A descoberta de microorganismos quimiossintetizantes capazes de viver em locais inóspitos

A quimiossíntese é o processo que garante a produção de compostos orgânicos independentemente da energia luminosa. Esse processo biológico é realizado, por exemplo, por alguns micro-organismos que vivem nas profundezas do oceano, onde não há luz solar.

Devido à capacidade de produzir compostos orgânicos, os organismos que realizam quimiossíntese, assim como os que realizam fotossíntese, são chamados de autotróficos.

Saiba mais: Hipótese autotrófica — uma forma de explicar como era a nutrição dos primeiros seres vivos do planeta

Resumo sobre quimiossíntese

• Quimiossíntese é um processo em que compostos inorgânicos são utilizados como fonte de energia para a produção de compostos orgânicos.

• Não necessita de energia solar, como ocorre na fotossíntese.

• É um processo importante para a manutenção da cadeia alimentar em fontes hidrotermais.

• Não ocorre, no entanto, apenas em organismos que vivem em ambientes extremos. Bactérias nitrificantes também realizam esse processo.

• Organismos quimiossintetizantes são organismos autotróficos.

Videoaula sobre quimiossíntese

O que é quimiossíntese?

A quimiossíntese é um processo biológico que garante a produção de compostos orgânicos e independe da energia proveniente da luz solar. É realizada, principalmente, por bactérias, dentre as quais podemos citar as nitrobactérias e ferrobactérias.

A energia para realização da quimiossíntese é proveniente da oxidação de compostos inorgânicos reduzidos que contêm nitrogênio, enxofre ou ferro ou da oxidação do hidrogênio gasoso.

O processo ocorre em duas etapas:

• Na primeira etapa ocorre oxidação da substância inorgânica, a qual promoverá a liberação de prótons e elétrons e a formação de NADPH e de ATP.

• Na segunda etapa, há a incorporação de gás carbônico para obtenção de carbono e a produção de substâncias orgânicas.

Organismos quimiossintetizantes são autotróficos ou heterotróficos?

Organismos autotróficos são aqueles capazes de produzir seu próprio alimento, ou seja, sintetizam a matéria orgânica de que necessitam sem que seja necessário ingerir outros organismos ou substâncias derivadas de outros seres vivos.

Assim como organismos que realizam fotossíntese, os que realizam quimiossíntese são capazes de produzir seus próprios compostos orgânicos, sendo, portanto, considerados organismos autotróficos.

Importância da quimiossíntese

A quimiossíntese, assim como a fotossíntese, é um processo que promove a produção primária de compostos orgânicos. Sua importância pode ser evidenciada quando analisamos, por exemplo, comunidades que vivem em fontes hidrotermais nos abismos oceânicos. A luz solar não chega a esses locais, o que impossibilita a realização da fotossíntese.

Entretanto, organismos quimiossintetizantes são capazes de extrair energia por meio da oxidação de moléculas inorgânicas e produzir compostos orgânicos. A energia que sustenta esses ecossistemas, portanto, encontra-se nos minerais e compostos químicos. A quimiossíntese, nesses ambientes, é o processo de produção primária mais importante e que sustenta a vida nos ambientes sem iluminação.

A quimiossíntese, no entanto, não ocorre apenas em organismos que vivem em ambientes extremos. Bactérias nitrificantes, pertencentes aos gêneros Nitrosomonas e Nitrobacter, são exemplos de bactérias que realizam quimiossíntese. Elas oxidam amônia (Nitrosomonas) e nitrito (Nitrobacter) e garantem a obtenção de energia necessária para a fixação do gás carbônico.

Leia também: Ciclos biogeoquímicos — processos que garantem a reciclagem de elementos químicos no meio

Quimiossíntese e a fotossíntese

Como vimos ao longo do texto, a quimiossíntese é um processo em que um organismo produz compostos orgânicos utilizando a energia obtida através da oxidação de substâncias inorgânicas. Por outro lado, os organismos que fazem fotossíntese obtêm a energia de que necessitam para produzir compostos orgânicos a partir da luz do sol. Apesar dessa diferença, os dois processos utilizam o gás carbônico como fonte de carbono para a produção de açúcares. Para saber mais, acesse: Fotossíntese.

