La fotosintesi e la chemiosintesi sono entrambi processi mediante i quali gli organismi producono cibo; la fotosintesi è alimentata dalla luce solare mentre la chemiosintesi funziona da energia chimica.
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La maggior parte della vita sul pianeta si basa su una catena alimentare che ruota attorno alla luce solare, poiché le piante producono cibo tramite la fotosintesi. Nelloceano profondo, tuttavia, non cè luce e quindi non ci sono piante; così invece della luce solare è la forma primaria di energia, lenergia chimica viene prodotta tramite la chemiosintesi. I luoghi con organismi chemiosintetici possono diventare oasi di vita in un ambiente spesso altrimenti impoverito di cibo. Video per gentile concessione del NOAA Office of Ocean Exploration and Research, Golfo del Messico 2017. Scarica la versione più grande (mp4, 108,2 MB).
Gli ecosistemi dipendono dalle capacità di alcuni organismi convertire i composti inorganici in cibo che altri organismi possono poi sfruttare (o mangiare!). La maggior parte della vita sul pianeta si basa su una catena alimentare che ruota attorno alla luce solare, poiché le piante producono cibo tramite la fotosintesi. Tuttavia, in ambienti dove non cè luce solare e quindi non piante, gli organismi si affidano invece alla produzione primaria attraverso un processo chiamato chemiosintesi, che funziona con energia chimica. Insieme, la fotosintesi e la chemiosintesi alimentano tutta la vita sulla Terra.
La fotosintesi si verifica nelle piante e in alcuni batteri, ovunque ci sia sufficiente luce solare: sulla terra, in acque poco profonde, anche allinterno e sotto il ghiaccio trasparente. Tutti gli organismi fotosintetici utilizzano lenergia solare per trasformare lanidride carbonica e lacqua in zucchero (cibo) e ossigeno: 6CO2 + 6H2O – > C6H12O6 + 6O2.
La chemiosintesi si verifica in batteri e altri organismi e prevede luso di energia rilasciata da reazioni chimiche inorganiche per produrre cibo. Tutti gli organismi chemiosintetici utilizzano lenergia rilasciata dalle reazioni chimiche per produrre uno zucchero, ma specie diverse utilizzano percorsi diversi. Ad esempio, alle prese daria idrotermali, i batteri di sfiato ossidano lidrogeno solforato, aggiungono anidride carbonica e ossigeno e producono zucchero, zolfo e acqua: CO2 + 4H2S + O2 – > CH20 + 4S + 3H2O. Altri batteri producono materia organica riducendo il solfuro o ossidando il metano.
La nostra conoscenza delle comunità chemiosintetiche è relativamente nuova, portata alla luce dallesplorazione oceanica quando gli esseri umani osservarono per la prima volta una bocca sul fondo oceanico profondo nel 1977 e trovarono una fiorente comunità dove non cera luce. Da allora, comunità batteriche chemiosintetiche sono state trovate nelle sorgenti calde sulla terra e sul fondo del mare attorno a prese daria idrotermali, infiltrazioni fredde, carcasse di balene e navi affondate. Nessuno aveva mai pensato di cercarli, ma queste comunità erano sempre presenti.