تمثيل كيميائي: الفرق بين النسختين

[نسخة منشورة]

تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى

مضمن

نسخة 04:33، 12 يونيو 2014

تمثيل كيميائي في الكيمياء الحيوية (بالإنكليزية: chemosynthesis) هو تحول جزيء كربون أو أكثر - عادة يكون ثاني أكسيد الكربون أو الميثان - ومواد أخرى إلى مادة عضوية عن طريق أكسدة جزيئات غير عضوية ، مثل الهيدروجين و سلفيد الهيدروجين أو الميثان كمصدر للطاقة ، استعاضة عن الأشعة الشمسية كما نعرفه في التمثيل الضوئي للنبات. وتوجد أحياء تستغل التمثيل الكيميائي للحصول على الكربون والنمو من خلال التمثيل الكيميائي (بالمقارنة باستغلال يخضور النبات لاشعة الشمس لربط الكربون والنمو). من تلك الأحياء بكتيريا تؤكسد الكبريت , و نوع من بروتوبكتيريا يسمى "إبسيلون برتوبكتيريا" و "أكويفيسيا " ، و أركيا التي تعيش على الميثان ، و بكتيريا تؤكسد الحديد ، وغيرها.

*Venenivibrio stagnispumantis* gains energy by oxidizing hydrogen gas.

كثير من الأحياء الميكروبية تعيش في أعماق البحار والمحيطات تقوم بالتمثيل الكيميائي للنمو من جزيئات بسيطة للكربون . وتصنف تلك المناطق إلى نوعين : مناطق نادرة يكثر فيها غاز الهيدروجين ، فتكتسب الطاقة من تفاعل ثاني أكسيد الكربون و الهيدروجين ، مما ينتج الميثان CH₄ واستغلاله في النمو . ومناطق واسعة من المحيطات تحصل الأحياء فيها على الطاقة عن طريق التمثيل الكيميائي بأكسدة مواد مثل سلفيد الهيدروجين أو الأمونيا . وقد تحدث تلك التفاعلات في وجود أو عدم وجود الأكسجين.

كثير من الأحياء الميكروبية الت تجري التمثيل الكيميائي تعيش عليها أحياء أخرى في البحار والمحيطات ، كما يحدث بين بعض منها تعايش symbiosis . وكثير من العائلات الحيوانية يمكنها الاستعانة بنواتج ثانوية للتمثيل الكيميائي عند فوهات مائية حرارية أو في موقع هيدرات الميثان أو المسربات الباردة أو جثث حيتان ساقطة .

يفترض بعض العلماء وجود تمثيل كيميائي لحياة تحت سطح المريخ وتحت سطح "قمر المشتري" أوروبا وربما في كواكب أخرى . .^[1]

أحد التفاعلات

أحد تفاعلات التمثيل الكيميائي هو تفاعل سلفيد الهيدروجين كالآتي:

6CO₂ + 6H₂S → C₆H₁₂O₆ + 6S

وتقوم بهذا التفاعل بكتيريا تعيش في فوهات مائية حرارية تنتج منها كربوهيدرات مثل C₆H₁₂O₆.

عمليات حيوية

تستغل الدودة الأنبوبية الكبيرة بكتيريا تعيش داخلها بغرض تثبيت الكربون والنمو وتستعين بسلفيد الهيدروجين كمصدر للطاقة ، وتقوم بإنتاج سكر و أحماض أمينية. .^[2]

وتنتج بعض التفاعلات الكبريت :

التمثيل الكيميائي لسلفيد الهيدروجين :^[3]

12H₂S + 6CO₂ → C₆H₁₂O₆ (=carbohydrate) + 6H₂O + 12S

وبدلا من إنتاج الأكسجين مثلما يحدث في التمثيل الضوئي تنتج من التفاعل كرات من الكبريت . وفي بكتيريا يمكنها القيام بالتمثيل الكيميائي ، مثل بكتيريا الكبريت الخضراء فهي تكون الكبريت ويمكن رؤيته أصفر اللون في السيتوبلازم .

