QUIMILos organismos quimiótrofos o quimiosintéticos son aquellos capaces de utilizar compuestos inorgánicos reducidos como sustratos para obtener energía y utilizarla en el metabolismo respiratorio. Es una facultad conocida con el nombre de quimiosíntesis. Estos pueden ser quimioautótrofos o quimioheterótrofos. Al igual que los fotoautótrofos (como algas y plantas) los quimioautótrofos utilizan el CO2 como fuente principal de carbono, pero a diferencia de ellos, no utilizan la luz como fuente de energía sino que la obtienen por oxidación de compuestos inorgánicos reducidos, tales como NH3, NO2, H2, formas reducidas del azufre (H2S, S , S2O3-) o Fe2+. Su carbono celular deriva del CO2 y es asimilado mediante las reacciones del ciclo de Calvin, de modo análogo a las plantas. Como resultado de su capacidad distintiva de crecer en medios estrictamente minerales, en ausencia de luz, estos organismos son denominados con frecuencia quimiolitótrofos (de lithos, roca). Por el contrario, los organismos quimioheterótrofos (o simplemente heterótrofos), como los animales y los hongos, oxidan moléculas orgánicas reducidas, como la glucosa (vía glucólisis), los triglicéridos (vía beta oxidación) o los aminoácidos (vía desaminación oxidativa) para obtener energía metabólica (ATP) y poder reductor; además, son incapaces de usar del CO2 como fuente de carbono. Quimioautótrofos . azufre. por lo que son litótrofos(quimiolitoautótrofos). Los biólogos evolutivos creen que los primeros Una chimenea hidrotermal en el océano Atlántico. como el sulfuro de hidróxeno. nitrificantes. como ocurre en Thiomicrospira crunogena que tiene un tiempo de duplicación de alrededor de una hora.Los quimioautótrofos. además de obtener energía de reacciones químicas. que proporciona organismos que habitaron a tierra energía y nutrientes a comunidades eran quimioautótrofos. Los quimioautótrofos usan fuentes de electrones inorgánicas para producir energía. oxidantes de azufre. bacterias termoacidófilos. y amoníaco. ión ferroso. Son quimioautótrofos la mayoría das bacterias o arqueas que viven en ambientes hostiles como las fuentes hidrotermleis marinas que son los productores primarios en esos ecosistemas. Los bacterianas quimioautótrofas. sintetizan todos los compuestos orgánicos necesarios utilizando el carbono procedente del dióxido de carbono. hidrógeno molecular. . El crecimento quimiolitotrófico puede ser más rápido. reductores de azufre. quimioautótrofos generalmente pertenecen a los siguientes grupos: metanógenos. halófilos. . por lo que deben adquirir compuestos orgánicos ya formados de su medio. Los saprofitos se nutren de materia organica muerta mientras que los parasitos se nutren de un huésped vivo. que utilizan fuentes orgánicas de energía (del carbono) como carbohidratos. lípidos. que utilizan fuentes de electrones inorgánicas para producir energía como el azufre. protozoos. hongos. A su vez. e proteínas.Quimioheterótrofos Los quimioheterótrofos son incapaces de fijar el carbono para formar sus propios compuestos orgánicos. o quimioorganoheterótrofos (animais. muchos procariotas). Los quimioheterótrofos pueden ser quimiolitoheterótrofos (algunos procariotas). los organismos heterótrofos se subdividen según la fuente de las moléculas organicas. en alimento y energía. En la industria también son muy apreciadas por contener enzimas que pueden soportar condiciones de elevada temperatura y presión. en vez de en la fotosíntesis. Quimiosíntesis La quimiosíntesis consiste en la síntesis de ATP a partir de la energía que se libera en reacciones de compuestos inorgánicos reducidos. Estas bacterias transforman los productos químicos de los respiraderos.Hábitat Se encuentran en hábitats como los sedimentos profundos o alrededor de relieves submarinos o dorsales oceánicas donde la corteza terrestre es delgada y existen respiraderos hidrotermales o incluso salida de magma. Los organismos que realizan quimiosíntesis se denominan quimoautótrofos. todos ellos son bacterias que usan como fuente de carbono el dióxido de carbono en un proceso similar al ciclo de Calvin de las plantas. desempeñando el papel de organismos productores en el ecosistema de la zona afótica del océano. en el tratamiento de residuos tóxicos. quimiolitótrofos o quimiosintéticos. Algunas de ellas pueden convertir compuestos químicos peligrosos en otras formas