Хемосинтез

Хемосинтез (от хемо… и греческого synthesis — соединение) — тип питания бактерий, основанный на усвоении углекислого газа (CO₂) за счёт энергии, получаемой при окислении неорганических соединений. Был открыт русским микробиологом С. Н. Виноградским в 1887 году.

Механизм и группы бактерий

• Аэробные хемосинтетики (водородные, нитрифицирующие, тионовые и другие) усваивают CO₂ по тому же биохимическому пути, что и растения при фотосинтезе — через цикл Калвина. Для окисления субстрата им необходим кислород.
• Некоторые фотосинтезирующие бактерии способны переключаться на хемосинтез в темноте.
• Анаэробные хемосинтетики (например, метанобразующие и гомоацетатные бактерии) восстанавливают соединения серы или сам CO₂. Ассимиляция CO₂ у них происходит не по циклу Калвина, а по другим биохимическим путям (например, ацетил-КоА пути или восстановительному пути ацетил-КоА).

Роль в биосфере

Хемосинтезирующим бактериям принадлежит исключительно важная роль в биогеохимических циклах химических элементов. Многие ключевые процессы превращения веществ (например, окисление аммиака до нитритов и нитратов, окисление сероводорода) в природе осуществляются преимущественно или исключительно этими организмами.

Терминология

В современной научной литературе вместо обобщающего термина «хемосинтез» часто используют более точные понятия:

• Автотрофия — по отношению к способности усваивать CO₂ в качестве единственного источника углерода.
• Литотрофия (или хемолитотрофия) — по отношению к использованию неорганических соединений в качестве источника энергии (доноров электронов).