Хемосинтез — краткая характеристика процесса, примеры организмов и формула

Из этой статьи вы узнайте, что такое хемосинтез, а также ознакомитесь с особенностями и примерами этого процесса в природе.

Энергия для жизни

Все живое на Земле нуждается в энергии, чтобы выжить. Однако способы получения этой энергии живыми организмами могут различаться. Люди получают питательные вещества, употребляя в пищу другие организмы как животного, так и растительного происхождения. С другой стороны, растения способны получать энергию непосредственно от солнца через процесс фотосинтеза.

Эти два пути получения энергии, вероятно, вам знакомы. Однако есть и другой, менее привычный способ, известный как хемосинтез. Хемосинтез характеризуется использованием неорганических молекул для помощи в преобразовании молекул углерода в органическое вещество. Звучит странно? Давайте попробуем объяснить это на примере.

Хемосинтез в природе

Глубоко в океане есть трубообразные образования, известные как гидротермальные источники. Эти вентиляционные отверстия в океаническом дне выбрасывают сероводород. Этот газ токсичен для людей, но не для всей жизни. На самом деле, среди гидротермальных источников живут организмы, называемые гигантскими трубчатыми червями.

Эти черви полагаются на процесс хемосинтеза, чтобы выжить. В кишечнике трубчатых червей живут хемосинтетические бактерии. Эти бактерии используют неорганические молекулы сероводорода для производства углеводов и аминокислот, которые служат источником энергии для трубчатых червей, так же как пища для людей. На самом деле, это может быть даже один и тот же тип углеводов, с той лишь разницей, как он был произведен. Углеводы на вашем кухонном столе, вероятно, были произведены растениями с помощью фотосинтеза, в то время как углеводы в трубчатых червях синтезировали бактерии с помощью хемосинтеза.

В этом случае сероводород плюс углекислый газ получается углеводы, вода и сернистый газ. Химическое уравнение хемосинтеза таково:

12H₂S + 6CO₂ → C₆H₁₂O₆ (=углеводы) + 6H₂O + 12S

Эта реакция лишь немного отличается от фотосинтеза, где солнечный свет сочетается с углекислым газом и водой, чтобы произвести углеводы и кислород. Заметьте, что отличительной чертой хемосинтеза является использование сероводорода, а не солнечного света, который действует как драйвер для реакции.

Ученые считают, что хемосинтез может быть ответственен за наличие жизни под поверхностью Марса или на спутнике Юпитера, Европе, который, как полагают, под замерзшей поверхностью содержит жидкую воду. Если это правда, то первой жизнью, обнаруженной за пределами Земли, скорее всего, были бы простые бактерии, такие как те, что живут в кишечнике трубчатых червей.

Вывод

Живые организмы получают энергию различными способами. Некоторые вещи, например люди, получают энергию, потребляя свою пищу. Другие организмы производят пищу либо фотосинтезом, либо хемосинтезом, процессом использования неорганических молекул для помощи в преобразовании молекул углерода в органическое вещество. Этот процесс чаще всего происходит у бактерий, обитающих вблизи гидротермальных источников на дне океана. Некоторые из этих бактерий живут в кишечнике трубчатых червей, где они используют токсичный сероводород для создания сахара для использования трубчатыми червями в качестве источника энергии.