Exercícios resolvidos sobre quimiossíntese

Questão 1

(UFLA) A via de aquisição de energia em que as células inicialmente oxidam compostos inorgânicos, tais como ferro e nitrito, para obtenção de NADPH e ATP que, posteriormente, serão utilizados na formação de compostos orgânicos é denominada de:

a) Quimiossíntese.

b) Fermentação.

c) Fotossíntese.

d) Respiração.

Resolução:

Alternativa A

Observe que essa questão enfatiza o processo de oxidação de substâncias inorgânicas, a primeira etapa do processo de quimiossíntese. Diferentemente do processo de fotossíntese, a quimiossíntese não necessita da energia proveniente da luz solar, e sim do processo de oxidação de substâncias inorgânicas.

Questão 2

Marque a alternativa que indica corretamente a fonte de energia utilizada na quimiossíntese.

a) Luz solar.

b) Luz visível.

c) Oxidação de compostos orgânicos.

d) Oxidação de compostos inorgânicos.

e) Respiração celular.

Resolução:

Alternativa D

A quimiossíntese, ao contrário da fotossíntese, não necessita da luz para que ocorra, sendo a energia utilizada para realização do processo proveniente da oxidação de compostos inorgânicos.

Por Vanessa Sardinha dos Santos
Professora de Biologia 

PRECISO da resposta urgente, a descoberta de microorganismos quimiossintetizantes capazes de viver em locais inóspitos obtendo energia das rochas constitui uma evidência a favor da

(PUC-Campinas) Atenção: Para responder a esta questão considere o texto apresentado abaixo.

Cientistas sabem da existência de fontes termais submarinas desde a década de 70. Os sistemas conhecidos como chaminés negras, ou fumarolas, são os mais comuns. (…) Nessas chaminés, a água pode atingir temperaturas superiores a 400 ºC, devido à proximidade de rochas magmáticas. Com pH semelhante ao do suco de limão, ela libera sulfetos, ferro, cobre e zinco, à medida que se infiltra nas rochas vulcânicas abaixo do solo marinho. Quando esse fluido ebuliente e ácido sobe novamente à superfície, é expelido pelas chaminés na água gelada das profundezas do mar, onde os sulfetos de metal dissolvidos resfriam rapidamente e precipitam, produzindo uma mistura escura, parecida com nuvens de fumaça negra. (…) Apesar da agressiva composição química da água ao seu redor, há uma profusão de animais exóticos, como os gigantescos vermes tubiformes (Riftia), desprovidos de boca e intestinos. Essas criaturas florescem graças a uma associação simbiótica com bactérias internas, que consomem o venenoso gás sulfeto de hidrogênio que emana dos orifícios.

(Revista Scientific American Brasil, janeiro de 2010, p. 42)

As fontes termais submarinas constituem um ambiente favorável para o estudo da origem da vida em nosso planeta.

I. Para alguns pesquisadores, essas condições se assemelham ao ambiente inicial, que foi favorável à formação e integridade de moléculas orgânicas, e que existiu nos primórdios da evolução biológica.

II. Para outros pesquisadores, a água rica em gás sulfeto de hidrogênio seria uma fonte de nutrientes e energia para que os primeiros organismos produzissem seu alimento.

As informações acima estão relacionadas com duas hipóteses distintas sobre a origem da vida. Sobre isso, assinale a alternativa correta.

a) I refere-se à hipótese autotrófica, segundo a qual organismos fotossintetizantes convertiam H2O e CO2 em compostos orgânicos mais complexos e ricos em energia química.

b) II refere-se à hipótese heterotrófica, segundo a qual os primeiros organismos se alimentavam de compostos orgânicos formados de forma abiótica a partir de compostos simples.

c) I está relacionado à panspermia, hipótese segundo a qual a vida teria surgido fora do planeta e semeada aqui por meteoritos vindos do espaço sideral.

d) II relaciona-se à hipótese autotrófica, segundo a qual organismos quimiossintetizantes produzem alimento com energia obtida por reações químicas inorgânicas.

e) I está associado à hipótese simbiótica, segundo a qual organismos eucarióticos primitivos incorporaram bactérias que passaram a funcionar como mitocôndrias e cloroplastos.

