Ejercicio resuelto de Fotosíntesis · Biología · La Rioja · 2024

Quimiosíntesis y fotosíntesis son dos procesos metabólicos de anabolismo autótrofo que se dan en la naturaleza, pero:

a) ¿Qué es la quimiosíntesis y en qué se diferencia de la fotosíntesis? [0,4 puntos]

b) ¿Qué tipo de organismos realizan este proceso? [0,3 puntos]

c) ¿En qué hábitats podemos encontrar a estos organismos y qué importancia tienen en los ecosistemas donde se encuentran? [0,3 puntos]

$\textbf{a) ¿Qué es la quimiosíntesis y en qué se diferencia de la fotosíntesis? [0,4 puntos]}$

La quimiosíntesis es un proceso de anabolismo autótrofo en el que el organismo sintetiza materia orgánica a partir de materia inorgánica utilizando como fuente de energía la que se libera al oxidar compuestos inorgánicos reducidos, en lugar de la energía luminosa.

$\text{Carácter}$	$\text{Fotosíntesis}$	$\text{Quimiosíntesis}$ Fuente de energía	La luz	La oxidación de compuestos inorgánicos: $NH_3$, $H_2S$, $Fe^{2+}$, $H_2$ Necesidad de luz	Imprescindible	Ninguna: puede darse en total oscuridad Pigmentos	Clorofilas y carotenoides	No los necesita Quién la realiza	Plantas, algas, cianobacterias y bacterias fotosintéticas	Solo determinadas bacterias y arqueas Fijación del carbono	Ciclo de Calvin	Ciclo de Calvin, igual

La diferencia esencial es, por tanto, el origen del ATP y del poder reductor. Una vez obtenidos, la fase de fijación del carbono es la misma en ambos procesos.

$\textbf{b) ¿Qué tipo de organismos realizan este proceso? [0,3 puntos]}$

Solo bacterias y arqueas, es decir, procariotas; ningún eucariota es quimiosintético. Se clasifican según el sustrato que oxidan:

Las bacterias nitrificantes, que oxidan compuestos nitrogenados. $\textit{Nitrosomonas}$ oxida el amoníaco a nitrito y $\textit{Nitrobacter}$ el nitrito a nitrato.

Las sulfobacterias o bacterias incoloras del azufre, como $\textit{Beggiatoa}$ o $\textit{Thiobacillus}$, que oxidan el sulfuro de hidrógeno y el azufre a sulfato.

Las ferrobacterias, que oxidan el hierro ferroso a férrico.

Y las bacterias del hidrógeno, que oxidan el $H_2$ molecular.

$\textbf{c) ¿En qué hábitats podemos encontrar a estos organismos y qué importancia tienen en los ecosistemas donde se encuentran? [0,3 puntos]}$

Viven allí donde hay compuestos inorgánicos reducidos que oxidar, y con frecuencia donde no llega la luz: en el suelo, en las aguas residuales, en los fondos pantanosos, en las aguas termales y sulfurosas, en las minas y, de forma muy notable, en las fumarolas hidrotermales de las dorsales oceánicas, a miles de metros de profundidad.

Su importancia es doble. Por un lado, cierran los ciclos biogeoquímicos: las nitrificantes transforman el amoníaco procedente de la descomposición en nitrato, que es la forma en que las plantas pueden asimilar el nitrógeno, de modo que sin ellas la materia orgánica muerta no volvería al ecosistema como nutriente. Lo mismo hacen las del azufre y las del hierro en sus respectivos ciclos.

Por otro, en los ecosistemas de las fumarolas hidrotermales son los productores primarios: ocupan el lugar que en la superficie ocupan las plantas y sostienen por sí solas comunidades enteras de gusanos, moluscos y crustáceos, en el único caso conocido de ecosistemas complejos independientes de la luz solar.