Por Kevin Beck | Atualizado em março242022

Todos os organismos vivos dependem de ATP (trifosfato de adenosina) para alimentar processos metabólicos, sintéticos e reprodutivos. A maioria utiliza a glicose como um nutriente facilmente quebrável, mas em ambientes extremos onde a luz está ausente, a vida desenvolveu estratégias alternativas.

Da glicose à quimiossíntese

Em ecossistemas bem iluminados, os autotróficos fotossintéticos captam a luz solar para converter CO₂ em hidratos de carbono, enquanto os heterótrofos obtêm energia através do consumo de matéria orgânica. No extremo oposto do espectro, os organismos quimiotróficos aproveitam a energia libertada pelas reações químicas para fixar CO₂ em compostos orgânicos.

O que são autotróficos?

Os autotróficos sintetizam seu próprio alimento a partir de carbono inorgânico (geralmente CO₂) e uma fonte de energia. Este grupo inclui plantas, algas, fitoplâncton e numerosas bactérias e arquéias. Eles desempenham um papel fundamental nos ciclos biogeoquímicos globais.

Definindo Quimiossíntese

A quimiossíntese é a mediação microbiana de reações químicas inorgânicas que liberam energia. Ao contrário da fotossíntese, não depende da luz. A fonte de carbono continua sendo CO₂, enquanto o substrato inorgânico oxidável pode ser sulfeto de hidrogênio (H₂S), gás hidrogênio (H₂) ou amônia (NH₃), dependendo do ambiente.

A reação clássica para bactérias oxidantes de enxofre é:

CO₂ + O₂ + 4H₂S → CH₂O + 4S + 3H₂O

Aqui, o carboidrato (CH₂O) produzido serve como reserva energética do organismo, enquanto o enxofre elementar e a água são subprodutos.

A vida em torno das fontes hidrotermais

As fontes hidrotermais – fissuras no fundo do mar que emitem fluidos superaquecidos e quimicamente ricos – criam nichos onde florescem comunidades quimiossintéticas. As temperaturas variam de 5°C a 100°C (41°F a 212°F), um ambiente hostil, mas energeticamente favorável para enzimas especializadas.

Muitos habitantes das fontes não são “bactérias” em sentido estrito, mas archaea, um ramo distinto dos procariontes. Um exemplo notável é Methanopyrus kandleri , que prospera em altas salinidades e temperaturas, extraindo energia do H₂ e produzindo metano (CH₄).

Estes organismos ilustram como a vida pode explorar a química inorgânica para sustentar ecossistemas independentes da luz solar, formando a base das cadeias alimentares do fundo do mar.