Quimiosíntesis: qué es, fases, organismos y diferencia con la fotosíntesis

La quimiosíntesis es un proceso biológico de tipo anabólico, es decir que fabrica moléculas a partir de compuestos químicos sencillos para formar moléculas más complejas. Al analizar la palabra quimiosíntesis, podemos entender fácilmente que es un proceso de síntesis de compuestos químicos. En el proceso, se usan moléculas ricas en carbono junto con la oxidación de compuestos inorgánicos, para producir materia orgánica. Se trata de un proceso metabólico, es decir, que es necesario para la supervivencia del organismo, tanto para fabricar moléculas como para obtener energía.

Dicho de forma sencilla, en la quimiosíntesis moléculas inorgánicas son transformadas en moléculas orgánicas, para ser integradas al metabolismo.

La quimiosíntesis se lleva a cabo en dos fases, que te detallamos a continuación.

Fase I: Obtención de energía

Este es el primer paso de la quimiosíntesis, y es cuando en esta fase se lleva a cabo la generación de ATP, la molécula de energía.

Para ello, se oxidan compuestos inorgánicos, es decir que no tienen carbono, que están presentes en el entorno del organismo. Algunos de ellos son azufre, metano, hierro ferroso, amoníaco, hidrógeno o nitritos. El proceso de oxidación implica que dichas moléculas pierden electrones que entran a la cadena transportadora de electrones, en donde se genera el ATP. En este paso, el compuesto inorgánico será transformado.

Fase II: Fijación de CO2

Es la segunda parte de la quimiosíntesis. Aquí se utiliza la energía obtenida para transformar las sustancias inorgánicas. Es en este momento donde el CO2 o el metano, que son las fuentes de carbono, se fijan a la materia orgánica a través del ciclo de Calvin. El resultado será la transformación en carbohidratos y aminoácidos, que son los que necesitan los organismos quimiosintéticos para sobrevivir.

En términos generales, se agrupan a ciertas bacterias y algas, y muchos de ellos viven en ambientes extremos. A continuación, te presentamos algunos de ellos.

Bacterias hidrogenosas

Son aquellos que oxidan compuestos del hidrógeno. Utilizan como fuente de energía el hidrógeno molecular (H₂), que reaccionan con el oxígeno para formar agua. Esta reacción libera energía, que es aprovechada para la síntesis de compuestos orgánicos esenciales. Se encuentran en ambientes con baja concentración de oxígeno y presencia de gases, como manantiales subterráneos o sedimentos marinos profundos.

Bacterias sulfurosas

Estos son organismos que oxidan compuestos de azufre, que en muchos casos se forman en la descomposición de materia orgánica. Estos compuestos, junto con el CO2, van a formar carbohidratos y azufre, siendo los primeros los que utiliza la bacteria para llevar a cabo sus funciones básicas.

Se encuentran frecuentemente en aguas de descarga con característico aroma a azufre, así como en fondos marinos fuentes hidrotermales, o entre la acumulación de lodo.

Un ejemplo son las bacterias simbióticas que viven en el gusano de tubo gigante (Riftia pachyptila), que vive en las hidrotermales oceánicas, donde la luz no llega y la temperatura es sumamente elevada. Estas bacterias usan como fuentes de energía al ácido sulfhídrico que proviene de las fuentes hidrotermales, y producen como como resultado de la quimiosíntesis, además de los carbohidratos y aminoácidos que requieren para sobrevivir, sulfuro como subproducto. Estas bacterias hacen el proceso de obtención de materia orgánica para que el gusano de tubo gigante puede aprovecharlas para sobrevivir.

Bacterias nitrificantes

Son aquellas que oxidan el amoníaco primero a nitritos y después a nitratos, que son sumamente importantes para que las plantas crezcan. Por ejemplo, estos compuestos nitrogenados ayudan a que las leguminosas produzcan proteínas.

Algunos ejemplos de especies de bacterias nitrificantes son Nitrobacter spp., y Nitrosomonas spp.

Bacterias ferrosas

Oxidan el óxido ferroso a óxido férrico, y un ejemplo es Leptospirillum ferrooxidans. Como subproducto forman el óxido férrico, conocido como óxido. Contribuyen al deterioro de tuberías, y pueden identificarse por un olor a podrido.

Tanto la fotosíntesis como la quimiosíntesis son procesos anabólicos en los que un organismo produce su propia energía, pero la diferencia entre ambos radica en que la fotosíntesis usa energía lumínica para generar energía, mientras que la quimiosíntesis usa energía química para tal fin.

En este otro artículo de EcologíaVerde podrás conocer más sobre la Fotosíntesis: qué es, fases e importancia.

La quimiosíntesis fue el primer tipo de metabolismo que existió en la tierra. Si no fuera por este proceso, no existiría la vida.

Es importante a nivel ecosistémico porque utiliza las sustancias reducidas que los seres vivos heterótrofos emiten como desecho para llevar a cabo su proceso de metabolización. Esto significa que están reciclando compuestos inorgánicos y cerrando el ciclo que sustenta a otros seres vivos. Por ejemplo, las bacterias nitrificantes van a usar el amoníaco proveniente de cadáveres de animales, en nitratos útiles para las plantas. También, ayudan a mantener el ciclo del nitrógeno y del hidrógeno, ambos indispensables para la vida.

Por otro lado, pueden mejorar las condiciones del entorno. Por ejemplo, hay algunas bacterias que nitrifican el suelo, dejando este elemento biodisponible para las plantas.

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