Hvad er energikilden til kemosyntese?

Planter optager energi fra solen gennem en proces kaldet fotosyntese; denne proces understøtter næsten alt liv på jorden. Men fotosyntese er ikke den eneste metode, som levende organismer bruger til at skabe energi. Nogle mikroorganismer danner energi fra kemiske reaktioner, der ikke kræver lys og bruger denne energi til at samle organiske molekyler gennem en proces kaldet kemosyntese. Disse organismer kaldes kemolithoautotrophs eller simpelthen kemoautotrophs.

Fordele

Chemoautotrophs baserer sig grundlæggende på kemiske reaktioner, der ikke har brug for lys (i modsætning til fotosyntese). Denne evne gør det muligt for chemoautotrophs at leve i nogle usædvanlige omgivelser. De mest berømte kemoautotrofer er ekstremofilerne (organismer, som lever under ekstreme forhold), der findes i nærheden af ​​dybhavsventiler i bunden af ​​havbunden. Intet lys trænger ind i disse dybder; bakterier der bor der er nedsænket i en evig nat, hvor ingen fotosyntetiske organismer kan overleve. Processen, som disse bakterier og andre kemoautotrofer bruger til at få den energi, de har brug for, er kompleks, men de grundlæggende trin er beskrevet nedenfor.

Oxidation

Reaktioner med reduktion af oxidation (reduktion) involverer overførsel af elektroner ; ofte kan disse reaktioner frigive en betydelig mængde energi. Brand (forbrænding) er f.eks. En redox reaktion. Chemoautotrophs bruger enzymer (proteiner der kan katalysere eller fremskynde reaktioner) for at katalysere en redox reaktion ved at tage elektroner fra en elektrondonor som hydrogensulfid eller jern og donere det til et bærermolekyle.

Electron Transport

Bærermolekylet passerer de elektroner, den er modtaget til en række proteiner kaldet elektrontransportkæden. Disse proteiner sender nu elektronerne langs kæden som batoner i et relæ løb. Da hvert protein første gevinster mister en elektron, bruger den denne energi til at pumpe en hydrogenion (en proton) ud af cellen - som at bruge en elektrisk strøm til at pumpe op på en bakke og opbevare energi.

ATP

Elektronik transportkæden øger koncentrationen af ​​hydrogenioner uden for cellen, således at hydrogenionerne vil strømme ind igen, ligesom vandet, der pumpes til toppen af ​​en bakke, vil strømme ned igen. Bakterien har et protein kaldet ATP syntase indlejret i sin membran; ligesom du kunne bruge vand opbevaret oven på en bakke for at køre en turbine, bruger celle ATP syntasen strømmen af ​​hydrogenioner til at drive en kemisk proces, der gør et molekyle kaldet ATP. ATP er til en celle, hvad sukker er til din krop: det er en form for lagret energi, cellen kan let bryde ned, når den har brug for det. I det væsentlige har cellen taget energi fra en redoxreaktion og gennem en række trin gemt den som ATP.

Effekter

Når den er produceret ATP, kan bakterien bruge den energi, den opbevares i ATP til at omdanne uorganiske forbindelser som CO2 og hydrogensulfid til organiske forbindelser som glucose. Denne sidste serie af reaktioner kaldes kemosyntese.