menos nocivas para la vida y por ello son ideales para la limpieza de zonas con derrame de petróleo y. usando como molécula oxidable el sulfuro de hidrógeno es la siguiente: . de forma general. tóxicos para muchos seres vivos. A partir de estas bacterias pueden surgir pequeñas cadenas tróficas basadas en la quimiosíntesis. La ecuación global de la quimiosíntesis. por tanto. NO 3- y SO42-. las cuales aparecen sólo localmente. Muchas bacterias en el fondo de los océanos usan la quimiosíntesis como forma de producir energía sin el requerimiento de luz solar. Muchos de los compuestos reducidos que utilizan las bacterias. respectivamente. como el NH3 o el H2S son sustancias procedentes de la descomposición de la materia orgánica. los ciclos biogeoquímicos. cadenas alimentarias completas basan su existencia en la producción quimiosintética en torno a las emanaciones hidrotermales que se encuentran en las dorsales oceánicas. Estas bacterias cierran. siendo el comportamiento simbiótico muy común. Así. que pueden ser absorbidas por las plantas. en contraste con la fotosíntesis la cual se ve inhibida en aquel hábitat. así como en sedimentos profundos. posibilitando la vida en el planeta. las transforman en sustancias minerales. Muchas de estas bacterias son la fuente básica de alimentación para el resto de organismos del suelo oceánico. Al oxidarlas. allí donde los procesos geológicos las han generado. CO2 + O2 + 4H2S → CH2O + 4S + 3H2O La quimiosíntesis depende de la existencia de potenciales químicos importantes. los que acompañan a mezclas no estables de sustancias. . Tipos de bacterias quimiosintéticas Bacterias incoloras del azufre: Las bacterias incoloras del azufre oxidan azufre o compuestos reducidos de azufre. Están ampliamente difundidas en el suelo y son las responsables de oxidar amoníaco (NH3). con lo que cierran el ciclo del azufre. La capacidad de las bacterias oxidadoras de azufre para producir ácido sulfúrico se utiliza a veces en agricultura para corregir suelos alcalinos. generalmente procedente de la . procedente de la descomposición de la materia orgánica. con un pH inferior a 2. Son las responsables de la transformación del sulfuro de hidrógeno (H2S). Las reacciones son las siguientes: H2S + ½O2 → S + H2O + 50 kcal/mol 2 S + 3O2 + 2H2O → 2SO4-2 + 4H+ + 119 kcal/mol La producción de sulfato origina condiciones extremadamente ácidas. con el arado se introduce en el suelo azufre en polvo que las sulfobacterias presentes de manera natural en el suelo oxidan. Bacterias del nitrógeno: Las bacterias del nitrógeno oxidan compuestos reducidos de nitrógeno. Son bacterias aerobias obligadas ya que necesitan oxígeno para la oxidación. disminuyendo el pH del suelo hasta valores más adecuados para el cultivo. en sulfato (SO4-2) asimilable por las plantas. + ½O2 → NO3. Bacterias del hidrógeno: . cierran así el ciclo del nitrógeno. transformando los nitritos en nitratos (por ejemplo Nitrobacter). con lo que estas bacterias deben vivir en ambientes ácidos para su supervivencia. según la reacción siguiente: NO2. Bacterias nitrosificantes. Acidithiobacillus ferrooxidans vive en las aguas que se escurre por las galerías de las minas de carbón. descomposición de la materia orgánica (cadáveres. La reacción es la siguiente: 2FeCO3 + 3H2O + ½O2 → 2Fe(OH)3 + 2CO2 + 40 kcal/mol El hierro ferroso se oxida espontáneamente a pH neutro. Pueden distinguirse las bacterias nitrosificantes y las bacterias nitrificantes. Nitrosomonas). que son con frecuencia ácidas y contienen hierro ferroso. y transformarlo en nitratos (NO 3-) asimilables por las plantas.+ 18 kcal/mol Bacterias del hierro: Las bacterias del hierro oxidan compuestos de hierro ferroso (Fe2+) a férricos (Fe3+) con lo que transforman depósitos de carbonato de hierro en yacimientos de óxido de hierro. excreción).+ 2H+ + 2H2O + 65 kcal/mol Bacterias nitrificantes. pero no a pH ácido. Actúan a continuación de las anteriores. Transforman el amoniaco en nitritos (por ejemplo. según la reacción siguiente: 2NH3 + 3O2 → 2NO2. H2 + ½O2 → H2O + 57 kcal/mol El hidrógeno es primero activado por la enzima hidrogenasa y transferido después al NAD el cual es oxidado en la cadena respiratoria y se sintetiza ATP por fosforilación oxidativa. .Las bacterias del hidrógeno son quimioautótrofas facultativas capaces de utilizar hidrógeno molecular como fuente de energía.