Pengertian Kemosintesis

Kemosintesis adalah konversi senyawa karbon dan molekul lain menjadi senyawa organik. Dalam reaksi biokimiawi ini, metana atau senyawa anorganik, seperti hidrogen sulfida atau gas hidrogen, dioksidasi yang bertindak sebagai sumber energi. Sebaliknya, sumber energi untuk fotosintesis (himpunan reaksi di mana karbon dioksida dan air diubah menjadi glukosa dan oksigen) menggunakan energi dari sinar matahari untuk memberi daya pada proses.

Gagasan bahwa mikroorganisme dapat hidup pada senyawa anorganik diajukan oleh Sergei Nikolaevich Vinogradnsii (Winogradsky) pada tahun 1890, berdasarkan penelitian yang dilakukan pada bakteri yang tampaknya hidup dari nitrogen, besi, atau belerang. Hipotesis ini divalidasi pada tahun 1977 ketika kapal selam laut Alvin mengamati cacing tabung dan kehidupan lain di sekitar lubang hidrotermal di Galapagos Rift. Mahasiswi Harvard, Colleen Cavanaugh, mengusulkan dan kemudian mengkonfirmasi bahwa cacing tabung selamat karena hubungan mereka dengan bakteri kemosintetik. Penemuan resmi kemosintesis dikreditkan ke Cavanaugh.

Organisme yang memperoleh energi melalui oksidasi donor elektron disebut kemotrof. Jika molekulnya organik, organisme tersebut disebut kemoorganotrof. Jika molekul anorganik, organisme adalah istilah kemolithotrof. Sebaliknya, organisme yang menggunakan energi matahari disebut fototrof.

Kemoautotrof dan Kemoheterotrof

Kemoautotrof memperoleh energi dari reaksi kimia dan mensintesis senyawa organik dari karbon dioksida. Sumber energi untuk kemosintesis dapat berupa unsur sulfur, hidrogen sulfida, hidrogen molekuler, amonia, mangan, atau besi. Contoh-contoh kemoautotrof termasuk bakteri dan metanogenik archaea yang hidup di ventilasi laut dalam. Kata “kemosintesis” pada awalnya diciptakan oleh Wilhelm Pfeffer pada tahun 1897 untuk menggambarkan produksi energi oleh oksidasi molekul anorganik oleh autotrof (kemolitoautotrof). Di bawah definisi modern, kemosintesis juga menjelaskan produksi energi melalui kemoorganoautotrof.

Kemoheterotrof tidak dapat memperbaiki karbon untuk membentuk senyawa organik. Sebaliknya, mereka dapat menggunakan sumber energi anorganik, seperti sulfur (kemolitoheterotrof) atau sumber energi organik, seperti protein, karbohidrat, dan lipid (kemoorganoautotrof).

Di mana Kemosintesis Terjadi?

Kemosintesis telah terdeteksi dalam lubang hidrotermal, gua terisolasi, metat klatrat, paus jatuh, dan rembesan dingin. Telah dihipotesiskan bahwa proses tersebut memungkinkan kehidupan di bawah permukaan Mars dan bulan Jupiter di Europa. serta tempat-tempat lain di tata surya. Kemosintesis dapat terjadi pada keberadaan oksigen, tetapi tidak diperlukan.

Contoh Kemosintesis

Selain bakteri dan archaea, beberapa organisme yang lebih besar bergantung pada kemosintesis. Contoh yang baik adalah cacing tabung raksasa yang ditemukan dalam jumlah besar di sekitar lubang hidrotermal yang dalam. Setiap cacing memiliki bakteri kemosintetik dalam organ yang disebut trofosom. Bakteri mengoksidasi belerang dari lingkungan cacing untuk menghasilkan makanan yang dibutuhkan hewan. Menggunakan hidrogen sulfida sebagai sumber energi, reaksi untuk kemosintesis adalah:

12 H2S + 6 CO2 → C6H12O6 + 6 H2O + 12 S

Ini seperti reaksi untuk menghasilkan karbohidrat melalui fotosintesis, kecuali fotosintesis melepaskan gas oksigen, sementara kemosintesis menghasilkan sulfur padat. Butiran belerang kuning terlihat di sitoplasma bakteri yang melakukan reaksi.

Contoh lain kemosintesis ditemukan pada 2013 ketika bakteri ditemukan hidup di basal di bawah sedimen dasar laut. Bakteri ini tidak berhubungan dengan lubang hidrotermal. Telah disarankan bakteri menggunakan hidrogen dari reduksi mineral dalam air laut memandikan batu. Bakteri dapat bereaksi hidrogen dan karbon dioksida untuk menghasilkan metana.

Kemosintesis dalam Nanoteknologi Molekuler

Sementara istilah “kemosintesis” paling sering diterapkan pada sistem biologis, istilah ini dapat digunakan secara lebih umum untuk menggambarkan segala bentuk sintesis kimia yang dihasilkan oleh gerakan termal acak reaktan. Sebaliknya, manipulasi mekanik molekul untuk mengendalikan reaksi mereka disebut “mekanosintesis”. Baik kemosintesis dan mekanosintesis memiliki potensi untuk membangun senyawa kompleks, termasuk molekul baru dan molekul organik.

Tinggalkan Balasan