Fotosynteza i chemosynteza to procesy, w których organizmy wytwarzają żywność; fotosynteza jest zasilana światłem słonecznym, podczas gdy chemosynteza działa dzięki energii chemicznej.
Aby obejrzeć ten film, włącz JavaScript i rozważ uaktualnienie do przeglądarki internetowej obsługującej wideo HTML5
Większość życia na planecie opiera się na łańcuchu pokarmowym, który obraca się wokół światła słonecznego, ponieważ rośliny wytwarzają pożywienie w procesie fotosyntezy. Jednak w głębokim oceanie nie ma światła, a zatem nie ma roślin; tak więc zamiast światła słonecznego będącego podstawową formą energii, energia chemiczna jest wytwarzana poprzez chemosyntezę. Miejsca z organizmami chemosyntetyzującymi mogą stać się oazami życia w środowisku często zubożonym w żywność. Film dzięki uprzejmości Biura Eksploracji i Badań Oceanu NOAA, Zatoka Meksykańska 2017. Pobierz większą wersję (mp4, 108,2 MB).
Ekosystemy zależą od zdolności niektórych organizmów do przekształcania związków nieorganicznych w żywność, którą inne organizmy mogą następnie wykorzystać (lub zjeść!). Większość życia na planecie opiera się na łańcuchu pokarmowym, który obraca się wokół światła słonecznego, ponieważ rośliny wytwarzają pożywienie poprzez fotosyntezę. Jednak w środowiskach, w których nie ma światła słonecznego, a tym samym roślin, organizmy zamiast tego opierają się na produkcji pierwotnej w procesie zwanym chemosyntezą, który przebiega z wykorzystaniem energii chemicznej. Łącznie fotosynteza i chemosynteza napędzają całe życie na Ziemi.
Fotosynteza zachodzi w roślinach i niektórych bakteriach wszędzie tam, gdzie jest wystarczająca ilość światła słonecznego – na lądzie, w płytkiej wodzie, nawet wewnątrz i pod czystym lodem. Wszystkie organizmy fotosyntetyzujące wykorzystują energię słoneczną do przekształcania dwutlenku węgla i wody w cukier (pożywienie) i tlen: 6CO2 + 6H2O – > C6H12O6 + 6O2.
Chemosynteza zachodzi w bakterie i inne organizmy oraz wykorzystuje energię uwalnianą w wyniku nieorganicznych reakcji chemicznych do produkcji żywności. Wszystkie organizmy chemosyntetyczne wykorzystują energię uwolnioną w wyniku reakcji chemicznych do produkcji cukru, ale różne gatunki wykorzystują różne ścieżki. Na przykład przy kominach hydrotermalnych bakterie wentylacyjne utleniają siarkowodór, dodają dwutlenek węgla i tlen oraz wytwarzają cukier, siarkę i wodę: CO2 + 4H2S + O2 – > CH20 + 4S + 3H2O. Inne bakterie wytwarzają materię organiczną poprzez redukcję siarczków lub utlenianie metanu.
Nasza wiedza o społecznościach chemosyntetyków jest stosunkowo nowa, ujawniona przez eksplorację oceanu, kiedy ludzie po raz pierwszy zaobserwowali otwór wentylacyjny na głębokim dnie oceanu w 1977 roku i znaleźli kwitnącą społeczność, w której nie było światła. Od tego czasu w gorących źródłach na lądzie i na dnie morskim wokół kominów hydrotermalnych, zimnych wycieków, tusz wielorybów i zatopionych statków znaleziono zbiorowiska bakterii chemosyntetycznych. Nikomu nie przyszło do głowy, żeby ich szukać, ale te społeczności istniały przez cały czas.