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Il potere della respirazione anaerobica: come usano questi organismi la chemiosintesi per generare energia?
Nella nostra vita quotidiana, l'ossigeno è un elemento quasi indispensabile per le attività vitali. Tuttavia, alcuni organismi sulla Terra sono completamente indipendenti dall'ossigeno e sono addirittura danneggiati dalla sua presenza. In che modo questi organismi, chiamati anaerobi, utilizzano la chemiosintesi per produrre energia e sopravvivere in un ambiente privo di luce?
Gli organismi anaerobici sono quelli che non necessitano di ossigeno molecolare per il metabolismo e possono essere organismi unicellulari, come protozoi e batteri, oppure organismi multicellulari.
Gli organismi anaerobici solitamente ricavano energia attraverso la fermentazione o la respirazione anaerobica. A differenza degli organismi aerobici, questi organismi non producono anidride carbonica durante il metabolismo energetico, il che consente loro di sopravvivere in ambienti estremi. In realtà, l'esistenza di organismi anaerobi risale al XVII secolo: fu Antonie van Leeuwenhoek a descrivere per primo l'esistenza di questi microrganismi nel 1680.
In molti casi, gli organismi anaerobici sono in grado di effettuare la chemiosintesi, un modo per ottenere energia che non richiede l'assistenza della luce solare. Questo perché gli organismi anaerobici sono in grado di utilizzare composti inorganici, come l'idrogeno o l'acido solfidrico, e di convertirli in materia organica. Alcuni microrganismi che vivono vicino alle sorgenti idrotermali in acque profonde ne sono un esempio. In questi ambienti, la fotosintesi non può aver luogo, ma i microrganismi possono comunque ottenere l'energia di cui hanno bisogno dalle sostanze chimiche.
Ad esempio, alcuni batteri che vivono nelle sorgenti idrotermali dei fondali marini possono utilizzare idrogeno e acido solfidrico per effettuare una sintesi chimica volta a produrre la materia organica necessaria.
Da tempo gli scienziati studiano la diversità degli organismi anaerobici e li classificano in base alla loro capacità di adattarsi all'ossigeno. Esistono tre tipi principali di organismi anaerobici: anaerobi assoluti, che sono estremamente sensibili all'ossigeno; organismi aerotolleranti, che tollerano l'ossigeno ma non possono utilizzarlo; e anaerobi facoltativi, che possono utilizzare l'ossigeno quando è disponibile. Respirano, ma possono sopravvivere senza ossigeno .
Per quanto riguarda il metabolismo energetico di questi organismi, alcuni organismi strettamente anaerobici ottengono energia attraverso la fermentazione, mentre altri possono effettuare la respirazione anaerobica. Questi percorsi metabolici consentono loro di sopravvivere quando l'ossigeno non è disponibile.
Alcuni batteri anaerobici e archea ricavano energia attraverso diversi percorsi di fermentazione, tra cui la fermentazione del propionato, la fermentazione del butirrato e la metanogenesi.
Nel 2010, gli scienziati hanno scoperto sul fondale del Mar Morto diversi organismi anaerobici che non erano in grado nemmeno di effettuare la fosforilazione ossidativa. Questi organismi anaerobici ricavano energia utilizzando l'idrogeno, che consente loro di sopravvivere in ambienti estremamente anaerobici.
Inoltre, è interessante la simbiosi associata agli organismi anaerobici. Ad esempio, alcuni animali hanno organismi unicellulari che vivono in simbiosi con batteri anaerobici nel rumine. Questi batteri anaerobici sono in grado di scomporre la cellulosa che gli animali non possono digerire, fornendo loro nutrimento. Ciò fa sì che gli organismi anaerobici svolgano un ruolo importante nell'ecosistema, mantenendo l'equilibrio ecologico attraverso la collaborazione con altri organismi.
Si può notare che l'esistenza di organismi anaerobici implica la necessità di riconsiderare la nostra concezione della vita. La capacità di questi organismi di prosperare in ambienti estremi mette alla prova la nostra comprensione di base della sopravvivenza. In che modo questi piccoli esseri influenzano lo sviluppo di ecosistemi più grandi nell'albero della vita sulla Terra?
Di fronte alla diversità degli organismi anaerobici e al loro modo unico di sopravvivere, come dovremmo considerare queste forme di vita che vanno oltre il nostro campo visivo?
