Un quimiotrofo es un organismo que obtiene energía mediante la oxidación de donantes de electrones en su entorno. [1] Estas moléculas pueden ser orgánicas ( quimioorganótrofos ) o inorgánicas ( quimiolitotrofos ). La designación de quimiotrofo 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 fuentes hidrotermales .
Los quimioautótrofos son organismos autótrofos que pueden depender de la quimiosíntesis , es decir, derivar energía biológica de reacciones químicas de sustratos inorgánicos ambientales y sintetizar 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 procariotas , bacterias o arqueas que viven en entornos hostiles (como los 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 , nitrificantes , 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 , se definió originalmente como la producción de energía por oxidación de sustancias inorgánicas en asociación con la autotrofia —lo que hoy se denominaría quimiolitoautotrofia— . Más tarde, el término incluiría también la quimioorganoautotrofia , es decir, puede considerarse un 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 inorgánicas como el azufre, o, mucho más comúnmente, quimioorganoheterótrofos , que utilizan fuentes de electrones orgánicas como los carbohidratos , los lípidos y las proteínas . [6] [7] [8] [9] La mayoría de los animales y hongos son ejemplos de quimioheterótrofos, al igual que los halófilos .
Las bacterias oxidantes de 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 existentes en biología no relacionadas con las reacciones redox ; algunos ejemplos incluyen las proteínas hierro-azufre , la hemoglobina y los complejos de coordinación . El hierro tiene una amplia distribución global y se considera uno de los más abundantes en la corteza terrestre, el suelo y los sedimentos. [11] El hierro es un oligoelemento en ambientes marinos . [11] Su papel como donador de electrones para algunos quimiolitotrofos es probablemente muy antiguo. [12]
{{cite journal}}: Parámetro desconocido |authors=ignorado ( ayuda )1. Katrina Edwards. Microbiología de un estanque de sedimentos y del flanco de dorsal subyacente, joven, frío e hidrológicamente activo . Institución Oceanográfica Woods Hole.
2. Vías de oxidación fotoquímica y enzimática acopladas de Mn(II) en 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.