Batteri Chemiosintetici: Definizione, Tipi e Come Sopravvivono

I batteri chemiosintetici sono un tipo di organismo autotrofo, una forma di vita che deriva la sua nutrizione da fonti non alimentari. L'altro tipo di autotrofo è l'organismo fotosintetico, che include la maggior parte delle piante e alcuni tipi di batteri. Gli organismi fotosintetici creano nutrienti usando la luce. Gli organismi chemiosintetici usano reazioni chimiche per convertire sostanze inorganiche in nutrienti. Sono descritti dal tipo di molecola inorganica che usano come input per le loro reazioni.

Batteri che Usano Ioni Metallici

La chemiosintesi funziona generalmente ossidando una sostanza inorganica. Ossidare significa che la reazione toglie elettroni dalla molecola ossidata. Gli elettroni vanno a un'altra molecola per facilitarne la trasformazione in un altro composto — nel caso dei batteri chemiosintetici, in molecole organiche. Ceppi di batteri usano ferro, arsenico, manganese e uranio come fonti di elettroni, e sono identificati dal metallo che usano.

Metanobatteri

Questi batteri abitano zone umide, aree ad alto contenuto di fognature e tratti intestinali. Combinano anidride carbonica e idrogeno, liberando l'ossigeno di cui hanno bisogno per vivere e producendo metano come sottoprodotto.

Batteri dello Zolfo

I batteri dello zolfo si trovano in profondità nel mare. Le prime colonie furono scoperte vicino alle Isole Galapagos intorno a fonti idrotermali di mare profondo. L'idrogeno solforato fuoriesce dalle bocche vulcaniche, creando un ambiente che gli scienziati pensavano inospitale alla vita. I batteri dello zolfo che vivono lì trasformano l'idrogeno solforato in zolfo elementare, producendo contemporaneamente molecole organiche che usano come nutrienti. I batteri dello zolfo si trovano anche in infiltrazioni fredde nel Golfo del Messico, dove l'idrogeno solforato fuoriesce dal sedimento in mare senza calore. Intorno alle infiltrazioni fredde, i batteri dello zolfo si trovano dentro vermi tubolari. I vermi assorbono l'idrogeno solforato e lo incanalano ai batteri, che a loro volta producono molecole organiche che il verme tubolare condivide.

Batteri dell'Azoto

Questi batteri chemiosintetici portano a termine reazioni che coinvolgono composti dell'azoto. Ci sono tre categorie: nitrificanti, denitrificanti e fissatori d'azoto. I batteri nitrificanti vivono nel suolo dove si trovano composti di ammoniaca. L'ammoniaca contiene azoto e idrogeno. Alcuni batteri usano questi composti per creare nitriti, composti di azoto e ossigeno. Altri batteri continuano il processo, convertendo i nitriti in nitrati, composti di azoto e ossigeno che contengono più ossigeno dei nitriti, e che le piante possono assorbire attraverso le radici e usare come nutrienti. Tutti i batteri che partecipano a questo processo sono chiamati nitrificanti.

I batteri denitrificanti impoveriscono il suolo perché distruggono i nitrati che forniscono nutrienti alle piante. Questi batteri traggono nutrimento dalla trasformazione dei nitrati in altri composti, inclusi azoto e nitriti, che le piante non possono convertire nelle molecole di cui hanno bisogno.

I batteri che fissano l'azoto vivono nelle radici di certe piante, inclusi i legumi. Trasformano l'azoto atmosferico in nitrati. L'azoto atmosferico è un composto stabile, quindi le reazioni che questi batteri portano a termine sono difficili da replicare. Fritz Haber, un chimico tedesco, vinse il Nobel per la Chimica nel 1918 per il suo processo di fissazione artificiale dell'azoto. Il processo Haber è usato per creare fertilizzanti commerciali in un'imitazione meccanizzata di ciò che i batteri fissatori d'azoto fanno nelle radici dei legumi.