Pengertian Kemosintesis

By On Monday, February 27th, 2017 Categories : Sains

Kemosintesis adalah proses yang digunakan organisme tertentu untuk memperoleh energi untuk produksi pangan, mirip dengan fotosintesis, tetapi tanpa menggunakan sinar matahari.

Energi yang berasal dari oksidasi bahan kimia anorganik yang di temukan organisme di lingkungan mereka. Proses ini muncul di banyak bakteri, dan kelompok lain organisme yang dikenal sebagai archaea. Bentuk-bentuk kehidupan yang menggunakan metode ini untuk memperoleh energi yang ditemukan di berbagai lingkungan, termasuk tanah, usus mamalia, endapan minyak bumi, dan dalam kondisi ekstrim, seperti di sekitar ventilasi hidrotermal di dasar laut.

Mereka disesuaikan dengan keadaan yang mungkin biasa telah miliaran dari tahun lalu, yang menyebabkan beberapa ilmuwan berteori bahwa mereka mungkin keturunan langsung dari kehidupan awal di Bumi.

Metode

Organisme yang membuat makanan mereka sendiri dari bahan kimia anorganik, sebagai lawan menggunakan bahan organik yang sudah ada, yang dikenal sebagai autotrof. Makanan terdiri dari karbohidrat, seperti glukosa, tetapi ini membutuhkan energi untuk diproduksi. Dimana sinar matahari tersedia, autotrof biasanya akan menggunakannya untuk melakukan fotosintesis, tetapi di tempat-tempat di mana tidak ada cahaya yang sampai, berbagai jenis telah berevolusi dengan penggunaan energi kimia sebagai gantinya. Bentuk-bentuk kehidupan yang melakukan hal ini dikenal sebagai kemautotrof. Sejumlah metode yang berbeda muncul, ditentukan oleh kondisi, dan bahan kimia yang tersedia.

Kemosintesis menggunakan reaksi oksidasi-reduksi, juga dikenal sebagai reaksi redoks, untuk memasok energi yang dibutuhkan untuk memproduksi karbohidrat dari karbon dioksida dan air. Reaksi semacam ini melibatkan hilangnya elektron dari satu zat dan menambahkan elektron ke yang lain. Zat yang menerima elektron – biasanya oksigen – dikatakan telah tereduksi, sementara yang memasok mereka telah teroksidasi. Pengurangan membutuhkan energi, tetapi oksidasi melepaskan itu. Kedua reaksi selalu terjadi bersama-sama, tetapi mereka digunakan dalam hasil kemosintesis dalam rilis keseluruhan energi.

Seperti fotosintesis, reaksi yang sebenarnya sangat kompleks dan melibatkan sejumlah langkah, tetapi mereka dapat diringkas dalam hal bahan baku dan produk akhir, salah satu yang akan menjadi makanan dalam bentuk semacam karbohidrat. Dimana sulfida yang tersedia, mereka dapat teroksidasi, menghasilkan belerang atau sulfat. Besi juga dapat dioksidasi, dari bentuk yang dikenal sebagai besi II besi III, yang memiliki satu elektron lebih sedikit. Metana, yang hadir di beberapa tempat seperti gas alam, dapat menjadi sumber energi dan karbon untuk beberapa mikroorganisme, dan juga merupakan produk sampingan dari kemosintesis oleh beberapa organisme lain. Oksidasi amonia menjadi nitrit dan nitrat adalah metode lain yang menyediakan energi untuk beberapa bentuk kehidupan.

Banyak organisme hidup yang menggunakan kemosintesis untuk memproduksi makanan di lingkungan dengan suhu ekstrim, tekanan, salinitas atau kondisi lain yang dimusuhu sebagian besar kehidupan. Ini dikenal sebagai extremophiles. Mereka memiliki berbagai adaptasi yang memungkinkan mereka untuk bertahan hidup, seperti enzim yang tidak biasa yang tidak dinonaktifkan oleh suhu tinggi.

Lingkungan

Ventilasi hidrotermal adalah salah satu lingkungan yang paling luar biasa di planet ini. Mereka terdiri dari aliran panas, air kaya bahan kimia mengalir keluar dari dasar laut di daerah geologis aktif, seperti pegunungan di tengah-samudera. Meskipun tampaknya bermusuhan dengan kehidupan, tanpa cahaya, suhu mendekati 212 ° F (100 ° C), dan penuh dengan bahan kimia yang beracun bagi kebanyakan bentuk kehidupan, mereka memiliki ekosistem yang berkembang dan beragam yang didukung oleh mikroorganisme kemosintetik. Mikroba ini terdiri dari bakteri, dan archaea juga, kelompok yang sangat kuno organisme yang terlihat serupa, tetapi secara kimia dan genetik sangat berbeda.

