporata nella sua membrana; proprio come si può usare l'acqua immagazzinata in cima a una collina per guidare una turbina, l'ATP sintasi della cellula usa il flusso di ioni idrogeno per alimentare un processo chimico che rende una molecola chiamata ATP. L'ATP è per una cellula quello che lo zucchero è per il tuo corpo: è una forma di energia immagazzinata che la cellula può facilmente distruggere ogni volta che ne ha bisogno. Essenzialmente, la cellula ha preso l'energia da una reazione redox e attraverso una serie di passaggi la memorizza come ATP.

Effetti

Una volta prodotto ATP, il batterio può utilizzare l'energia immagazzinata in ATP per trasformare composti inorganici come la CO2 e l'idrogeno solforato in composti organici come il glucosio. Questa serie finale di reazioni si chiama chemiosintesi.