Fotossíntese e quimiossíntese são processos pelos quais os organismos produzem alimentos; a fotossíntese é alimentada pela luz do sol, enquanto a quimiossíntese funciona com energia química.
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A maior parte da vida no planeta é baseada em uma cadeia alimentar que gira em torno da luz solar, pois as plantas produzem alimentos por meio da fotossíntese. No fundo do oceano, entretanto, não há luz e, portanto, não há plantas; portanto, em vez da luz solar ser a forma primária de energia, a energia química é produzida por meio da quimiossíntese. Locais com organismos quimiossintéticos podem se tornar oásis de vida em um ambiente que, de outra forma, ficava sem comida. Vídeo cortesia do Escritório de Pesquisa e Exploração Oceânica da NOAA, Golfo do México 2017. Baixe a versão maior (mp4, 108,2 MB).
Os ecossistemas dependem da capacidade de alguns organismos para converter compostos inorgânicos em alimentos que outros organismos podem explorar (ou comer!). A maior parte da vida no planeta é baseada em uma cadeia alimentar que gira em torno da luz solar, à medida que as plantas produzem alimentos por meio da fotossíntese. No entanto, em ambientes onde não há luz solar e, portanto, não há plantas, os organismos dependem da produção primária por meio de um processo chamado quimiossíntese, que funciona com energia química. Juntas, a fotossíntese e a quimiossíntese alimentam toda a vida na Terra.
A fotossíntese ocorre em plantas e algumas bactérias, onde houver luz solar suficiente – na terra, em águas rasas, mesmo dentro e abaixo do gelo transparente. Todos os organismos fotossintéticos usam energia solar para transformar dióxido de carbono e água em açúcar (comida) e oxigênio: 6CO2 + 6H2O – > C6H12O6 + 6O2.
A quimiossíntese ocorre em bactérias e outros organismos e envolve o uso de energia liberada por reações químicas inorgânicas para produzir alimentos. Todos os organismos quimiossintéticos usam a energia liberada por reações químicas para fazer um açúcar, mas espécies diferentes usam caminhos diferentes. Por exemplo, em fontes hidrotermais, as bactérias de ventilação oxidam sulfeto de hidrogênio, adicionam dióxido de carbono e oxigênio e produzem açúcar, enxofre e água: CO2 + 4H2S + O2 – > CH20 + 4S + 3H2O. Outras bactérias produzem matéria orgânica reduzindo o sulfeto ou oxidando o metano.
Nosso conhecimento das comunidades quimiossintéticas é relativamente novo, trazido à luz pela exploração do oceano quando os humanos observaram pela primeira vez uma abertura no fundo do oceano em 1977 e encontraram uma comunidade próspera onde não havia luz. Desde então, comunidades bacterianas quimiossintéticas foram encontradas em fontes termais em terra e no fundo do mar em torno de fontes hidrotermais, fontes de frio, carcaças de baleias e navios naufragados. Ninguém nunca pensou em procurá-los, mas essas comunidades estavam lá o tempo todo.