Роль хемосинтеза и ассимиляции в биологии
В процессе ассимиляции простые вещества (а те, что первоначально имели сложную структуру, сначала должны расщепиться до простых), которые не являются специфическими для того или иного организма, переходят в более сложные, являющиеся характерными для данного конкретного соединения, то есть, организмом.
Таким образом, ассимиляция в биологии представляет собой уподобление при совокупности анаболических процессов в живом организме, в течение которых разнообразные вещества входят в его состав. Процесс ассимиляции подразумевает одновременный синтез таких высокомолекулярных соединений как нуклеиновые кислоты, белки, липиды и полисахариды. Данный процесс невозможен без энергии. Уравновесить ассимиляцию помогает сумма процессов диссимиляции, то есть распада.
Разновидностью ассимиляции является хемосинтез, который представляет собой вариант автотрофного питания, где источником энергии, из которого организм синтезирует органические вещества из углекислого газа, являются реакции окисления неорганических веществ. Такой способ получения энергии применяют только бактерии и археи.
Следует понимать, что та энергия, которая выделяется в процессе реакции окисления неорганических окислений, непосредственно не используется при ассимиляции. Сначала она должна быть переведена в энергию макроэнергетических соединений, и только после этого она может быть использована для синтеза органики.
К организмам, которые питаются при помощи хемосинтеза, относят следующие виды существ. Железобактерии занимаются окислением двухвалентного железа до степени трехвалентного. При помощи серобактерий сероводород окисляется до состояния молекулярной серы или же до получения солей серной кислоты. Благодаря нитрифицирующим бактериям окисляется аммиак, который образуется в процессе гниения органических образований, и доходит до состояния азотистой и азотной кислот, которые, в свою очередь, приходят во взаимодействие с минералами почв и превращаются в нитриты и нитраты.
Такие бактерии как тионовые имеют способность к окислению тиосульфатов, сульфидов и сульфитов, а также молекулярной серы до состояния серной кислоты, причем процесс окисления у них отличен от серобактерий в основном тем, что тионовые бактерии не образуют отложений внутриклеточной серы. Водородные бактерии отличаются способностью к окислению молекулярного водорода.
Хемосинтезирующие организмы могут обитать в океанах на глубине нескольких километров, например, там, где в воду из разломов земной коры поступает сероводород. Поэтому, если даже стебель любого растения никак не может обойтись без солнечного света, то хемосинтетики являются единственными земными организмами, которые не зависят от солнечного света. С другой же стороны, жизнь хемосинтезирующих бактерий все равно косвенно зависит от солнца, так как многие элементы, которыми они питаются, образуются за счет солнечной энергии.
Хемосинтез играет огромную роль в природном круговороте важнейших элементов, таких как азот, сера, железо. А хемосинтетики крайне важны как естественные потребители различных ядовитых веществ.
