Quimiosintesis

QUIMIOSÍNTESIS

La quimiosíntesis es una forma de nutrición autótrofa en la que la energía necesaria para la elaboración de compuestos orgánicos se obtiene de la oxidación de ciertas sustancias del medio.

La quimiosíntesis consiste en la síntesis de ATP a partir de la energía que se desprende de determinadas sustancias inorgánicas en las reacciones de oxidación. Los organismos que realizan estos procesos se denominan quimioautótrofos.

Es característico de bacterias, y gracias a este proceso se reciclan los compuestos totalmente reducidos (NH3, H2S, CH4) y se cierran los ciclos de la materia en los ecosistemas.

La ecuación global de la quimiosíntesis, usando como molécula oxidable el sulfuro de hidrógeno es la siguiente:

CO2 + O2 + 4H2S → CH2O + 4S + 3H2O

La quimiosíntesis depende de la existencia de potenciales químicos importantes, los que acompañan a mezclas no estables de sustancias, las cuales aparecen sólo localmente, allí donde los procesos geológicos las han generado. Así, cadenas alimentarias completas basan su existencia en la producción quimiosintética en torno a las emanaciones hidrotermales que se encuentran en las dorsales oceánicas, así como en sedimentos profundos.

En los procesos de quimiosíntesis pueden diferenciarse dos fases:

1. En la primera se obtiene energía y poder reductor por oxidación de compuestos muy reducidos, como el metano, el ácido sulfhídrico, etcétera.

2. En la segunda fase, deforma semejante, se asimila y reduce el dióxido de carbono.

3. Son microorganismos que cierran los ciclos biogeoquímicos, posibilitando la vida en el planeta y devolviendo al sustrato las sustancias procedentes de la oxidación de materia de descomposición de los organismos muertos. De este modo, los restos de los seres vivos se transforman en sales minerales de nitrógeno o azufre que pueden ser de nuevo absorbidas por los vegetales.

Muchas bacterias en el fondo de los océanos usan la quimiosíntesis como forma de producir energía sin el requerimiento de luz solar, en contraste con la fotosíntesis la cual se ve inhibida en aquel hábitat. Muchas de estas bacterias son la fuente básica de alimentación para el resto de organismos del suelo oceánico, siendo el comportamiento simbiótico muy común.

Fases de la quimiosíntesis

La quimiosíntesis tiene ciertos paralelismos con la fotosíntesis; en ambas hay dos fases bien definidas, una en la que se genera ATP y poder reductor y otra en la que se fija el dióxido de carbono.

1. Fase generadora de ATP y poder reductor

En esta fase se oxidan moléculas inorgánicas reducidas presentes en el medio; las principales son el hidrógeno (H2), el sulfuro de hidrógeno (H2S), el azufre elemental (S), el tiosulfato (S2O3–), el amoníaco (NH3), los nitritos (NO2–) y el hierro ferroso (Fe2+). Los electrones arrancados a estos sustratos ingresan en una cadena transportadora de electrones, análoga a la de la respiración mitocondrial; como en ella, el aceptor final de los electrones es el oxígeno, y se produce la fosforilación oxidativa, que genera ATP.

Para generar poder reductor, en forma de coenzimas reducidos (sobre todo NADH), una parte del ATP generado se utiliza para provocar un transporte inverso de electrones en la misma cadena transportadora.

Esta fase es análoga a la fase luminosa de la fotosíntesis, aunque completamente diferente, ya que no utiliza la luz para genera el flujo de electrones.

2. Fase de fijación de CO2

Los organismos quimiolitótrofos son autótrofos para el carbono, es decir, pueden incorporarlo a partir de carbono inorgánico en forma de (CO2). La fijación del dióxido de carbono a la materia orgánica se realiza mediante el ciclo de Calvin, de una manera similar a la fase oscura de la fotosíntesis.

Clases de

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