تمثيل كيميائي: الفرق بين النسختين
[نسخة منشورة] | [نسخة منشورة] |
Mn-imhotep (نقاش | مساهمات) |
Mn-imhotep (نقاش | مساهمات) |
||
سطر 47: | سطر 47: | ||
*بكتيريا نتروجين : وهي تأكسد [[الأمونيا]] ''NH<sub>3</sub>'', وبالتالي تؤكسد النتريت ''NO<sub>2</sub><sup>−</sup>'', مثلما في الأراضي الزراعية . |
*بكتيريا نتروجين : وهي تأكسد [[الأمونيا]] ''NH<sub>3</sub>'', وبالتالي تؤكسد النتريت ''NO<sub>2</sub><sup>−</sup>'', مثلما في الأراضي الزراعية . |
||
* [[بكتيريا الحديد]]: وهي تؤكسد الحديد ثنائي التكافؤ ''Fفe<sup>2+</sup>'' إلى حديد ثلاثي [[تكافؤ|التكافؤ]] ''Fe<sup>3+</sup>''), مثلما يحدث في أنابيب المصارف الزراعية . |
* [[بكتيريا الحديد]]: وهي تؤكسد الحديد ثنائي التكافؤ ''Fفe<sup>2+</sup>'' إلى حديد ثلاثي [[تكافؤ|التكافؤ]] ''Fe<sup>3+</sup>''), مثلما يحدث في أنابيب المصارف الزراعية . |
||
* [[بكتيريا الميثان]] تجري تفاعل [[الهيدروجين ''H<sub>2</sub>'' مع [[ثاني أكسيد الكربون ]] ''CO<sub>2</sub>'' وتكون ماء''H<sub>2</sub>O'' و [[الميثان]] ''CH<sub>4</sub>''، وهي تستغل استغلالا صناعيا لإنتاج [[غاز حيوي|الغاز الحيوي]] الذي أصبح مصدرا للطاقة المتجددة . |
* [[بكتيريا الميثان]] تجري تفاعل [[الهيدروجين]] ''H<sub>2</sub>'' مع [[ثاني أكسيد الكربون ]] ''CO<sub>2</sub>'' وتكون ماء ''H<sub>2</sub>O'' و [[الميثان]] ''CH<sub>4</sub>''، وهي تستغل استغلالا صناعيا لإنتاج [[غاز حيوي|الغاز الحيوي]] الذي أصبح مصدرا للطاقة المتجددة . |
||
==المراجع== |
==المراجع== |
نسخة 04:51، 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.
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 ، حيث تكون معيشة الحيوان منها معتمدة على الآخر في تبادل للمواد الغذائية . وكثير من العائلات الحيوانية يمكنها الاستعانة بنواتج ثانوية للتمثيل الكيميائي الذي تنتجه بكتيريا عند فوهات مائية حرارية أو يتسرب من شقوق في موقع هيدرات الميثان أو المسربات الباردة أو جثث حيتان أصابها التحلل .
يفترض بعض العلماء وجود تمثيل كيميائي لحياة تحت سطح المريخ وتحت سطح "قمر المشتري" أوروبا وربما في كواكب أخرى ، ولكن لا تزال البحوث جارية للتعرف على ذلك يقينا. .[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]
كما تنتج بعض التفاعلات الكبريت :
التمثيل الكيميائي لسلفيد الهيدروجين :[3]
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 الثمانينيات 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 سلفيد 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 التكافؤ Fe3+), مثلما يحدث في أنابيب المصارف الزراعية .
- بكتيريا الميثان تجري تفاعل الهيدروجين H2 مع ثاني أكسيد الكربون CO2 وتكون ماء H2O و الميثان CH4، وهي تستغل استغلالا صناعيا لإنتاج الغاز الحيوي الذي أصبح مصدرا للطاقة المتجددة .
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