Apa itu chemosynthesis? Apa kesamaannya dengan fotosintesis?

Pada artikel ini, kita akan mempertimbangkan organisme mana yang menjadi chemosynthesis. Ini adalah salah satu cara memberi makan organisme hidup, yang ditemukan di alam pada beberapa bakteri.

Metode pemberian makan organisme

Untuk memahami apa itu chemosynthesis, Anda harus terlebih dahulu mengingat metode penggunaan nutrisi yang berbeda organisme. Atas dasar ini, dua kelompok makhluk dibedakan: hetero dan autotrof. Yang pertama hanya bisa makan bahan organik siap pakai. Protein, lemak dan karbohidrat yang mereka serap dan ubah dengan bantuan vakuola khusus atau organ dari sistem pencernaan. Heterotrof adalah hewan, jamur, beberapa bakteri.

Jenis Autotrophs

Organisme autotrofik sendiri mensintesis zat organik, yang kemudian digunakan untuk menerapkan berbagai proses vital. Bergantung pada sumber energi, yang digunakan, dua kelompok organisme lagi dibedakan. Foto dan hemotrof ini. Perwakilan yang pertama adalah tanaman. Mereka mensintesis karbohidrat menjadi glukosa selama fotosintesis. Proses ini hanya terjadi pada plastida hijau kloroplas dengan adanya sinar matahari, air dan karbon dioksida. Hemotrof adalah beberapa bakteri. Untuk mensintesis bahan organik, mereka membutuhkan berbagai senyawa kimia, yang mereka oksidasi. Kesamaan fotosintesis dan chemosynthesis adalah kemampuan organisme untuk secara mandiri membentuk zat yang mereka butuhkan, memperoleh dari lingkungan karbon, air dan garam mineral.

Chemosynthesis: definisi konsep dan sejarah penemuan

Mari kita lihat ini secara lebih rinci. Apa itu chemosynthesis? Inilah salah satu cara nutrisi autotrofik, dimana proses oksidasi senyawa mineral untuk sintesis organik terjadi. Sekarang cari tahu organisme mana yang menjadi chemosynthesis. Kemampuan unik semacam itu dimiliki hanya oleh jenis prokariota tertentu. Proses ini ditemukan pada akhir abad ke-19 oleh ahli mikrobiologi Rusia Sergei Nikolayevich Vinogradsky. Bekerja di laboratorium Strasbourg Anton de Bari, ia melakukan pengalaman dalam mendapatkan energi melalui oksidasi belerang. Organisme yang mampu melakukan proses kimia ini, ia disebut anorgoksidantami. Dalam perjalanan penelitiannya, ilmuwan berhasil menemukan bakteri pengikat nitrogen. Sebelum ditemukannya proses chemosynthesis, hanya tanaman fotosintesis dan alga biru-hijau yang dikaitkan dengan organisme autotropik.

Perbedaan dan kesamaan fotosintesis dan chemosynthesis

Kedua jenis nutrisi autotrophic adalah pertukaran plastik, atau asimilasi. Ini berarti bahwa selama proses ini, terbentuk zat organik dan pertukaran gas. Reagen awal adalah senyawa mineral. Foto dan chemosynthesis adalah cara melakukan siklus zat di biosfer. Semua jenis autotrof memberikan tidak hanya untuk diri mereka sendiri, tapi juga organisme lain yang diperlukan untuk kehidupan. Misalnya, selama fotosintesis oksigen dilepaskan. Hal ini diperlukan untuk semua makhluk hidup untuk bernafas. Dan bakteri nitrifikasi hemotrofik mengubah nitrogen atmosfer menjadi keadaan dimana dapat diasimilasi oleh tanaman.

Tapi ada sejumlah perbedaan antara jenis makanan ini. Chemosintesis terjadi pada sel bakteri yang tidak mengandung pigmen hijau klorofil. Dan untuk oksidasi mereka menggunakan senyawa hanya beberapa zat: belerang, nitrogen, hidrogen atau besi. Metode nutrisi ini sangat penting di tempat dimana sinar matahari tidak tersedia. Jadi, pada kedalaman yang jauh hanya hemotrof yang bisa hidup. Untuk proses fotosintesis, energi matahari merupakan syarat yang sangat diperlukan. Selain itu, pada tanaman proses ini hanya terjadi pada sel khusus yang mengandung pigmen hijau pigmen. Prasyarat lain untuk nutrisi fototrofik adalah adanya karbon dioksida.

