Quimiossíntese: síntese de matéria orgânica a partir da oxidação de minerais

Vimos no texto sobre fotossíntese que algumas bactérias autótrofas apresentam a capacidade de converter gás carbônico e água, na presença de luz, em matéria orgânica e gás oxigênio, além de produzir energia na forma de ATP, essas bactérias são denominadas de cianobactérias e fazem parte da microbiota dos ambientes aquáticos. No entanto, também existe bactérias que produzem energia sem a necessidade da incidência solar, são chamadas de bactérias quimiossintetizantes ou quimioheterotróficas/quimiorganotróficas. Esse tipo de bactéria é comum em ambientes afóticos (com ausência de luz), como ocorre no fundo do mar. 

Portanto, a quimiossíntese refere-se ao processo de oxidação de compostos inorgânicos (minerais) para produção de matéria orgânica e energia. Não necessita de luz solar e de matéria orgânica para ocorrer! O processo está representado na reação a seguir:

Fonte: resumos.mesalva.com/fotossintese

A reação anterior nos mostra que a quimiossíntese  apresenta como reagentes o gás carbônico, a água e dos compostos inorgânicos! 

As principais bactérias quimiossintetizantes são divididas em 3 grupos:

🔬Ferrobactérias: oxidam o ferro

Exemplo: Acidithiobacillus ferrooxidans

Ferrobactéria: Acidithiobacillus ferrooxidans

🔬Sulfobactérias: oxidam o enxofre 

Exemplos: Beggiatoa e Thiobacillus

Sulfobactéria: Beggiatoa sp

🔬Nitrobactérias: oxidam o nitrogênio

Exemplos: Nitrosomonas e Nitrobacter, encontradas no solo, participam da reciclagem do nitrogênio.

Bactéria nitrificante

Qual processo tem maior rendimento: a fotossíntese ou a quimiossíntese?

Apesar de não precisar de luz para ocorrer, a produtividade da quimiossíntese é menor que a obtida através da fotossíntese. Mesmo assim, este processo não perde a sua importância, sendo de grande relevância para a ciclo do nitrogênio (já expliquei sobre em Ciclos Biogeoquímicos), em que o nitrogênio é fixado por plantas com o auxílio de bactérias, processo fundamental para a manutenção da vida.

Afinal, quais são as etapas da quimiossíntese?

Apresenta 2 etapas:

ETAPA 1: 

✅ Oxidação das substâncias inorgânicas;

✅ Liberação de prótons e elétrons, que causam a fosforilação do ADP em ATP (produção de energia) e a redução do NADP+ em NADPH (Compõem a próxima etapa aproveitando a energia oriunda das reações de oxirredução).

✅ Equação representativa: Composto Inorgânico + O2 → Compostos Inorgânicos oxidados + Energia Química

ETAPA 2 (também denominada de fase escura da fotossíntese):

✅ Após as bactérias obterem energia suficiente na etapa 1, se inicia a etapa 2:

✅ Redução do dióxido de carbono;

Oxidação de compostos inorgânicos e produção de matéria orgânica (uso em seu metabolismo ou para síntese de outros compostos);

✅ Liberação de O2.

✅ Equação representativa: CO2 + H2O + Energia Química → Compostos Orgânicos + O2

 

TÓPICOS ABORDADOS:

1. Introdução e definição

2.  Tipos de bactérias quimissiontetizantes: ferrobactérias, sulfobactérias e nitrobactérias

3. Etapas da quimiossíntese