اكتشافها

في عام 1890 اقترح "سرجي فينوجرادسكي " طريقة للحياة جديدة تسمى "تمثيل كيميائي". وكان اكتشافه أن بعض الميكروبات قد يمكنها العيش على مواد غير عضوية و اعتمد في أبحاثة خلال الثمانينيت من القرن التاسع عشر في شتراسبورج و زيوريخ على الحديد والكبريت وبكتيريا النتروجين .

فوهات مائية حرارية

أحياء تقوم بالتمثيل الكيميائي

أمثلة لأحياء تقوم بالتمثيل الكيميائي :

بكتيريا الكبريت : وهي تقوم بأكسدة سلفات الهيدروجين H₂S, مثلما في Rieselfeld
بكتيريا نتروجين : وهي تأكسد الأمونيا NH₃, وبالتالي تؤكسد النتريت NO₂⁻, مثلما في الأراضي الزراعية .
بكتيريا الحديد: وهي تؤكسد الحديد ثنائي التكافؤ Fفe²⁺ إلى حديد ثلاثي تكافؤ|التكافؤ Fe³⁺), مثلما في أنابيب المصارف

الزراعية  .

anaerobe Methanbakterien (Umsetzung von Wasserstoff H₂ mit Kohlenstoffdioxid CO₂ zu Wasser H₂O und Methan CH₄), z. B. in Biogasanlagen

المراجع

^ Chela-Flores, J. (2000): "Terrestrial microbes as candidates for survival on Mars and Europa", in: Seckbach, Joseph (ed.) Journey to Diverse Microbial Worlds: Adaptation to Exotic Environments, Springer, pp. 387–398. ISBN 0-7923-6020-6
^ Biotechnology for Environmental Management and Resource Recovery. Springer. 2013. ص. 179. ISBN:9788132208761.
^ Campbell N.A. e.a. (2008) Biology 8. ed. Pearson International Edition, San Francisco. ISBN 978-0-321-53616-7

انظر أيضاً

[1] Chela-Flores, J. (2000): "Terrestrial microbes as candidates for survival on Mars and Europa", in: Seckbach, Joseph (ed.) Journey to Diverse Microbial Worlds: Adaptation to Exotic Environments, Springer, pp. 387–398. ISBN 0-7923-6020-6

[2] Biotechnology for Environmental Management and Resource Recovery. Springer. 2013. ص. 179. ISBN:9788132208761.

[3] Campbell N.A. e.a. (2008) Biology 8. ed. Pearson International Edition, San Francisco. ISBN 978-0-321-53616-7

[1]

[2]

[3]

