Bactérias Quimiotróficas e Quimiolitróficas

As bactérias auto-tróficas obtêm o carbono de que necessitam para sustentar a sobrevivência e o crescimento a partir do dióxido de carbono (CO2). Para processar esta fonte de carbono, as bactérias necessitam de energia. As bactérias quimioautotróficas e quimiolitróficas obtêm sua energia da oxidação de compostos inorgânicos (não-carbono). Ou seja, elas obtêm sua energia a partir da energia já armazenada em compostos químicos. Ao oxidar os compostos, a energia armazenada em ligações químicas pode ser utilizada em processos celulares. Exemplos de compostos inorgânicos que são usados por estes tipos de bactérias são enxofre, íon amônio (NH4+) e ferro ferroso (Fe2+).

A designação autotrofo significa “auto nutritivo”. De fato, ambos quimioautotrofos e quimolitrofos são capazes de crescer em meio que é livre de carbono. A designação litotrófica significa “comer pedra”, atestando ainda mais a capacidade destas bactérias de crescerem em ambientes aparentemente inóspitos.

As bactérias mais quimiotróficas são quimiotróficas. Se a fonte de energia consiste em grandes produtos químicos que são complexos na estrutura, como é o caso quando os produtos químicos são derivados de organismos outrora vivos, então são as bactérias quimioautotróficas que utilizam a fonte. Se as moléculas são pequenas, como com os elementos listados acima, elas podem ser utilizadas por quimiolitrofos.

Apenas as bactérias são quimiolitrofos. Quimioautotrofos incluem bactérias, fungos, animais e protozoários .

Existem vários grupos comuns de bactérias quimioautotroficas. O primeiro grupo é a bactéria de enxofre incolor. Estas bactérias são distintas das bactérias de enxofre que utilizam a luz solar. Estas últimas contêm o composto clorofila , e por isso aparecem coloridas. As bactérias de enxofre incolores oxidam o sulfureto de hidrogénio (H2S) ao aceitarem um electrão do composto. A aceitação de um elétron por um átomo de oxigênio cria água e enxofre. A energia desta reação é então usada para reduzir o dióxido de carbono para criar carboidratos. Um exemplo de uma bactéria de enxofre incolor é o gênero Thiothrix.

Um outro tipo de quimioautotrofo é a bactéria “ferro”. Estas bactérias são mais comumente encontradas como a camada enferrujada e viscosa que se acumula no interior dos vasos sanitários. Numa série de reacções químicas semelhantes às das bactérias do enxofre, as bactérias do ferro oxidam os compostos de ferro e utilizam a energia obtida com esta reacção para impulsionar a formação de hidratos de carbono. Exemplos de bactérias do ferro são o Thiobacillus ferrooxidans e o Thiobacillus thiooxidans. Estas bactérias são comuns no escoamento das minas de carvão. A água é muito ácida e contém ferro ferroso. Quimioautotrofos prosperam em tal ambiente.

Um terceiro tipo de bactérias quimioautotróficas inclui as bactérias nitrificantes. Estes quimioautotrofos oxidam o amoníaco (NH3) para nitrato (NO3-). As plantas podem usar o nitrato como uma fonte de nutrientes. Estas bactérias nitrificantes são importantes no funcionamento do ciclo global do azoto. Exemplos de bactérias quimioautotroficantes nitrificantes incluem Nitrosomonas e Nitrobacter.

A evolução das bactérias a existir como quimioautotrofos ou quimiolitrofos permitiu-lhes ocupar nichos que de outra forma seriam desprovidos de vida bacteriana. Por exemplo, nos últimos anos os cientistas estudaram uma caverna perto de Lovell, Wyoming. A água subterrânea que atravessa a caverna contém um forte ácido sulfúrico. Além disso, não há luz solar. A única fonte de vida para as prósperas populações bacterianas que aderem às rochas são as rochas e a química das águas subterrâneas.

O rendimento energético do uso de compostos inorgânicos não é tão grande como a energia que pode ser obtida por outros tipos de bactérias. Mas os quimioautotrofos e quimolitrofos não costumam enfrentar a competição de outros microorganismos, portanto a energia que eles são capazes de obter é suficiente para sustentar a sua existência. De fato, os processos inorgânicos associados com quimiotrofas e quimioautotrofos podem fazer destas bactérias uma das mais importantes fontes de meteorização e erosão das rochas na Terra.

A capacidade das bactérias quimiotrofas e quimiotrofas de prosperar através da energia obtida pelos processos inorgânicos é a base para as atividades metabólicas dos chamados extremófilos . Estas são bactérias que vivem em extremos de pH , temperatura de pressão, como três exemplos. Além disso, foi sugerido que as capacidades metabólicas dos extremófilos poderiam ser duplicadas em corpos planetários extraterrestres.

Veja também Metabolismo