Materi Tentang Kemosintesis

KEMOSINTESIS

Kemosintesis merupakan contoh reaksi anabolisme selain fotosintesis. Kemosintesis adalah konversi biologis satu molekul karbon atau lebih (biasanya karbon dioksida atau metana), senyawa nitrogen dan sumber makanan menjadi senyawa organik dengan menggunakan oksidasi molekul anorganik (contohnya gas hidrogen, hidrogen sulfida) atau metana sebagai sumber energi, daripada cahaya matahari, seperti pada fotosintesis. Dalam penjelasan yang lebih sederhana, kemosintesis adalah anabolisme yang menggunakan energi kimia. Energi kimia yang digunakan pada reaksi ini adalah energi yang dihasilkan dari suatu reaksi kimia, yaitu reaksi oksidasi.

Organisme autotrof yang melakukan kemosintesis disebut kemoautotrof. Kemampuan melakukan kemosintesis hanya dimiliki oleh beberapa jenis mikroorganisme, misalnya bakteri belerang nonfotosintetik (Thiobacillus) dan bakteri nitrogen (Nitrosomonas dan Nitrosococcus). Banyak mikroorganisme di daerah laut dalam menggunakan kemosintesis untuk memproduksi biomassa dari satu molekul karbon. Dua kategori dapat dibedakan. Pertama, di tempat yang jarang tersedia molekul hidrogen, energi yang tersedia dari reaksi antara CO2 dan H2 (yang mengawali produksi metana, CH4) dapat menjadi cukup besar untuk menjalankan produksi biomassa. Kemungkinan lain, dalam banyak lingkungan laut, energi untuk kemosintesis didapat dari reaksi antara O2 dan substansi seperti hidrogen sulfida atau amonia. Pada kasus kedua, mikroorganisme kemosintetik bergantung pada fotosintesis yang berlangsung di tempat lain dan memproduksi O2 yang mereka butuhkan.

A.      BAKTERI NITRIFIKASI

Nitrifikasi adalah suatu proses oksidasi enzimatik yakni perubahan senyawa ammonium menjadi senyawa nitrat yang dilakukan oleh bakteri-bakteri tertentu.

Bakteri nitrifikasi sangat sensitive terhadap lingkungan mereka, lebih dari heterotrof pada umumnya. Akibatnya kondisi tanah mempengaruhi kemampuan tumbuh  dari nitrifikasi yang membutuhkan perhatian tertentu.

Proses ini berlangsug dalam dua tahap dan masing-masing dilakukan oleh grup bakteri yang berbeda. Tahap pertama adalah proses oksidasi ammonium menjadi nitrit yang dilaksanakan oleh bakteri Nitrosomonas dan tahap kedua adalah proses oksidasi enzimatik nitrit menjadi nitrat yang dilaksanakan oleh bakteri Nitrobakter

Beberapa bakteri nitrifikasi antara lain : bakteri  Nitrosomonas, Nitrosococcus,Nitrobacter, dan Bactoderma. Nitrosococcus dan Nitrosomonas (bakteri nitrat) mengoksidasi amonia menjadi nitrit.

Bactoderma dan nitrobacter (bakteri nitrat) mengoksidasi nitrit menjadi nitrat dalam keadaan aerob.

B.      BAKTERI BELERANG

                        Bakteri belerang mengoksidasikan H2S untuk memperoleh energi. Selanjutnya energi yang diperoleh digunakan untuk melakukan asimilasi Proses penyusunan bahan organik itu menggunakan energi pemecahan senyawa kimia, maka disebut kemosintesis.Perhatikan reaksi berikut!

Energi yang diperoleh lebih kecil jumlahnya daripada yang dihasilkan dari cahaya. Energi tersebut digunakan untuk fiksasi CO2
menjadi karbohidrat. Dengan demikian, reaksi selengkapnya adalah:

C.      BAKTERI BESI

Beberapa bakteri besi pada umumnya,misalnya Leptothrix,Crenothrix,Cladothrix,Galionella,spiruphyllum,dan Ferrobacillus mengoksidasi ion ferro menjadi ion ferri.

D.      BAKTERI HIDROGEN

Salah satu jenis bakteri hidrogen,yaitu Bacillus panctotropjus dapat tumbuh dalam medium anorganik yang mengandung hidrogen , CO2, dan O2 serta dapat mengoksidasi hidrogen dengan membebaskan energi . Energi ini dapat digunakan dalam proses kemosintesis berikut

E.       BAKTERI METANA

Methanonas merupakan salah satu contoh bakteri metana yang metana yang mampu mengoksidasi  metana menjadi CO2 . Metana menyediakan karbon dan energi bagi bakteri aerob ini . Perhatikan reaksi ini !

Energi yang diperoleh pada kemosintesis digunakan untuk proses fosforilasi(proses penambahan gugus fosfat pada protein) dan reduksi CO2 menjadi karbohidrat

Perbedaan antara fotosintesis dengan kemosintesis dapat dilihat dalam tabel berikut :