@@ سطر 1: / سطر 1: @@
 {{يحرر}}
-'''تمثيل كيميائي''' في [[الكيمياء الحيوية]] (بالإنكليزية: chemosynthesis) هو تحول جزيء كربون أو أكثر - عادة يكون ثاني أكسيد الكربون أو [[الميثان]] - ومواد أخرى إلى مادة عضوية عن طريق أكسدة جزيئات غير عضوية ، مثل [[الهيدروجين]] و [[سلفيد الهيدروجين]] أو [[الميثان]] كمصدر للطاقة ، استعاضة عن الأشعة الشمسية كما نعرفه  في [[تمثيل ضوئي|التمثيل الضوئي]] للنبات. وتوجد أحياء تستغل التمثيل الكيميائي للحصول على [[الكربون]] والنمو  من خلال  التمثيل الكيميائي (بالمقارنة باستغلال [[يخضور]] النبات لاشعة الشمس لربط الكربون والنمو). من تلك الأحياء [[بكتيريا تؤكسد الكبريت]] , و نوع من [[بروتوبكتيريا]] يسمى "إبسيلون برتوبكتيريا" و "أكويفيسيا " ، و [[أركيا]] التي تعيش على [[الميثان]] ، و [[بكتيريا تؤكسد الحديد]] ، وغيرها.
+'''تمثيل كيميائي''' في [[الكيمياء الحيوية]] (بالإنكليزية: chemosynthesis) هو تحول جزيء كربون أو أكثر - عادة يكون ثاني أكسيد الكربون أو [[الميثان]] - ومواد أخرى إلى مادة عضوية عن طريق أكسدة جزيئات غير عضوية ، مثل [[الهيدروجين]] و سلفيد الهيدروجين أو [[الميثان]] كمصدر للطاقة ، استعاضة عن الأشعة الشمسية كما نعرفه  في [[تمثيل ضوئي|التمثيل الضوئي]] للنبات. وتوجد أحياء تستغل التمثيل الكيميائي للحصول على [[الكربون]] والنمو  من خلال  التمثيل الكيميائي (بالمقارنة باستغلال [[يخضور]] النبات لاشعة الشمس لربط الكربون والنمو). من تلك الأحياء [[بكتيريا تؤكسد الكبريت]] , و نوع من [[بروتوبكتيريا]] يسمى "إبسيلون برتوبكتيريا" و "أكويفيسيا " ، و [[أركيا]] التي تعيش على [[الميثان]] ، و [[بكتيريا تؤكسد الحديد]] ، وغيرها.
 [[ملف:Venenivibrio.jpg|left|thumb|''[[Venenivibrio stagnispumantis]]'' gains energy by oxidizing hydrogen gas.]]
-كثير من الأحياء الميكروبية تعيش في أعماق البحار والمحيطات تقوم بالتمثيل الكيميائي للنمو من جزيئات بسيطة للكربون . وتصنف تلك المناطق  إلى نوعين : مناطق نادرة يكثر فيها غاز [[الهيدروجين]] ، فتكتسب الطاقة من تفاعل [[ثاني أكسيد الكربون]] و الهيدروجين ، مما ينتج [[الميثان]] CH<sub>4</sub> واساغلاله في النمو . ومناطق واسعة من المحيطات تحصل الأحياء  فيها على الطاقة عن طريق التمثيل الكيميائي عن طريق  تأكسد  مواد مثل [[سلفيد الهيدروجين]] أو [[الأمونيا]] . وقد تحدث تلك التفاعلات في وجود أو عدم وجود [[الأكسجين]].
+كثير من الأحياء الميكروبية تعيش في أعماق البحار والمحيطات تقوم بالتمثيل الكيميائي للنمو من جزيئات بسيطة للكربون . وتصنف تلك المناطق  إلى نوعين : مناطق نادرة يكثر فيها غاز [[الهيدروجين]] ، فتكتسب الطاقة من تفاعل [[ثاني أكسيد الكربون]] و الهيدروجين ، مما ينتج [[الميثان]] CH<sub>4</sub> واستغلاله في النمو . ومناطق واسعة من المحيطات تحصل الأحياء  فيها على الطاقة عن طريق التمثيل الكيميائي بأكسدة  مواد مثل [[سلفيد الهيدروجين]] أو [[الأمونيا]] . وقد تحدث تلك التفاعلات في وجود أو عدم وجود [[الأكسجين]].
 كثير من الأحياء الميكروبية الت تجري التمثيل الكيميائي تعيش عليها أحياء أخرى في البحار والمحيطات ، كما يحدث بين بعض منها  [[تعايش (أحياء)|تعايش]]  symbiosis . وكثير من العائلات الحيوانية يمكنها الاستعانة بنواتج ثانوية للتمثيل الكيميائي عند [[فوهة مائية حرارية|فوهات مائية حرارية]] أو في موقع  [[هيدرات الميثان]] أو [[مسرب بارد|المسربات الباردة]] أو [[جثة حوت|جثث حيتان]] ساقطة .