A quimiossíntese é um processo autotrófico que produz energia orgânica por meio da matéria inorgânica, sem precisar de luz solar. Entenda o que é quimiossíntese, como ocorre, quais são suas etapas e a importância do processo!
Se quiser ir diretamente ao assunto, clique em um dos tópicos abaixo:
- O que é a Quimiossíntese?
- Onde ocorre a Quimiossíntese?
- Qual é a importância da Quimiossíntese?
- Quais são as etapas da Quimiossíntese?
- Qual é a diferença entre a Quimiossíntese e a Fotossíntese?
- Nós conectamos você à faculdade!
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O que é a Quimiossíntese?
A quimiossíntese é um processo que precisa apenas de matéria inorgânica para produzir energia em forma de matéria orgânica.
Esse processo só faz sentido quando falamos na classificação dos seres vivos quanto à sua forma de obter energia. Assim, sabemos que existem basicamente dois tipos:
- Heterotróficos: são seres vivos que precisam se alimentar de outro ser vivo ou seus compostos orgânicos para obter energia. Os animais, fungos e algumas bactérias, por meio das relações ecológicas (predatismo, parasitismo, etc.), comportam-se dessa forma.
- Autotróficos: são seres vivos que produzem o seu próprio alimento, são autossuficientes e não dependem do consumo de outro ser vivo. Esse processo ocorre por meio da fotossíntese ou da quimiossíntese.
Portanto, a quimiossíntese pode utilizar gás carbônico, água, amônia, ferro, nitrito e enxofre. É por meio da oxidação desses elementos que se consegue metabolizar compostos para suprir a necessidade energética de um ser, sem necessitar da presença de luz, como ocorre na fotossíntese.
Mas quem são os seres que realizam esse processo e onde ele ocorre? Veja:
Onde ocorre a Quimiossíntese?
A quimiossíntese pode ocorrer em qualquer lugar que tiver disposição de matérias inorgânicas, inclusive em locais sem gás oxigênio e sem nenhuma energia luminosa. Sendo assim, esse processo ocorre até debaixo do solo, em cavernas, no mais profundo dos oceanos (zona afótica) e tantos outros!
Os seres que habitam esses locais remotos são as bactérias e as arqueobactérias (bactérias com características primitivas), portanto, são elas que realizam a quimiossíntese.
Seus nomes estão diretamente relacionados ao composto inorgânico que utilizam para reagir:
- Sulfobactérias: que oxidam compostos do enxofre
- Ferrobactérias: que oxidam compostos do ferrook
- Nitrobactérias: que oxidam compostos do nitrogênio
As bactérias nitrificantes são geralmente encontradas livremente no solo ou associadas a plantas por mutualismo, formando nódulos radiculares conhecidas como micorrizas. Essa bactérias são partes essenciais do ciclo do nitrogênio.
Mas você sabe quais são as demais importâncias desse processo? Acompanhe:
Qual é a importância da Quimiossíntese?
A própria manutenção do Ciclo do Nitrogênio é necessária para a existência da vida em toda a Terra, pois influencia indiretamente na atmosfera e também na formação de proteínas e aminoácidos nas células.
Outra parte importante dessa atividade para a biosfera, é a manutenção da fertilidade dos solos. No artigo do Ciclo do Nitrogênio, você encontra um tópico sobre toda a sua importância e a descrição química da oxidação da amônia.
Vale ressaltar que, por retirarem o CO2 do ambiente e o incorporarem como reagente na quimiossíntese, essas bactérias têm sido usadas em pesquisas avançadas para tentar despoluir o ar. É uma aposta promissora!
Por último, vamos contar um caso:
Pouco antes dos anos 2000, os cientistas descobriram animais marinhos, como anêmonas, mariscos e caranguejos, que podiam atingir mais de dois metros vivendo em profundidades abissais.
