Kemosentez
Kemosentez, ışık enerjisi olmadan organik madde üretilmesidir. Gereken enerji; demir, kükürt, hidrojen veya azot gibi inorganik bileşiklerin veya metanın oksitlenmesiyle elde edilir.
Fotosentezde, klorofile sahip canlılar, hammadde olarak H2O (su) ve CO2 (karbondioksit) veya H2O yerine H2S veya sadece H2 kullanmak suretiyle karbonhidratları sentez ederler. Fotosentez, enerjiye ihtiyaç gösteren, yani aktivasyon enerjisine sahip bir reaksiyondur. Gereken enerji klorofil tarafından absorbe edilen güneş ışığından elde edilir. Organik maddelerin sentezi için güneş ışığı yerine kimyevi reaksiyonlardan ortaya çıkan enerji kullanılacak olursa bu reaksiyona kemosentez adı verilir.
Bazı bakteriler, ışık enerjisine ihtiyaç göstermeden kimyevi enerji ile organik maddeleri sentez ederler. Mesela azot, kükürt, demir ve hidrojen bakterileri klorofile sahip olmadıkları halde kemosentez sayesinde kemoototrof olabilirler. Bu şekilde kendi besinlerini üreten bakterilere “kemosentetik bakteriler” denir. Kemosentetik bakteriler inorganik maddeleri oksitleyerek elde ettikleri kimyevi enerjiyi kullanarak CO2 ve H2O’dan kendilerine karbonhidratlı besinler yaparlar.
Azot, toprakta organik azot bileşikleri nitratlar ve amonyum tuzları halinde bulunur. Azotlu bileşikler, bakterilerin aracılığı ile okside edilir, bu sürece nitrifikasyon denir. Nitrifikasyon ile azot, bitkilerin kullanabileceği bileşiklere dönüşürken, açığa çıkan enerji de nitrifikasyon yapan bakteriler tarafından kemosentez için kullanılır.
Bitkiler havadaki CO2’yi bağlayarak organik bileşikler yapmaktadır. Fakat bitkilerin, havada bulunan azot (N2) gazını kullanmaları mümkün değildir. Gelişmeleri için büyük öneme sahip olan azotu, azotlu bileşikler halinde topraktan alırlar. Topraktaki azotun kullanılır hale gelmesi ile tabiatta azot devinimi gerçekleşir.
Kemosentez çeşitleri
Aşağıdaki reaksiyonlarla elde edilen enerji, bakterinin metabolik ihtiyaçlarını karşılar.
1. Demir bakterileri: Demir hidroksiti oksitleyerek enerji sağlar:
- 2Fe(OH)2 + O2 → H2O + Fe2O3
2. Sülfür bakterileri: H2S’yi oksitler:
- H2S +3/2O2 → H2O+SO2
3. Hidrojen bakterileri: H2’yi oksitleyerek enerji sağlarlar.
- H2 + O2 → H2O + 68 Kal (Enj)
4. Azot bakterileri, N bileşiklerini nitrifikasyon ile oksitlerler.
- Nitrosomonas bakterilerinde:
- 2 NH3 + 3O2 → 2 HNO2 + 2 H2O + 158 Kal (enerji)
- Nitrosococus bakterilerinde:
- 2 HNO2 + O2 → 2 HNO3 + 43 Kal (enerji)