Quimiosíntesis Quimiosíntesis: al igual que la fotosíntesis, la quimiosíntesis es un proceso anabólico autótrofo, mediante el cual se sintetizan compuestos.

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1 Quimiosíntesis Quimiosíntesis: al igual que la fotosíntesis, la quimiosíntesis es un proceso anabólico autótrofo, mediante el cual se sintetizan compuestos orgánicos a partir de compuestos inorgánicos. A diferencia de la fotosíntesis en la que se utiliza la luz como fuente de energía para sintetizar los compuestos orgánicos, en la quimiosíntesis se emplea la energía química que se desprende de las reacciones de oxidación de diversos compuestos inorgánicos sencillos.

2 Quimiosíntesis Los organismos que realizan estos procesos se denominan quimioautótrofos o quimiolitótrofos. Todos ellos son bacterias. Muchos de los compuestos reducidos que se utilizan como el NH3, son sustancias procedentes de la descomposición de la materia orgánica. Al oxidarlas se transforman en sustancias minerales que pueden ser absorbidas por las plantas. Cierran los ciclos biogeoquimicos, posibilitando la vida en el planeta.

3 Quimiosíntesis En la quimiosíntesis también se diferencian dos fases como en la fotosíntesis: a)Una primera fase, que es equivalente a la fase luminosa de la fotosíntesis. En esta etapa se oxidan compuestos inorgánicos sencillos tales como el amoníaco (NH3), hidrógeno (H2), ácido sulfhídrico (H2S), etc., liberándose energía y electrones. La energía se utiliza para fosforilar el ADP y formar ATP. Los electrones sirven para reducir el NAD y formar NADH. NAD+ + H2O —> NADH + ½O2 + H+

4 Quimiosíntesis Una segunda fase, que es equivalente a la fase oscura de la fotosíntesis. En esta etapa se utilizan el ATP y el NADH obtenidos en la primera fase para reducir compuestos inorgánicos (CO2, NO3-) y obtener compuestos orgánicos. La ecuación global de la quimiosíntesis, usando como molécula oxidable el sulfuro de hidrógeno (H2S) es la siguiente: CO2 + O2 + 4H2S → CH2O + 4S + 3H2O

5 Quimiosíntesis La quimiosíntesis es la conversión biológica de moléculas que contienen un carbono (por lo general, bióxido de carbono CO2 o metano CH4) y nutrientes en materia orgánica usando la oxidación de moléculas inorgánicas, como por ejemplo el ácido sulfhídrico (H2S) o el hidrógeno gaseoso, o el metano como fuente de energía, sin la luz solar, a diferencia de la fotosíntesis. Una gran población de animales basa su existencia en la producción quimiosintética en las fallas termales (grandes profundidades de los mares) y en otros hábitats extremos en las cuales la luz solar es incapaz de alcanzar.

6 Quimiosíntesis Tipos de seres quimiosintéticos: Los organismos quimiosintéticos son seres que elaboran su propio alimento a partir de la energía de las sustancias que contienen hierro, hidrógeno, azufre y nitrógeno y son las bacterias quimiosintéticas, ya que necesitan de esas sustancias para elaborar su propio alimento, por ejemplo las bacterias del azufre, hidrógeno, hierro, nitrógeno, etc. Las Bacterias quimiosintéticas, en su mayor parte son aerobias (viven en presencia de oxígeno) y además son autótrofas, es decir organismos productores que fabrican sus compuestos orgánicos mediante la oxidación de sustancias inorgánicas simples como el azufre y el amoníaco. Los autótrofos quimiosintéticos no requieren de luz como fuente de energía para realizar estas reacciones.

7 Quimiosíntesis Las bacterias quimiosintéticas tienen una gran importancia ecológica, por el papel que desempeñan en los ciclos biogeoquímicos produciendo la mineralización de la materia orgánica y con ello el cierre del ciclo de la materia. Los sustratos inorgánicos que utilizan estas bacterias proceden, en muchos casos de la actividad biológica de otros seres. Estos sustratos varían de unas bacterias a otras y según cuales sean estos se diferencian varios grupos de bacterias quimiosintéticas.

8 Quimiosíntesis Tipos de bacterias quimiosintéticas: según el sustrato utilizado, las bacterias se clasifican en los siguientes grupos: a) Bacterias incoloras del azufre. b) Bacterias del nitrógeno. c) Bacterias del hierro. d) Bacterias del hidrogeno.

9 Quimiosíntesis Bacterias incoloras del azufre: Comprende una serie de bacterias que viven en las aguas residuales, fuentes hidrotermales y en ambiente ricos en azufre o derivados del mismo. Estas bacterias utilizan como sustrato azufre, sulfuro de hidrógeno (H2S) y tiosulfato (S2O32-). Son bacterias aerobias obligadas ya que necesitan oxigeno para la oxidación. 2H2S + O2  2S + 2H2O + Energía 2S + 3O2 + 2H2O  2SO H+ + Energía.

10 Quimiosíntesis Bacterias nitrificantes o bacterias del nitrógeno: Son bacterias que viven en el suelo y en el agua. Utilizan como sustratos compuestos reducidos del nitrógeno. Estas bacterias oxidan el amoniaco (NH3)procedente de la descomposición de la materia orgánica a nitratos, a este proceso se le denomina nitrificación. Esta oxidación se realiza en dos etapas en cada una de las cuales interviene un tipo de bacterias: a) Bacterias nitrosificantes: A este grupo pertenecen las bacterias del género Nitrosomas. Estas bacterias oxidan el amoniaco a nitritos. 2NH3 + 3O2  2NO2- + 2H+ + 2H2O + Energía b) Bacterias nitrificantes: Aquí se incluyen las del género Nitrobacter. Estas bacterias oxidan los nitritos a nitratos. 2NO2- + O2  2NO3- + Energía

11 Quimiosíntesis c) Bacterias del hierro o ferrobacterias: Son bacterias que oxidan sales ferrosas a férricas. Viven en aguas procedentes de vertidos mineros donde abundan estas sales. 4 Fe H+ + O2  4 Fe H2O + Energía d) Bacterias del hidrógeno: Estas utilizan el hidrógeno como sustrato. La mayoría son quimioautótrofas facultativas, pueden utilizar el hidrógeno molecular o compuestos orgánicos. H2 + ½ O2  H2O + Energía.