O normal é que os seres que habitam o profundo (e escuro) dos oceanos não tenham tamanhos grandes. Isso porque há pouca matéria orgânica e seres vivos, já que não há fotossíntese. Logo, a oferta alimentar é escassa e o corpo não tem energia para crescer muito. Como, então, essa descoberta seria possível?
Cientistas analisaram que esses ambientes estavam próximos às fontes hidrotermais, fendas que jorram água quente e rica em gás sulfídrico. Concluíram que esse gás é oxidado pelas bactérias quimiossintetizantes, gerando matéria orgânica e fornecendo a base da cadeia alimentar daquela região exótica!
Portanto, constatamos que a quimiossíntese é fator essencial para a existência de vida em ambientes inóspitos.
Quais são as etapas da Quimiossíntese?
A quimiossíntese divide-se, de modo geral, em duas etapas:
Primeira Etapa: produção de ATP e NADPH
Na Primeira etapa, a oxidação (perda de elétrons) das substâncias inorgânicas libera prótons e elétrons. Essas moléculas soltas e energizadas encontram-se com o ADP. A Adenosina Di-Fosfato já estava presente ali e é uma molécula que possui baixa energia.
Quando os elétrons liberados na oxidação se encontram com o ADP, causam a sua fosforilação, ou seja, o acréscimo de mais um fósforo. Assim, ele se transforma em ATP- Adenosina Tri-fosfato, a molécula que é conhecida por ser uma bomba energética. É como se fosse a cafeína do mundo celular!
Assim, uma outra molécula que também já existia alí, o NADP+, transforma-se em NADPH pelo processo de redução (ganho de elétrons). Esse componente é essencial para a continuação da fase seguinte.
Resumindo:
Compostos Inorgânicos (S, N, etc) → Compostos oxidados + Energia Química
Diferentemente da reação na fotossíntese, na qual os elétrons e os prótons vêm da quebra da molécula de água, na quimiossíntese eles têm origem na oxidação dos compostos inorgânicos.
Segunda Etapa: Redução do Gás Carbônico e síntese orgânica
Novamente comparando com a fotossíntese, esta fase seria análoga ao Ciclo de Calvin (fase escura).
Assim, aqui também ocorre que as substâncias produzidas na etapa anterior, ATP e NADPH, fornecem energia para redução do gás carbônico e geram a produção de substâncias orgânicas.
Resumindo:
CO2 + H2O + Energia Química → Compostos Orgânicos + O2
Qual é a diferença entre a Quimiossíntese e a Fotossíntese?
Comparada à fotossíntese, a taxa de produção orgânica da quimiossíntese é muito pequena.
Enquanto a matéria orgânica da fotossíntese é utilizada em larga escala e é a base da cadeia alimentar global, a energia da quimiossíntese é utilizada apenas no seu contexto local, como no exemplo dos extremos marinhos.
Mas há outra diferença em que a quimiossíntese se sobressai: ela pode ocorrer em regiões sem a presença prévia de matéria orgânica e luz solar; enquanto a fotossíntese só ocorre se houver presença de luz!
Por isso, em contextos extremos, a quimiossíntese “salva “ a manutenção da vida.
Falando em origem da vida, os cientistas atualmente acreditam que os primeiros seres vivos eram seres autotróficos. Se fossem heterotróficos, precisariam de outros seres vivos para terem existido, logo, não seriam os primeiros!
Além disso, o ambiente da Terra Primitiva era caracterizado pelos vulcões, atmosfera sem oxigênio e rica em carbono e enxofre, altas temperaturas e muitas nuvens que constituíam uma atmosfera densa.
Portanto, especula-se que os primeiros seres vivos eram proto-arqueobactérias, do tipo autotrófica quimiolitossintetizante, pois usavam dos compostos inorgânicos da atmosfera e do solo (lito) para produzir as primeiras matérias orgânicas, e limpar um pouco da atmosfera, permitindo que a luz solar entrasse e se iniciasse a fotossíntese.
Foi assim que a atmosfera começou a ter uma composição mais significante em oxigênio e as coisas foram se desenvolvendo até chegar nos dias de hoje!
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