Kemotrof

Kemotrof, içinde bulunduğu ortamdaki elektron vericisi/donörü moleküllerin oksidasyonu ile açığa çıkan elektronlardan enerji sağlayan canlıdır. Bu özellikleriyle kemotroflar, güneş enerjisini kullanarak fotosentez ile enerji elde eden fototroflardan ayrılırlar.

Doğada en sık bulunan kemotrofik organizmalar, başta arkeler ve bakteriler gelmek üzere, prokaryotlardır.

Diğer canlılarda olduğu gibi, kemotroflar da yaşamlarını sürdürebilmek ve üreyebilmek için karbon bileşiklerine ihtiyaç duyarlar. Bu molekülleri kendi başlarına, yani kemosentez ile doğrudan karbondioksitten (CO₂) üretip üretememelerine göre, sırasıyla, kemoototrof ya da kemoheterotrof olarak ayrılırlar.

Kemoototroflar

Atlantik Ortası Sırtı'nda yer alan, bol miktarda sülfit içeren dumanıyla siyah tüten tipte bir hidrotermal baca.

Kemoototroflar, ihtiyaçları olan organik molekülleri kemosentez ile, yani doğrudan CO₂ bağlayarak sentezleyebilen organizmalardır. Çoğu bakteri ya da arke türü olan bu canlılar, esasen kemolitoototroflardır: kemosentez için gerekli enerjiyi amonyak/amonyum, ferröz demir (Fe⁺²), magnezyum, manganez, elementer ya da hidrojen sülfür ve moleküler hidrojen (H₂) gibi inorganik maddelerin oksidasyonundan elde ederler.

Bazı örnek canlı grupları şunlardır:

• Toprakta bulunan ve amonyak/amonyum oksitleyerek nitrojen bağlayan arke ve bakteriler
• Sulak alanlarda bulunan ve H₂ ile CO₂'den bataklık gazının temel bileşeni olan metanı elde eden metanojen arkeler
• Lav yataklarında bulunan Fe⁺² oksitleyici bakteriler
• Derin deniz hidrotermal bacalarında bulunan sülfür oksitleyici arkeler (tipik bir örnek olarak, Sulfolobus cinsi)

Son üç örnekte görüldüğü üzere kemolitoototroflar, karbondioksit dışında başka herhangi bir karbon kaynağının bulunmadığı ya da eser miktarda olduğu çok zorlu ortamlarda çoğalabilirler ve o ortamların birincil üreticisi durumundadırlar.

Kemolitoototrofik mikroorganizmaların çoğalması, şaşırtıcı ölçüde hızlı olabilir. Örneğin bir Thiomicrospira crunogena kolonisinin iki katına çoğalma süresi, yaklaşık bir saattir.

Kemoheteroflar

Kemoototrofların tersine, kemoheterotroflar kendi organik moleküllerini kemosentez ile elde edemezler ve ortamda başka canlılarca üretilmiş olarak bulunan karbonhidratlar, lipidler ve proteinler gibi karbon bileşikleri ile beslenmek zorundadırlar. Ancak, bu süreç için gerekli enerjiyi ise yine kemoototroflar gibi inorganik maddelerin oksidasyonunda elde ederler.

Başka canlıların ürettiği karbon kaynaklarına bağımlı olan kemoheterotroflar, yalnızca başka canlı türlerinin gelişmesine izin veren ortamlarda çoğalabilirler ama yine de en bol bulunan tipte kemotrofik organizmalardır: çoğu bakteri, mantar ve protozoa, kemoheterotroftur.

Adlandırma

Kemotrofların adlandırılmasnda kullanılmış olan bileşik sözcükler Eski Yunanca kaynaklıdır ve kök sözcüklere göre anlamları aşağıdaki gibidir:

• Kemo-trof → χημία (kemia) + τροφιά (trofia) = kimyasal + beslenme
• Kemo-oto-trof → χημία (kemia) + αὐτός (autos) + τροφιά (trofia) = kimyasal + kendi + beslenme
• Kemo-hetero-trof → χημία (kemia) + ἕτερος (eteros) + τροφιά (trofia) = kimyasal + başka/diğer + beslenme