Fotosentez, enerji kaynağı olarak ışığı kullanır. Ancak bazı canlılar, ışık enerjisi olmadan, inorganik maddeleri oksitleyerek açığa çıkan kimyasal enerjiyi kullanarak organik madde sentezleyebilir. Bu olaya kemosentez (kimyasal sentez) denir.
Kemosentez olayını genel bir denklemle ifade edebiliriz:
\( \text{İnorganik Madde} + O_2 + CO_2 \xrightarrow[\text{Enerji}]{\text{Kimyasal}} \text{Organik Bileşik} + \text{İnorganik Ürün(ler)} \)
Burada enerji, inorganik maddenin (örneğin amonyak, hidrojen sülfür) oksitlenmesi sonucu açığa çıkar.
Kemosentez yapan canlılar, genellikle bazı bakterilerdir. Bu bakteriler, enerji kaynağı olarak farklı inorganik maddeleri kullanırlar:
Özetle: Kemosentez, kimyasal enerji ile organik madde sentezidir ve bu sayede ışığın olmadığı ortamlarda bile yaşamın sürekliliğine katkıda bulunur.
Soru 1: Bir biyolog, okyanusun derinliklerinde hidrotermal vent çevresinde yaşayan bir bakteri türü üzerinde çalışma yapmaktadır. Bu bakterilerin, bulundukları ortamdaki hidrojen sülfürü (\( H_2S \)) oksitleyerek enerji elde ettiği ve bu enerjiyi karbon kaynağı olarak sadece \( CO_2 \) kullanarak organik madde sentezlemek için kullandığı tespit edilmiştir. Bu bakteri ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
a) Işık enerjisine ihtiyaç duymazlar.
b) Enerji üretimi için inorganik maddeleri oksitlerler.
c) Ototrof canlılardır.
d) Elde ettikleri enerjinin tamamını ATP sentezinde kullanırlar.
e) Bulundukları ekosistemde üretici basamağında yer alırlar.
Cevap: d) Elde ettikleri enerjinin tamamını ATP sentezinde kullanırlar.
Çözüm: Kemosentetik bakteriler, inorganik maddeleri oksitleyerek elde ettikleri enerjinin bir kısmını ATP sentezi için, bir kısmını ise organik madde sentezi (CO2'nin indirgenmesi) için kullanırlar. Enerjinin tamamı ATP sentezine harcanmaz.
Soru 2: Bir ekosistemdeki X ve Y canlıları ile ilgili şu bilgiler veriliyor:
- X canlısı, amonyağı (\( NH_3 \)) nitritlere (\( NO_2^- \)) oksitler.
- Y canlısı ise nitritleri (\( NO_2^- \)) nitratlara (\( NO_3^- \)) oksitler.
- Her iki canlı da bu reaksiyonlardan açığa çıkan kimyasal enerjiyi, organik besin sentezlemek için kullanır.
Buna göre X ve Y canlıları ile ilgili aşağıdakilerden hangisi söylenemez?
a) Her ikisi de prokaryot hücre yapısına sahiptir.
b) Her ikisi de inorganik maddelerden organik madde sentezler.
c) Y canlısı, X canlısının ürettiği bir maddeyi kullanır.
d) Her ikisi de azot döngüsünde görev alır.
e) Y canlısı, X canlısına göre daha kompleks organik moleküller sentezler.
Cevap: e) Y canlısı, X canlısına göre daha kompleks organik moleküller sentezler.
Çözüm: Her iki bakteri de kemoototrof olduğu için sentezledikleri temel organik moleküller (örneğin glikoz) aynıdır. Kemosentezde, enerji kaynağının farklı olması, sentezlenen organik maddenin yapısını veya kompleksliğini değiştirmez.
Soru 3: Nitrifikasyon bakterileri, azot döngüsünün önemli bir basamağını gerçekleştirir. Bu bakteriler topraktaki amonyağı önce nitrite, sonra da nitrata dönüştürürler. Bu işlem sırasında açığa çıkan enerjiyi kullanarak kendi besinlerini üretirler. Bu parçada sözü edilen nitrifikasyon bakterileri ile ilgili,
I. Işık olmadan da yaşamlarını sürdürebilirler.
II. Hücresel solunum için gerekli olan ATP'yi bu reaksiyonlardan sağlarlar.
III. Heterotrof beslenme özelliği gösterirler.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
a) Yalnız I
b) Yalnız II
c) I ve II
d) II ve III
e) I, II ve III
Cevap: c) I ve II
Çözüm: I. DOĞRU. Kemosentetik organizmalar oldukları için ışığa ihtiyaç duymazlar. II. DOĞRU. İnorganik maddeleri oksitleyerek açığa çıkan enerjiyi, hem ATP sentezinde hem de besin üretiminde kullanırlar. III. YANLIŞ. Kendi besinini kendisi sentezlediği için ototroftur, heterotrof değildir.
