Chemosynthesis

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  • Chemosynthesis
definition
  • The ability of some microorganisms to utilize the chemical energy contained in certain inorganic chemicals such as hydrogen sulfide for the production of organic material. 
broader
Abstract from DBPedia
    In biochemistry, chemosynthesis is the biological conversion of one or more carbon-containing molecules (usually carbon dioxide or methane) and nutrients into organic matter using the oxidation of inorganic compounds (e.g., hydrogen gas, hydrogen sulfide) or ferrous ions as a source of energy, rather than sunlight, as in photosynthesis. Chemoautotrophs, organisms that obtain carbon from carbon dioxide through chemosynthesis, are phylogenetically diverse. Groups that include conspicuous or biogeochemically-important taxa include the sulfur-oxidizing Gammaproteobacteria, the Campylobacterota, the Aquificota, the methanogenic archaea, and the neutrophilic iron-oxidizing bacteria. Many microorganisms in dark regions of the oceans use chemosynthesis to produce biomass from single-carbon molecules. Two categories can be distinguished. In the rare sites where hydrogen molecules (H2) are available, the energy available from the reaction between CO2 and H2 (leading to production of methane, CH4) can be large enough to drive the production of biomass. Alternatively, in most oceanic environments, energy for chemosynthesis derives from reactions in which substances such as hydrogen sulfide or ammonia are oxidized. This may occur with or without the presence of oxygen. Many chemosynthetic microorganisms are consumed by other organisms in the ocean, and symbiotic associations between chemosynthesizers and respiring heterotrophs are quite common. Large populations of animals can be supported by chemosynthetic secondary production at hydrothermal vents, methane clathrates, cold seeps, whale falls, and isolated cave water. It has been hypothesized that anaerobic chemosynthesis may support life below the surface of Mars, Jupiter's moon Europa, and other planets. Chemosynthesis may have also been the first type of metabolism that evolved on Earth, leading the way for cellular respiration and photosynthesis to develop later.

    生化学において、化学合成(かがくごうせい、英: chemosynthesis)とは、一つかそれ以上の炭素含有分子(一般に二酸化炭素やメタン)と栄養素を生物学的に有機物に変換することであり、エネルギー源として、光合成のような太陽光ではなく、無機化合物(水素ガス、硫化水素など)または第一鉄イオンの酸化を利用するものである。化学合成によって二酸化炭素から炭素を得る生物である化学合成独立栄養生物は系統学的に多様である。著名な分類群あるいは生物地球化学的に重要な分類群として、硫黄酸化細菌ガンマプロテオバクテリア、イプシロンプロテオバクテリア、水素酸化細菌アクウィフェクス、メタン生成古細菌、好中球性鉄酸化細菌が含まれる。 海洋深部に生息する多くの微生物は、化学合成を行って単一の炭素分子からバイオマスを生産している。その仕組みは2つのカテゴリーに分けることができる。水素分子(H2)を利用できるまれな場所では、CO2とH2の反応(メタン、CH4の生成につながる)から得られるエネルギーが、バイオマスの生成を推進するのに十分な大きさになりうる。あるいは、ほとんどの海洋環境では、化学合成のためのエネルギーは、硫化水素やアンモニアなどの物質が酸化される反応から得られる。これは酸素の有無にかかわらず起こる可能性がある。 化学合成微生物の多くは、海洋で他の生物によって消費され、化学合成生物と呼吸する従属栄養生物との共生関係は極めて一般的である。熱水噴出孔、メタンクラスレート、冷水湧出帯、鯨骨生物群集、隔離された洞窟水では、化学合成による二次生産によって動物の大規模な個体群が維持されることがある。 火星や、木星の月エウロパ、およびその他の惑星の地下では、嫌気性化学合成が生命を支えているという仮説がある。また、化学合成は、地球上で最初に進化した代謝の種類であり、その後に発達した細胞呼吸や光合成の先導役となった可能性がある。

    (Source: http://dbpedia.org/resource/Chemosynthesis)