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ATIVIDADES COMPLEMENTARES – 1º Ano do Ensino Médio Escola: Estadual João Matheus Barbosa Nome do estudante: Elias thyago__________________________________________ Período: ( X ) Matutino ( ) Vespertino Turma: 1º ano A 1. Por que no experimento de Redi foi importante manter dois grupos de frascos: um aberto e um fechado? R: para comprovar a teoria da abiogenese. 2. Ao estudar as teorias sobre origem da vida em nosso planeta, um estudante perguntou ao professor: “Então, se os primeiros seres vivos na Terra surgiram a partir da matéria sem vida, isso não significa que a teoria da geração espontânea defendida no século XVII está correta? ”. O que você diria a esse estudante? Justifique sua resposta R: os primeiros seres foram evoluindo de uma matéria essencial, enquanto a Geração Espontânea foi considerada uma teoria um tanto absurda. 3. Utilizando os termos abaixo, complete a frase: 1. Célula I- Hipótese autotrófica II- Biogênese III- Geração espontânea IV- Hipótese heterotrófica V- Teoria da evolução molecular 1. Os primeiros seres vivos obtinham alimento a partir de substâncias orgânicas presentes no meio em que tinham surgido. Essa frase resume o (a) __hipotese heterotrofica ___. a) _celula____ é considerada a unidade básica dos seres vivos, onde ocorrem as reações químicas essenciais à vida. b) A descoberta de microrganismos quimiossintetizantes capazes de viver em locais inóspitos, obtendo energia das rochas, constitui uma evidência a favor da _hipotese autotrofica____. c) Os seres vivos surgem da matéria inanimada, defendida por Needham é a teoria da ____teoria da evolução molecular _______. d) A descoberta de bactérias, capazes de obter energia a partir de componentes inorgânicos da crosta terrestre reforça o (a) __biogenese____________. e) Um ser vivo só se origina de outro ser vivo, é chamado de ___geraçao espontania ___________. 4. (PUC – MG) De acordo com a teoria da origem da vida, elaborada por Oparin, são condições essenciais para que a vida tenha surgido na Terra, exceto: 1. Radiações ultravioleta em abundância. a) Existência de grande quantidade de descargas elétricas. b) Atmosfera com constituição química bem diferente da atual. c) Espessa camada de ozônio. d) Temperatura elevada. (UFMT- adaptado) Sobrea origem dos seres vivos, duas teorias sustentaram uma polêmica nos meios científicos, até fins do século passado: a teoria da geração espontânea (abiogênese) e a teoria da biogênese. Faça um breve comentário sobre essas teorias, explicando também como foi solucionada a polêmica. R: primeira q foi a teoria de darwin q agente veio do macaco e conforme o tempo foi passando "nos" fomos evoluindo tipo homo erctus homo sapiens estre outros que não cit ATIVIDADES COMPLEMENTARES – 1º Ano do Ensino Médio Escola: Estadual João Matheus Barbosa Nome do estudante: Elias thyago__________________________________________ Período: ( X ) Matutino ( ) Vespertino Turma: 1º ano A 1. Por que no experimento de Redi foi importante manter dois grupos de frascos: um aberto e um fechado? R: para comprovar a teoria da abiogenese. 2. Ao estudar as teorias sobre origem da vida em nosso planeta, um estudante perguntou ao professor: “Entăo, se os primeiros seres vivos na Terra surgiram a partir da matéria sem vida, isso năo significa que a teoria da geraçăo espontânea defendida no século XVII está correta? ”. O que vocę diria a esse estudante? Justifique sua resposta R: os primeiros seres foram evo luindo de uma matéria essencial, enquanto a Geração Espontânea foi considerada uma teoria um tanto absurda. 3. Utilizando os termos abaixo, complete a frase: