Principal diferença - quimiossíntese vs fotossíntese

A quimiossíntese e a fotossíntese são os dois principais mecanismos de produção em que os organismos produzem seus próprios alimentos. Ambos os processos estão envolvidos na produção de açúcares simples como a glicose a partir de dióxido de carbono e água. o principal diferença entre quimiossíntese e fotossíntese é que quimiossíntese é o processo que sintetiza os compostos orgânicos na célula pela energia gerada a partir de reações químicas enquanto que fotossíntese é o processo que sintetiza compostos orgânicos pela energia obtida da luz solar.

Este artigo analisa,

1. O que é quimiossíntese - Definição, Características, Processo 2. O que é fotossíntese - Definição, Características, Processo 3. Qual é a diferença entre Quimiossíntese e Fotossíntese

O que é quimiossíntese

A quimiossíntese é a síntese de compostos orgânicos com o aproveitamento da energia obtida pela oxidação de compostos inorgânicos. A quimiossíntese ocorre na ausência de luz solar, em locais como fontes hidrotermais no fundo do oceano. Os organismos que vivem em fontes hidrotermais utilizam compostos inorgânicos que saem do fundo do mar como sua fonte de energia para a produção de alimentos. Assim, as fontes hidrotermais consistem em alta biomassa, incluindo distribuição esparsa de animais, que dependem da queda de alimentos pela quimiossíntese. A quimiossíntese é feita principalmente por micróbios, que são encontrados no fundo do mar, formando esteiras microbianas. Escamas, lapas e caracóis como pastadores podem ser encontrados na esteira comendo-os. Os predadores também vêm e comem esses pastadores. Animais como vermes tubulares são encontrados vivendo como simbiontes com bactérias quimiossintéticas. Vermes tubulares gigantes próximos a um respiradouro hidrotérmico são mostrados na figura 1.

Figura 1: Minhocas tubulares gigantes próximas a um respiradouro hidrotérmico

Durante a quimiossíntese, as bactérias usam a energia armazenada em ligações químicas de sulfeto de hidrogênio ou gás hidrogênio para produzir glicose a partir de dióxido de carbono dissolvido e água. A reação química para a utilização de sulfeto de hidrogênio na quimiossíntese é apresentada a seguir.

12H₂S + 6CO₂ → C₆H₁₂O₆ (Glicose) + 6H₂O + 12S

Os organismos que realizam a quimiossíntese são chamados de quimiotróficos. Quimioorganotróficos e quimiolitotróficos são as duas categorias de quimiotróficos. Os quimiolitotróficos usam elétrons de fontes químicas inorgânicas como sulfeto de hidrogênio, íons de amônio, íons ferrosos e enxofre elementar. Acidithiobacillus ferrooxidans que é uma bactéria de ferro, Nitrosomonas que é uma bactéria nitrosante, Nitrobactor que é uma bactéria nitrificante, proteobactérias oxidantes de enxofre, aquificaeles e arquéias metanogênicas são os exemplos quimiolitotróficos.

O que é fotossíntese

Fotossíntese é o processo no qual as plantas verdes e as algas sintetizam a glicose a partir do dióxido de carbono e da água, usando a luz solar como fonte de energia. O pigmento clorofila está envolvido neste processo. Nas plantas, a fotossíntese ocorre em plastídios especializados chamados cloroplastos. As plantas superiores consistem em folhas, contendo mais clorofila para realizar a fotossíntese de forma eficiente.

Figura 2: Folhas fotossintetizantes

Duas categorias de fotossíntese são encontradas: fotossíntese oxigenada e fotossíntese anoxigênica. A fotossíntese oxigenada ocorre em cianobactérias, algas e plantas, enquanto a fotossíntese anoxigênica ocorre em bactérias sulfurosas roxas e bactérias sulfurosas verdes. Durante a fotossíntese oxigenada, os elétrons são transferidos da água para o dióxido de carbono. Assim, a água é oxidada e o dióxido de carbono é reduzido, produzindo glicose. Conseqüentemente, o doador de elétrons na fotossíntese oxigenada é a água. O gás oxigênio é um subproduto da fotossíntese oxigenada. Em contraste, a fotossíntese anoxigênica não produz oxigênio como subproduto. O doador de elétrons é variável e pode ser o sulfeto de hidrogênio. As reações químicas da fotossíntese oxigenada e anoxigênica são mostradas abaixo.

Fotossíntese oxigenada:

6CO₂ + 12H₂O + Energia da Luz → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O

Fotossíntese anoxigênica:

CO₂ + 2H₂S + Energia luminosa → [CH₂O] + 2S + H₂O

Os organismos que realizam a fotossíntese são chamados de fototróficos. Fotoautotróficos e foto-heterotróficos são as duas categorias de fototróficos. A fonte de carbono dos fotoautótrofos é o dióxido de carbono, enquanto a fonte de carbono dos foto-heterotróficos é o carbono orgânico. Plantas verdes, cianobactérias e algas são exemplos de fotoautotróficos e algumas bactérias como o rodobator são exemplos de foto-heterotróficos.

Diferença entre quimiossíntese e fotossíntese

Fonte de energia

Quimiossíntese: A fonte de energia da quimiossíntese é a energia química armazenada em produtos químicos inorgânicos como o sulfeto de hidrogênio.

Fotossíntese: A fonte de energia da fotossíntese é a luz solar.

Conversão de energia

Quimiossíntese: A energia química armazenada em compostos inorgânicos é armazenada em compostos orgânicos durante a quimiossíntese.

Fotossíntese: A energia da luz é convertida em energia química durante a fotossíntese.

Organismos

Quimiossíntese: Os organismos quimiossintéticos são chamados coletivamente de quimiotróficos.

Fotossíntese: Organismos fotossintéticos são chamados coletivamente de fototróficos.

Pigmentos Envolvidos

Quimiossíntese: Nenhum pigmento está envolvido na quimiossíntese.

Fotossíntese: Clorofila, carotenóides e ficobilinas são os pigmentos envolvidos na fotossíntese.

Plastídios envolvidos

Quimiossíntese: Os plastídeos não estão envolvidos na quimiossíntese.

Fotossíntese: Os cloroplastos são os plastídios encontrados nas plantas; as reações da fotossíntese estão concentradas na célula.

Oxigênio como subproduto

Quimiossíntese: O gás oxigênio não é liberado como subproduto.

Fotossíntese: O oxigênio é liberado como subproduto durante a fotossíntese.

Contribuição para a energia biosférica total

Quimiossíntese: A quimiossíntese tem uma contribuição menor para a energia biosférica total.

Fotossíntese: A fotossíntese tem uma contribuição maior para a energia biosférica total.

Categorias

Quimiossíntese: Quimioorganotróficos e quimiolitotróficos são as duas categorias de quimiotróficos.

Fotossíntese: Fotoautotróficos e foto-heterotróficos são as duas categorias de fototróficos.

Presença

Quimiossíntese: A quimiossíntese é encontrada em bactérias como Acidithiobacillus ferrooxidans, Nitrosomonas, Nitrobacter, proteobactérias oxidantes de enxofre, aquificaeles e arquéias como arquéias metanogênicas.

Fotossíntese: A fotossíntese é encontrada em plantas verdes, cianobactérias, algas e bactérias semelhantes a Rhodobactor.

Conclusão

A quimiossíntese e a fotossíntese são dois tipos de produções primárias encontradas entre os organismos. A quimiossíntese e a fotossíntese alimentam todas as formas de vida na Terra. Tanto a maioria dos organismos quimiossintéticos quanto os fotossintéticos utilizam dióxido de carbono e água para produzir compostos orgânicos como alimento. A quimiossíntese usa a energia química armazenada em compostos inorgânicos para produzir açúcares simples como a glicose. É a principal fonte de energia da maioria dos animais encontrados em fontes hidrotermais no fundo do mar, onde a luz do sol é incapaz de alcançar. Em contraste, a fotossíntese usa a energia luminosa do sol para produzir glicose. A quimiossíntese é encontrada principalmente em bactérias, que podem viver independentemente no fundo do mar ou simbiontes que vivem dentro de animais como vermes tubulares, substituindo seus intestinos. As plantas terrestres são os principais produtores da maioria das cadeias alimentares do planeta. No entanto, a principal diferença entre quimiossíntese e fotossíntese é sua fonte de energia.

Referência: 1. Comitê de Oportunidades de Pesquisa em Biologia do National Research Council (US). “Ecologia e ecossistemas”. Oportunidades em Biologia. U.S. National Library of Medicine, 01 de janeiro de 1989. Web. 03 de abril de 2017. 2. Conselho de Estudos do Oceano do National Research Council (US). “Conquistas na Oceanografia Biológica.” 50 Years of Ocean Discovery: National Science Foundation 1950-2000. Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA, 01 de janeiro de 1970. Web. 03 de abril de 2017. 3. Cooper, Geoffrey M. “Photosynthesis.” The Cell: A Molecular Approach. 2ª edição. Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA, 01 de janeiro de 1970. Web. 03 de abril de 2017.

Cortesia da imagem: 1. “Giant tube worms next to vent” Por Nasa - (Domínio Público) via Commons Wikimedia 2. “318743” (Domínio Público) via Pixabay