Kemotrofia

Chemotrophy on trofia tyyppiä luonnehtiva tilassa ravitsemustasoa elävien organismien .

Puhumme kemotrofiasta organisaatioille, jotka löytävät tarvittavan energian solujensa kehittämiseen ilman auringon (tai keinotekoisen lähteen) valon käyttöä . Se määrittelee epämääräisesti aineenvaihdunnan epäorgaanisella kemiallisella energialähteellä. Epäselvyys johtuu siitä, että etuliite kimo- osoittaa energialähteen kemiallisen luonteen, useimmiten orgaanisen, kuten eläimissä. Tämä kemoterapia (inorga) tunnetaan joistakin bakteereista XIX - luvulta lähtien . Se löydettiin 1970-luvun lopulla mustien tupakoitsijoiden kauhistuttavissa biosenooseissa ja lopetti paradigman sijoittaa fotosynteesi minkä tahansa ruokaketjun alkuun .

Tietyt evoluutioteoriat ja elämän alkuperä väittävät, että elämä olisi voinut esiintyä kemotrofisten lajien kanssa, syvällä merenpohjassa, kalliohalkeamissa tai savissa.

Biokemialliset periaatteet

Kemosynteesi on yhtä tai useampaa hiiliatomia (yleensä hiilidioksidia tai metaania ) sisältävien molekyylien biologinen muutos ravinteiksi, joita voidaan käyttää orgaanisen aineen muodostamiseen. Organismit, jotka harjoittavat sitä, käyttävät epäorgaanisten molekyylien ( vety , rikkivety ) tai metaanin hapettumista energialähteenä sen sijaan, että fotosynteettiset organismit käyttävät monimutkaisten orgaanisten yhdisteiden tuottamiseen käytettävää auringonvaloa.

Kemotrofiset organismit

Kaikki tunnetut organismit, jotka kykenevät syntetisoimaan orgaanisia molekyylejä kemosynteesin avulla, ovat filogeneettisesti spesifisiä, mutta kuuluvat taksonomisiin ryhmiin, mukaan lukien muut kuin ekstremofiiliset lajit.

Nämä ovat ryhmiä, joilla on tärkeä biogeokemiallinen rooli . He ymmärtävät :

ja proteobakteerien hapetetaan rikki (kutsutaan gamma ja epsilon);
of Aquificaeles ;
of archaea metanogeenien;
neutrofiiliset bakteerit hapettavat rautaa.

Jotkut reaktiot vapauttavat happea, kuten fotosynteesissä, vapauttavat rikkiä, joka voi muodostaa kiinteitä kiteitä tai palloja, kun ne erittyvät. Bakteereissa, jotka tuottavat rikkiä tällä tavalla, keltaisia rikkisoluja on läsnä ja näkyvä niiden sytoplasmassa. Niillä on tärkeä rooli rikkisyklissä .

Monet pimeillä, syvillä merialueilla elävät mikro-organismit voivat käyttää kemosynteesiä tuottamaan biomassaa hiilimolekyyleistä. Kaksi pääluokkaa voidaan erottaa:

Harvoissa paikoissa, joissa vety (H 2 ), molekyylit ovat käytettävissä, käytettävissä olevan energian välisellä reaktiolla CO 2 ja H 2 (johtaen metaanin, CH 4 ) voi olla riittävän suuri aiheuttamaan biomassan tuotanto.
Vaihtoehtoisesti useimmissa valtameriympäristöissä kemosynteesien energia tulee reaktioista, joihin liittyy sellaisten aineiden hapettumista kuin rikkivety tai ammoniakki . Tämä voi tapahtua hapen kanssa tai ilman läsnäoloaineessa.

Luokitus

Organismien hapettaman yhdisteen luonteen mukaan ne luokitellaan seuraaviin ryhmiin:

organotrofisten , käyttäen orgaanisia molekyylejä;
lithotrophic , käyttäen epäorgaanisia yhdisteitä.

Toinen ero voidaan tehdä kemotrofien välillä riippuen niiden molekyylien syntetisoinnissa käytetystä hiililähteestä:

autotrofinen , jotka käyttävät hiili poistetaan hiilidioksidi tai karbonaatit; chemoautotrophic (tai chemoautotrophic) voi syntetisoida kaikki molekyylit hiilidioksidi käyttämällä sisältämä energia epäorgaanisia molekyylejä ja ilman auringonvaloa. Chemoautotrophs ovat yleensä lithotrophic, ja ovat pääasiassa bakteerit ja erityisesti ekstremofiilinen arkkieliöillä . He ovat äärimmäisten ekosysteemien, kuten syvänmeren tupakoitsijoiden, ensisijaiset tuottajat . Tämä ryhmä koostuu metanogeeneistä , halofiileistä ja termofiileistä . On myös rikkiä vähentäviä bakteereja, nitrifioivia bakteereja ( Nitrobacter , Nitrosomonas ...) ja termoasidofiilisiä bakteereja.
heterotrofiset , jotka edellyttävät lähteen orgaanisen hiilen ; chemoheterotrophs voi käyttää hiilidioksidia suoraan ja on annettava vähintään yksi hiililähteenä, kuten glukoosi .

Asema ruokaverkossa

Ainoastaan kemosynteettiset mikro-organismit voivat elää ympäristöissä, joissa valo ei tunkeudu, tai tietyissä äärimmäisissä ympäristöissä (erittäin kuuma, anoksinen jne.). Muut meren eliöt voivat puolestaan kuluttaa niitä. Ne voivat myös olla osa kemosynteettisten organismien ja heterotrofisten organismien välisiä symbioottisia yhdistyksiä . Näin tapahtuu esimerkiksi hydrotermisten tuuletusaukkojen tai kylmien vuotojen ympärillä merenpohjassa. Näissä ympäristöissä, huomattavasti harvinaisemmissa kuin aiemmin ajateltiin, merkittävät yli sadan eläinlajin populaatiot voivat elää muutamien lajien primaarisesta kemosynteettisestä tuotannosta hyödyntäen hydrotermisiä tuuletusaukkoja, metaaniklatraatteja, kylmävuotoja tai suurten hajoavien valaiden ruumiita. .

Tieteellinen kiinnostus

Se on ollut tuotemerkki 1970-luvulta lähtien.

Ihmisen ja maatalousjätteen (mukaan lukien karja) tuottama metaani on ongelma, koska se on huonosti talteenotettua ja koska se on voimakas kasvihuonekaasu. Parempi käsitys siitä, miten muut lajit voivat hyödyntää sitä, on mahdollinen uusien ratkaisujen lähde.
Metaania on runsaasti maailmankaikkeudessa. Yksi hypoteesi on, että kemosynteesi saattaa mahdollistaa elämän pinnan alla Marsin jään alla kuun Eurooppa Jupiter tai kuun Enceladus Saturnuksen tai muilla planeetoilla.
Kemotrofisilla organismeilla on myös epätavallinen vastustuskyky äärimmäisissä ympäristöissä. Nämä ominaisuudet kiinnostavat teollisuutta, maataloutta, ekologiaa, maaperän kunnostamiseen liittyviä ammatteja, kuten avaruuden etsintää.

Kemotrofia

Biokemialliset periaatteet

Kemotrofiset organismit

Luokitus

Asema ruokaverkossa

Tieteellinen kiinnostus

Katso myös

Aiheeseen liittyvät artikkelit

Huomautuksia ja viitteitä