Хемосинтез

Видео: объяснение хемосинтеза

Хемосинтез — процесс образования органических веществ из неорганических соединений за счёт энергии химических реакций окисления. Этот механизм характерен для некоторых бактерий и архей и позволяет живым организмам существовать в условиях отсутствия солнечного света.

Хемосинтез является альтернативным способом образования органического вещества по сравнению с Фотосинтезом и играет важную роль в биогеохимических циклах Земли.

История открытия и исследования хемосинтеза

Понятие хемосинтеза как способа получения энергии для создания органических структур было предложено русским ученым Сергеем Виноградским в 1888 году.

Дальнейшие крупные исследования этого процесса продолжились значительно позже. В частности, важные научные работы проводились в 1977 году. Эти исследования подтвердили возможность существования жизни в условиях, где отсутствует солнечный свет, например в глубоководных районах океана.

Открытие хемосинтеза существенно расширило представления о границах существования жизни на Земле.

Механизмы и основные участники процесса

В процессе хемосинтеза бактерии получают энергию путем окисления различных неорганических соединений.

К таким веществам относятся:

нитраты;
нитриты;
различные неорганические кислоты.

За счет энергии, выделяемой в этих реакциях, бактерии синтезируют органические вещества, необходимые для их жизнедеятельности.

Среди организмов, участвующих в данном процессе, выделяют несколько групп микроорганизмов:

кислотные бактерии;
нитрифицирующие бактерии;
цианобактерии.

Эти микроорганизмы способны существовать в средах, где фотосинтез невозможен.

Экологическая роль и симбиоз

Хемосинтезирующие бактерии играют важную роль в глобальном круговороте веществ на планете.

Во многих экосистемах они вступают в симбиотические отношения с другими организмами. Некоторые животные фактически содержат такие бактерии внутри своего организма, используя их способность производить органические вещества.

Кроме того, данные микроорганизмы имеют практическое значение для человека. Их свойства применяются в:

системах биологической очистки сточных вод;
процессах переработки загрязнений;
поддержании стабильности экосистем.

Значение для биосферы и космоса

Исследования показывают, что хемосинтез является ключевым фактором формирования биомассы на морском дне, где отсутствует доступ к солнечному свету.

Способность жизни развиваться исключительно за счет химической энергии существенно расширяет представления о возможных формах жизни во Вселенной.

Полученные данные позволяют ученым предполагать существование аналогичных форм жизни на других планетах и спутниках, где условия могут быть схожи с глубоководными зонами Земли.

См. также

Фотосинтез Бактерии Биосфера Круговорот веществ

Источники

Виноградский С. Н. Исследования по микробиологии почв.
Современные исследования глубоководных экосистем.