Quimiossíntese
O que é quimiossíntese?
A quimiossíntese pode ser definida como o processo pelo qual certos microrganismos utilizam energia liberada na oxidação de substâncias inorgânicas para sintetizar compostos orgânicos, geralmente a partir do dióxido de carbono. Trata-se, portanto, de um tipo de autotrofia, pois o organismo produz seu próprio alimento.
Enquanto na fotossíntese a energia vem da luz solar, na quimiossíntese a energia é obtida por meio de reações químicas envolvendo compostos como amônia, nitrito, enxofre, gás sulfídrico, ferro ferroso ou hidrogênio molecular. Por esse motivo, esses organismos são chamados de quimioautótrofos ou quimiolitotróficos.
Organismos que realizam quimiossíntese:
A quimiossíntese é realizada principalmente por bactérias e arqueas. Entre os grupos mais conhecidos destacam-se:
- Bactérias nitrificantes, como as do gênero Nitrosomonas e Nitrobacter, que participam do ciclo do nitrogênio.
- Bactérias sulfobactérias, que oxidam compostos de enxofre.
- Bactérias ferrobactérias, que oxidam compostos de ferro.
Esses microrganismos são fundamentais para a manutenção do equilíbrio ecológico, pois participam ativamente da transformação de elementos químicos no ambiente.
Etapas da quimiossíntese:
Primeira etapa: oxidação de substâncias inorgânicas
Nessa fase ocorre a oxidação de compostos inorgânicos, liberando energia. Por exemplo, no caso das bactérias nitrificantes, a amônia pode ser oxidada a nitrito e, posteriormente, o nitrito a nitrato. Essas reações liberam energia química.
Segunda etapa: fixação do dióxido de carbono
A energia liberada na etapa anterior é utilizada para a síntese de compostos orgânicos, geralmente a partir do dióxido de carbono. Esse processo é semelhante à fase química da fotossíntese, pois envolve a produção de carboidratos que servirão como fonte de energia e matéria para o organismo.
Quimiossíntese e ciclo do nitrogênio
Um dos principais contextos em que a quimiossíntese é cobrada em vestibulares é o ciclo do nitrogênio. As bactérias nitrificantes desempenham papel essencial nesse ciclo, convertendo amônia em nitrito e, posteriormente, em nitrato.
A amônia pode ser produzida a partir da decomposição de matéria orgânica ou da fixação biológica do nitrogênio atmosférico. As bactérias do gênero Nitrosomonas oxidam a amônia em nitrito. Em seguida, as bactérias do gênero Nitrobacter oxidam o nitrito em nitrato.
O nitrato é a forma mais assimilável pelas plantas, sendo incorporado na produção de aminoácidos e proteínas. Dessa forma, a quimiossíntese contribui indiretamente para a produtividade dos ecossistemas.
Quimiossíntese em ambientes extremos
Outro tema relevante é a existência de ecossistemas baseados na quimiossíntese, especialmente em ambientes sem luz solar. Um exemplo clássico são as fontes hidrotermais localizadas no fundo dos oceanos.
Nesses ambientes, próximos a fissuras da crosta terrestre, há liberação de compostos como o gás sulfídrico. Bactérias quimiossintetizantes utilizam esses compostos como fonte de energia e produzem matéria orgânica, que sustenta cadeias alimentares completas.
Organismos como vermes tubícolas, moluscos e crustáceos vivem associados a essas bactérias, demonstrando que a vida pode existir independentemente da energia solar. Esse fato tem grande importância para estudos sobre a origem da vida e a possibilidade de vida em outros planetas.
Diferenças entre quimiossíntese e fotossíntese
- Fonte de energia: na fotossíntese, a energia provém da luz solar; na quimiossíntese, provém de reações químicas.
- Organismos envolvidos: a fotossíntese é realizada por plantas, algas e cianobactérias; a quimiossíntese é realizada por bactérias e arqueas.
