Växter tar energi från solen genom en process kallad fotosyntes; denna process stöder nästan allt liv på jorden. Men fotosyntes är inte den enda metoden som levande organismer använder för att skapa energi. Vissa mikroorganismer härleder energi från kemiska reaktioner som inte kräver ljus och använder denna energi för att montera organiska molekyler genom en process som kallas kemosyntes. Dessa organismer kallas chemolithoautotrophs eller helt enkelt kemoautotrophs.

Fördelar

Kemotekroppar härleder i princip energi från kemiska reaktioner som inte behöver ljus (till skillnad från fotosyntes). Denna förmåga möjliggör för kemoautotrofer att leva i vissa ovanliga miljöer. De mest kända kemoautotroferna är extremofilerna (organismer som lever under extrema förhållanden) i närheten av djuphavsventilerna längst ner på havsbotten. Inget ljus tränger in i dessa djup; bakterier som bor där sänks i en evig natt där ingen fotosyntetisk organism kan överleva. Processen som dessa bakterier och andra kemoautotrofer använder för att få den energi de behöver är komplex, men de grundläggande stegen beskrivs nedan.

Oxidation

Redox (oxidationsreduktion) reaktioner involverar överföring av elektroner ; ofta kan dessa reaktioner frigöra en betydande mängd energi. Brand (förbränning) är exempelvis en redoxreaktion. Chemoautotrophs använder enzymer (proteiner som kan katalysera eller påskynda reaktioner) för att katalysera en redoxreaktion, ta elektroner från en elektrondonator som vätesulfid eller järn och donera den till en bärarmolekyl.

Electron Transport

Bärarmolekylen passerar elektronerna som den mottas till en serie proteiner som kallas elektrontransportkedjan. Dessa proteiner skickar nu elektronerna längs kedjan som batonger i ett relä. Eftersom varje protein förstärkningar förlorar en elektron, använder den denna energi för att pumpa en vätejon (en proton) ur cellen - som att använda en elektrisk ström för att pumpa upp vatten och lagra energi.

ATP

Elektronik transportkedjan ökar koncentrationen av vätejoner utanför cellen, så att vätejonerna vill flyta tillbaka, precis som vattnet som pumpas till toppen av en kulle vill flyta ner igen. Bakterien har ett protein som heter ATP-syntas inbäddat i dess membran; precis som du kan använda vatten som lagras uppe på en kulle för att driva en turbin, använder cellens ATP-syntas flödet av vätejoner för att driva en kemisk process som gör en molekyl som heter ATP. ATP är till en cell vilket socker är till din kropp: det är en form av lagrad energi cellen kan lätt bryta ner när den behöver den. I grunden har cellen tagit energin från en redoxreaktion och genom en rad steg lagras den som ATP.

Effekter

När den har producerats ATP kan bakterien använda den energi som den lagras i ATP för att omvandla oorganiska föreningar som CO2 och vätesulfid till organiska föreningar som glukos. Den här sista serien av reaktioner kallas kemosyntes.