Les plantes captent l'énergie du soleil par un processus appelé photosynthèse; ce processus soutient presque toute la vie sur terre. Mais la photosynthèse n'est pas la seule méthode que les organismes vivants utilisent pour créer de l'énergie. Certains micro-organismes tirent leur énergie de réactions chimiques qui ne nécessitent pas de lumière et utilisent cette énergie pour assembler des molécules organiques à travers un processus appelé chimiosynthèse. Ces organismes sont appelés chémolithoautotrophes ou simplement chimioautotrophes.

Avantages

Les chimioautotrophes tirent leur énergie essentiellement de réactions chimiques qui n'ont pas besoin de lumière (contrairement à la photosynthèse). Cette capacité permet aux chimioautotrophes de vivre dans des environnements inhabituels. Les chimioautotrophes les plus célèbres sont les extrêmophiles (organismes vivant dans des conditions extrêmes) que l'on trouve près des évents profonds au fond des océans. Aucune lumière ne pénètre à ces profondeurs; les bactéries qui y vivent coulent dans une nuit éternelle où aucun organisme photosynthétique ne peut survivre. Le processus que ces bactéries et autres chimioautotrophes utilisent pour obtenir l'énergie dont ils ont besoin est complexe, mais les étapes de base sont décrites ci-dessous.

Oxydation

Les réactions redox (oxydation-réduction) impliquent le transfert d'électrons ; souvent, ces réactions peuvent libérer une quantité considérable d'énergie. Le feu (combustion) est une réaction redox, par exemple. Les chimioautotrophes utilisent des enzymes (des protéines capables de catalyser ou d'accélérer les réactions) pour catalyser une réaction d'oxydoréduction, en prélevant des électrons d'un donneur d'électrons comme le sulfure d'hydrogène ou le fer et en en faisant don à une molécule porteuse. p> La molécule porteuse transmet les électrons qu'elle reçoit à une série de protéines appelée chaîne de transport d'électrons. Ces protéines passent maintenant les électrons le long de la chaîne comme des bâtons dans une course de relais. Au fur et à mesure que chaque protéine gagne un électron, elle utilise cette énergie pour pomper un ion hydrogène (un proton) hors de la cellule - en utilisant un courant électrique pour pomper de l'eau dans une colline et stocker de l'énergie.

ATP

La chaîne de transport des électrons augmente la concentration des ions hydrogène à l'extérieur de la cellule, de sorte que les ions hydrogène veulent y retourner, tout comme l'eau pompée en haut d'une colline veut redescendre. La bactérie a une protéine appelée ATP synthase intégrée dans sa membrane; Tout comme vous pouvez utiliser l'eau stockée au sommet d'une colline pour entraîner une turbine, l'ATP synthase de la cellule utilise le flux d'ions hydrogène pour alimenter un processus chimique qui fait une molécule appelée ATP. L'ATP est pour une cellule ce qu'est le sucre pour votre corps: c'est une forme d'énergie stockée que la cellule peut facilement décomposer quand elle en a besoin. Essentiellement, la cellule a pris l'énergie d'une réaction redox et à travers une série d'étapes l'a stockée comme ATP.

Effets

Une fois produite, la bactérie peut utiliser l'énergie qu'elle contient ATP pour transformer des composés inorganiques comme le CO2 et le sulfure d'hydrogène en composés organiques comme le glucose. Cette dernière série de réactions est appelée chimiosynthèse.