La fotosíntesis y la quimiosíntesis son procesos mediante los cuales los organismos producen alimentos; la fotosíntesis funciona con la luz solar mientras que la quimiosíntesis funciona con energía química.
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La mayor parte de la vida en el planeta se basa en una cadena alimentaria que gira en torno a la luz solar, ya que las plantas producen alimento a través de la fotosíntesis. En las profundidades del océano, sin embargo, no hay luz y, por tanto, no hay plantas; por tanto, en lugar de que la luz solar sea la forma principal de energía, la energía química se produce mediante quimiosíntesis. Los lugares con organismos quimiosintéticos pueden convertirse en oasis de vida en un entorno a menudo sin alimentos. Video cortesía de la Oficina de Exploración e Investigación Oceánica de la NOAA, Golfo de México 2017. Descargue la versión más grande (mp4, 108.2 MB).
Los ecosistemas dependen de la capacidad de algunos organismos para convertir compuestos inorgánicos en alimentos que otros organismos puedan luego explotar (¡o comer!). La mayor parte de la vida en el planeta se basa en una cadena alimentaria que gira en torno a la luz solar, ya que las plantas producen alimento a través de la fotosíntesis. Sin embargo, en entornos donde no hay luz solar y, por lo tanto, no hay plantas, los organismos dependen de la producción primaria a través de un proceso llamado quimiosíntesis, que funciona con energía química. Juntas, la fotosíntesis y la quimiosíntesis alimentan toda la vida en la Tierra.
La fotosíntesis ocurre en las plantas y algunas bacterias, dondequiera que haya suficiente luz solar: en tierra, en aguas poco profundas, incluso dentro y debajo del hielo transparente. Todos los organismos fotosintéticos utilizan la energía solar para convertir el dióxido de carbono y el agua en azúcar (alimento) y oxígeno: 6CO2 + 6H2O – > C6H12O6 + 6O2.
La quimiosíntesis se produce en bacterias y otros organismos e implica el uso de energía liberada por reacciones químicas inorgánicas para producir alimentos. Todos los organismos quimiosintéticos usan la energía liberada por reacciones químicas para producir un azúcar, pero las diferentes especies usan diferentes vías. Por ejemplo, en los respiraderos hidrotermales, las bacterias de ventilación oxidan el sulfuro de hidrógeno, agregan dióxido de carbono y oxígeno y producen azúcar, azufre y agua: CO2 + 4H2S + O2 – > CH20 + 4S + 3H2O. Otras bacterias producen materia orgánica reduciendo el sulfuro u oxidando el metano.
Nuestro conocimiento de las comunidades quimiosintéticas es relativamente nuevo, puesto a la luz por la exploración del océano cuando los humanos observaron por primera vez un respiradero en el fondo del océano profundo en 1977 y encontraron una comunidad próspera donde no había luz. Desde entonces, se han encontrado comunidades bacterianas quimiosintéticas en fuentes termales en tierra y en el fondo marino alrededor de respiraderos hidrotermales, filtraciones frías, cadáveres de ballenas y barcos hundidos. A nadie se le había ocurrido buscarlos, pero estas comunidades estuvieron ahí todo el tiempo.