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 ; los ejemplos incluyen proteínas de hierro-azufre , hemoglobina y 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}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )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 acopladas de oxidación fotoquímica y enzimática 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