Un quimiotrofo es un organismo que obtiene energía mediante la oxidación de donantes de electrones en su entorno. [1] Estas moléculas pueden ser orgánicas ( quimioorganotrofos ) o inorgánicas ( quimiolitotrofos ). La designación quimiotrofa contrasta con la de fotótrofos , que utilizan fotones. Los quimiotrofos pueden ser autótrofos o heterótrofos . Los quimiotrofos se pueden encontrar en áreas donde los donantes de electrones están presentes en alta concentración, por ejemplo alrededor de respiraderos hidrotermales .
Los quimioautótrofos , además de obtener energía de reacciones químicas , sintetizan todos los compuestos orgánicos necesarios a partir del dióxido de carbono . Los quimioautótrofos pueden utilizar fuentes de energía inorgánicas como sulfuro de hidrógeno , azufre elemental , hierro ferroso , hidrógeno molecular y amoníaco o fuentes orgánicas para producir energía. La mayoría de los quimioautótrofos son extremófilos , bacterias o arqueas que viven en ambientes hostiles (como respiraderos de aguas profundas ) y son los principales productores en dichos ecosistemas . Los quimioautótrofos generalmente se dividen en varios grupos: metanógenos , oxidantes y reductores de azufre , nitrificadores , bacterias anammox y termoacidófilos . Un ejemplo de uno de estos procariotas sería Sulfolobus . El crecimiento quimiolitotrófico puede ser dramáticamente rápido, como en el caso de Hydrogenovibrio crunogenus , con un tiempo de duplicación de alrededor de una hora. [2] [3]
El término " quimiosíntesis ", acuñado en 1897 por Wilhelm Pfeffer , originalmente se definió como la producción de energía por oxidación de sustancias inorgánicas en asociación con la autotrofia —lo que hoy se denominaría quimiolitoautotrofia—. Posteriormente, el término incluiría también la quimioorganoautotrofia, es decir, puede verse como sinónimo de quimioautotrofia. [4] [5]
Los quimioheterótrofos (o heterótrofos quimiotróficos) son incapaces de fijar carbono para formar sus propios compuestos orgánicos. Los quimioheterótrofos pueden ser quimiolitoheterótrofos, que utilizan fuentes de electrones inorgánicos como el azufre, o, mucho más comúnmente, quimioorganoheterótrofos, que utilizan fuentes de electrones orgánicos como carbohidratos , lípidos y proteínas . [6] [7] [8] [9] La mayoría de los animales y hongos son ejemplos de quimioheterótrofos, al igual que los halófilos .
Las bacterias oxidantes del hierro son bacterias quimiotróficas que obtienen energía oxidando el hierro ferroso disuelto . Se sabe que crecen y proliferan en aguas que contienen concentraciones de hierro tan bajas como 0,1 mg/L. Sin embargo, se necesitan al menos 0,3 ppm de oxígeno disuelto para llevar a cabo la oxidación. [10]
El hierro tiene muchas funciones en biología no relacionadas con reacciones redox ; los ejemplos incluyen proteínas hierro-azufre , hemoglobina y complejos de coordinación . El hierro tiene una distribución amplia a nivel mundial y se considera uno de los más abundantes en la corteza, el suelo y los sedimentos de la Tierra. [11] El hierro es un oligoelemento en ambientes marinos . [11] Su papel como donante de electrones para algunos quimiolitótrofos es probablemente muy antiguo. [12]
{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace ){{cite book}}: CS1 maint: others (link)1. Katrina Edwards. "Microbiología de un estanque de sedimentos y el flanco de cresta joven, frío e hidrológicamente activo subyacente ". Institución Oceanográfica Woods Hole.
2. Vías de oxidación fotoquímica y enzimática acopladas de Mn(II) de una bacteria planctónica similar a Roseobacter Colleen M. Hansel y Chris A. Francis* Departamento de Ciencias Geológicas y Ambientales, Universidad de Stanford, Stanford, California 94305-2115 Recibido el 28 de septiembre de 2005/ Aceptado el 17 de febrero de 2006