Bakteri Besi

Apa itu chemosynthesis dapat dipertimbangkan dengan contoh bakteri yang mengubah senyawa besi. Penemuan mereka juga milik SN Vinogradsky. Di alam, mereka tersebar luas di badan air tawar dan garam. Esensi chemosynthesis mereka terdiri dari mengubah valensi besi dari dua menjadi tiga. Pada saat yang sama, sejumlah kecil energi dilepaskan. Karena itu, bakteri besi harus melakukan proses ini dengan sangat intensif.

Karena bakteri adalah salah satu organisme tertua, sebagai akibat dari kehidupan mereka di planet ini, endapan besi dan bijih mangan telah terbentuk. Di industri, prokariota ini digunakan untuk menghasilkan tembaga murni.

Serobacteria

Prokariot ini mengembalikan senyawa belerang. Proses chemosynthesis ditemukan pada studi organisme ini. Untuk oksidasi, bakteri jenis ini menggunakan hidrogen sulfida, sulfida, sulfat, polythionates dan zat lainnya. Dan beberapa prokariota kelompok ini mengakumulasi unsur sulfur selama chemosynthesis. Hal ini bisa terjadi baik di sel maupun di luarnya. Kemampuan ini digunakan dalam memecahkan masalah penambahan aerasi dan pengasaman tanah.

Habitat alami bakteri belerang adalah segar dan air asin. Ada kasus simbiosis organisme ini yang diketahui dengan cacing tubular dan moluska yang hidup di zona ooze dan bottom.

Bakteri penguat nitrogen

Pentingnya chemosynthesis di alam sangat ditentukan oleh aktivitas prokariota pengikat nitrogen. Kebanyakan dari mereka hidup di akar tanaman kacang polong dan sereal. Kohabitasi mereka saling menguntungkan. Tanaman menyediakan prokariota dengan karbohidrat, yang disintesis selama fotosintesis. Dan bakteri menghasilkan nitrogen, yang diperlukan untuk pengembangan sistem akar secara penuh.

Sebelum penemuan sifat berharga spesies ini, diyakini bahwa daun kacang memiliki kemampuan unik. Belakangan diketahui bahwa tanaman tersebut tidak langsung ikut serta dalam proses fiksasi nitrogen, namun prosesnya dilakukan oleh bakteri yang hidup di akarnya.

Prokariota semacam ini melakukan dua jenis reaksi kimia. Sebagai hasil dari yang pertama, amonia diubah menjadi nitrat. Solusi zat ini masuk ke dalam tanaman dengan bantuan sistem akar. Bakteri tersebut disebut nitrifikasi. Kelompok prokariota serupa lainnya mengubah nitrat menjadi gas nitrogen. Mereka disebut agen denitrifikasi. Sebagai hasil dari aktivitas gabungan mereka, siklus terus menerus dari unsur kimia ini terjadi di alam.

Bakteri penghasil nitrogen menembus ke akar tanaman di tempat-tempat kerusakan pada jaringan integumen atau melalui rambut zona hisap. Begitu masuk, sel prokariotik mulai menyebar secara aktif, menghasilkan banyak tonjolan. Mereka terlihat dengan mata telanjang. Seseorang menggunakan properti bakteri pengikat nitrogen untuk menyediakan tanah dengan nitrat alami, yang menyebabkan peningkatan hasil panen.

Alam dan chemosynthesis

Peran chemosynthesis di alam sulit untuk melebih-lebihkan. Proses oksidasi senyawa anorganik di alam merupakan komponen penting dari siklus umum zat di biosfer. Kemandirian relatif kemotrof dari energi sinar matahari membuat mereka satu-satunya penghuni depresi laut dalam dan zona keretakan lautan.

Amonia dan hidrogen sulfida, yang diproses oleh prokariota ini, adalah zat beracun. Dalam hal ini, nilai chemosynthesis adalah menetralisir senyawa ini. Dalam sains, istilah "biosfer bawah tanah" diketahui. Ini dibentuk secara eksklusif oleh organisme yang tidak membutuhkan cahaya atau oksigen untuk kehidupan mereka. Properti unik ini dimiliki oleh bakteri anaerob.

Jadi, dalam artikel tersebut, kami tahu apa itu chemosynthesis. Inti dari proses ini adalah oksidasi senyawa anorganik. Organisme ekuipotik adalah beberapa jenis prokariota: belerang, bakteri besi dan nitrogen memperbaiki.