- Ambiente: a fotossíntese ocorre em ambientes com luz; a quimiossíntese pode ocorrer em ambientes sem luz, como o fundo oceânico.
- Apesar dessas diferenças, ambos os processos são autotróficos e produzem matéria orgânica a partir de dióxido de carbono, desempenhando papel essencial na base das cadeias alimentares.
Importância ecológica da quimiossíntese
A quimiossíntese tem grande relevância ecológica. Primeiramente, ela participa ativamente dos ciclos biogeoquímicos, como o ciclo do nitrogênio e do enxofre. Sem a ação das bactérias quimiossintetizantes, a disponibilidade de certos nutrientes seria comprometida.
Além disso, em ambientes extremos onde a fotossíntese não é possível, a quimiossíntese constitui a base da cadeia alimentar. Nesses ecossistemas, as bactérias quimioautotróficas ocupam o papel de produtores, sustentando os demais níveis tróficos.
Outro aspecto importante é o papel desses microrganismos na biotecnologia e na biorremediação, pois algumas espécies são capazes de transformar substâncias tóxicas em compostos menos nocivos.
Quimiossíntese e origem da vida
Em estudos sobre a origem da vida, a quimiossíntese é frequentemente mencionada como possível forma primitiva de obtenção de energia. Muitos cientistas defendem que os primeiros organismos da Terra, há cerca de 3,5 bilhões de anos, poderiam ter utilizado reações químicas envolvendo compostos inorgânicos como fonte de energia, em um planeta onde a atmosfera e as condições ambientais eram muito diferentes das atuais.
As fontes hidrotermais submarinas são consideradas ambientes semelhantes aos que poderiam ter abrigado formas de vida primitivas. A existência de comunidades baseadas exclusivamente na quimiossíntese reforça essa hipótese.
|
|
| Infográfico com resumo sobre a quimiossíntese. |
RESUMO
Conceito geral
- Processo autotrófico baseado em energia química.
- Produção de matéria orgânica a partir de dióxido de carbono.
- Independe da luz solar.
Organismos que realizam
- Bactérias quimioautotróficas.
- Arqueas adaptadas a ambientes extremos.
- Exemplos: bactérias nitrificantes, sulfobactérias e ferrobactérias.
Etapas do processo
- Oxidação de substâncias inorgânicas com liberação de energia.
- Fixação do dióxido de carbono para síntese de compostos orgânicos.
Relação com o ciclo do nitrogênio
- Conversão de amônia em nitrito.
- Conversão de nitrito em nitrato.
- Disponibilização de nitrato para absorção pelas plantas.
Quimiossíntese em ambientes extremos
- Ocorrência em fontes hidrotermais submarinas.
- Base de cadeias alimentares sem presença de luz solar.
Comparação com a fotossíntese
- Fonte de energia distinta: luz versus reações químicas.
- Diferentes organismos realizadores.
- Produção de matéria orgânica em ambos os processos.
Importância ecológica
- Participação nos ciclos biogeoquímicos.
- Sustentação de ecossistemas abissais.
- Aplicações em biorremediação.
Relação com a origem da vida
- Possível forma primitiva de obtenção de energia.
- Ambientes hidrotermais como modelo para estudos evolutivos.
Dicas da professora de Biologia sobre como a quimiossíntese é cobrada em vestibulares:
Em exames vestibulares, a quimiossíntese costuma aparecer em questões que exigem:
- Comparação com a fotossíntese.
- Interpretação de esquemas sobre o ciclo do nitrogênio.
- Análise de cadeias alimentares em ambientes abissais.
- Identificação do papel ecológico das bactérias nitrificantes.
- É comum que a questão apresente uma situação-problema envolvendo ambientes sem luz e peça ao candidato que identifique qual processo permite a manutenção da vida nesse contexto.
Por Tânia Cabral - Professora de Biologia e Ciências do Ensino Fundamental e Médio - graduada na Unesp, 2001.
Publicado em 15/02/2026