Air panas yang dihasilkan oleh ventilasi hidrotermal sangat kaya sulfida, yang mikroba digunakan untuk kemosintesis, kadang-kadang melepaskan metana sebagai produk sampingan. Mikroorganisme yang menghasilkan gas ini dikenal sebagai metanogen. Mikroba kemosintesis lainnya dalam lingkungan ini memperoleh energi oleh oksidasi metana, mengubah sulfat untuk sulfida dalam proses. Oksidasi metana juga terjadi di daerah di mana minyak bumi – campuran hidrokarbon termasuk metana – merembes ke atas ke dasar laut.

Sumber air panas

Sumber air panas menunjukkan warna karena mikroba Kemosintesis.

Bentuk kehidupan kemosintesis tidak hanya memberikan dasar bagi populasi yang lebih besar organisme yang mengkonsumsi mikroba untuk bertahan hidup, tetapi juga membentuk hubungan simbiosis penting dengan organisme lain. Salah satu contoh yang menarik adalah cacing tabung, yang dimulai hidup dengan mulut dan usus, yang digunakan untuk mengambil dalam jumlah besar bakteri kemosintesis. Pada tahap selanjutnya, kehilangan mulutnya, dan terus bertahan hidup dengan mengkonsumsi makanan yang diproduksi oleh bakteri internal.

siklus nitrogen

Siklus nitrogen – termasuk langkah-langkah yang membentuk nitrifikasi – proses penting yang terjadi di dalam tanah.

Mikroorganisme extremophile kemosintesis telah ditemukan di sumber air panas, di mana mereka bertahan dengan oksidasi belerang atau amoniak, dan batuan jauh di bawah permukaan, di mana mereka memperoleh energi dengan mengoksidasi besi. Kemosintesis juga terjadi di tempat-tempat yang lebih familiar. Sebagai contoh, di dalam tanah, bakteri nitrifikasi mengubah amonia menjadi nitrit dan nitrat, sedangkan metana yang dihasilkan archaea dapat ditemukan di rawa-rawa, di limbah dan dalam usus mamalia.

Pentingnya dan Kemungkinan Penggunaan

Bakteri nitrifikasi dalam tanah yang memberikan nitrogen bisa digunakan untuk tanaman dan merupakan bagian penting dari siklus nitrogen – tanpa mereka, tanaman dan hewan tidak bisa eksis. Hal ini sangat mungkin bahwa bentuk kehidupan yang paling awal menggunakan kemosintesis untuk membuat senyawa organik dari anorganik, sehingga proses ini mungkin bertanggung jawab untuk pembentukan kehidupan di Bumi. Para ilmuwan telah mengusulkan sejumlah cara di mana kemoautrotop dapat dimanfaatkan dengan baik. Misalnya, mereka dapat digunakan untuk menghasilkan metana untuk bahan bakar. Karena banyak organisme ini hidup pada bahan kimia yang beracun bagi manusia, dan melepaskan produk sampingan berbahaya, mereka juga dapat digunakan untuk detoksifikasi beberapa jenis limbah beracun.

Kemosintesis dan Planet Lain

Kemampuan beberapa organisme kemosintesis untuk berkembang dalam kondisi ekstrim telah menyebabkan beberapa ilmuwan menyarankan bahwa bentuk-bentuk kehidupan seperti itu mungkin ada di planet lain, di lingkungan yang tidak akan cocok untuk jenis lebih akrab hidup. Percobaan menunjukkan bahwa beberapa organisme kemosintesis mungkin bisa bertahan hidup dan tumbuh di bawah permukaan Mars, dan telah berspekulasi bahwa jejak metana yang ditemukan di atmosfer Mars mungkin hasil dari aktivitas mikroorganisme metanogen. Lokasi lain yang mungkin untuk kehidupan di luar bumi adalah es penutup bulan Jupiter, Europa, di mana air cair diperkirakan ada di bawah permukaan.

24169046, 24169047, 24169048, 24169049, 24169050, 24169051, 24169052, 24169053, 24169054, 24169055, 24169056, 24169057, 24169058, 24169059, 24169060, 24169061, 24169062, 24169063, 24169064, 24169065, 24169066, 24169067, 24169068, 24169069, 24169070, 24169071, 24169072, 24169073, 24169074, 24169075, 24169076, 24169077, 24169078, 24169079, 24169080, 24169081, 24169082, 24169083, 24169084, 24169085