Хемосинтез

Хемоси́нтез — це процес синтезу органічних речовин з вуглекислого газу за рахунок енергії окиснення аміаку, сірководню й інших речовин, який здійснюється мікроорганізмами в процесі їх життєдіяльності 

Явище хемосинтезу відкрив у 1892 році російський мікробіолог С. М. Виноградський 

Серед основних особливостей хемосинтезу можна виділити:

• здійснюється без участі світла;

• відбувається з використанням кисню, тобто це аеробний процес

Процес хемосинтезу здійснюють хемоавтотрофні бактерії:

• нітрофікуючі бактерії (окиснюють аміак спочатку до нітритів (солі нітритної кислоти), а згодом — до нітратів (солі нітратної кислоти));

• залізобактерії (окиснюють сполуки двовалентного Феруму до трьохвалентного);

• сіркобактерії (окиснюють сірководень та інші сполуки Сульфуру до сульфатної кислоти).

Сіркобактерії являють собою велику групу мікроорганізмів . До них належать багато фототрофних, пурпурових і зелених бактерій, деякі ціанобактерії, а також низка нефотосинтезувальних бактерій, які живуть у прісних і солоних водах. Ці бактерії отримують енергію шляхом окиснення сполук із відновленим сульфуром:

2S + 3O2 + 2H2 O → 2H2 SO4 + E

Сульфур, одержаний у результаті реакції, може накопичуватися в самих бактеріях і виділятися в навколишнє середовище у вигляді пластівців.

Цікаво знати

У планетарному масштабі хемосинтез становить не більше 1 % фотосинтезу, проте він має велике значення для біологічного колообігу та геохімічних перетворень. Значення хемосинтетиків є важливим у природі, оскільки вони забезпечують колообіг речовин (наприклад, нітрифікуючі бактерії, які окиснюють амоніак до нітритів і нітратів), беруть участь в утворенні гірських порід (наприклад, сіркобактерії, які утворюють вільну сірку), спричинюють корозію металів (наприклад, залізобактерії). Хемоавтотрофні організми можуть жити в океанах на великих глибинах, де є отруйний сірководень. Вони окиснюють його і отримують органічні речовини для життєдіяльності. У результаті отруйний для інших живих організмів сірководень знешкоджується. Отруйним для живого є і амоніак, який утворюється при гнитті рослинних та тваринних решток і використовується нітрифікуючими бактеріями. Хемосинтезуючі бактерії, що окиснюють сполуки Феруму, Мангану, поширені й у прісних водоймах. Імовірно, що саме за їх участю впродовж мільйонів років на дні деяких боліт, озер утворилися поклади залізних і манганових руд.

Деякі хемосинтезуючі бактерії використовуються людиною для очищення стічних вод (наприклад, сіркобактерії). Серед хемосинтетиків є такі бактерії, які здатні витримувати високі концентрації важких металів, що дозволяє розробляти біотехнології для вилужування металів із певних порід (наприклад, залізобактерії).