Chemiosintesi

La chemiosintesi è il nome dato a un metodo di produzione di energia realizzato da vari organismi viventi. Il meccanismo prevede la sintesi dell'adenosina trifosfato (ATP), in seguito al rilascio di energia da reazioni di ossidazione effettuate da alcuni composti inorganici.

In altre parole: una reazione di ossidazione chimica inorganica libera energia che viene sfruttata sotto forma di adenosina trifosfato. Questo sfruttamento è noto come chemiosintesi.

L'organismo chemiosintetizza prende l'energia che si trova in certi alimenti. Lo fa pompando atomi di idrogeno attraverso le membrane cellulari, il che provoca una differenza di concentrazione. Una volta completata l'azione, gli atomi di idrogeno ritornano e rilasciano energia che viene utilizzata per sintetizzare ATP.

Gli organismi che sono in grado di effettuare la chemiosintesi sono chiamati chemiosintetici o chemioautotrofi. Hanno la capacità di prendere l'anidride carbonica per ottenere carbonio, in modo simile alle piante.

Ci sono batteri che vivono sul fondo del mare che si affidano alla chemiosintesi per ottenere energia. Poiché i raggi del sole non raggiungono il mondo sottomarino, è impossibile per questi batteri produrre energia attraverso la fotosintesi: la chemiosintesi permette quindi loro di generare le loro riserve di energia.

Come la fotosintesi, la chemiosintesi ha due fasi ben distinte: in una si producono il potere riducente (la capacità di certe biomolecole di agire come accettori di protoni o donatori di elettroni in certe reazioni mataboliche) e l'ATP (attivatore tissutale del plasminogeno, una proteina legata al processo di dissoluzione dei coaguli di sangue); nell'altra avviene la fissazione del biossido di carbonio.

Quando un organismo autotrofo raggiunge la chemiosintesi, ci si aspetta che i chemiosintetici mostrino una certa attrazione per le molecole inorganiche ridotte nell'ambiente, le più importanti delle quali sono H2S (idrogeno solforato), H2 (idrogeno), Fe2+ (ferro ferroso), S2O (tiosolfato) e S (zolfo elementare). Gli elettroni che sono stati estratti da questi substrati entrano in una catena che li trasporta, simile alla respirazione aerobica (che comporta l'estrazione di energia da molecole organiche).

A causa delle caratteristiche della chemiosintesi, molti scienziati credono che questo meccanismo di produzione di energia possa avvenire su altri pianeti, aprendo la possibilità di vita extraterrestre.

Tipi di batteri chemiosintetici

I batteri possono essere classificati in diversi gruppi in base al substrato che utilizzano, come segue:

* Batteri senza zolfo: questi batteri sono capaci di ossidare lo zolfo o i composti in cui è presente lo zolfo. Possono trasformare l'H2S (idrogeno solforato) che proviene dalla decomposizione della materia organica, che è abbondante nelle cosiddette acque reflue (qualsiasi acqua che ha subito una diminuzione della qualità a causa dell'influenza antropogenica, cioè come risultato dell'azione umana);

* azoto: questo tipo di batteri ha la capacità di ossidare i composti azotati ridotti dalla decomposizione dei resti vegetali e delle carcasse animali, come NH3 (ammoniaca), che può poi trasformare in NO3- (nitrati). Le piante possono assimilare questi nitrati dopo la trasformazione;

* di ferro: attraverso l'ossidazione, possono dare composti ferrici da quelli ferrosi. In altre parole, questi batteri sono capaci di trasformare i depositi minerali di carbonato di ferro in depositi di ossido di ferro;

* idrogeno: sono capaci di utilizzare l'idrogeno molecolare e sono considerati chemoautotrofi facoltativi;

* idrogeno: sono capaci di utilizzare l'idrogeno molecolare e sono considerati chemoautotrofi facoltativi.