Dalam biokimia, kemosintesis adalah konversi biologis dari satu atau lebih molekul yang mengandung karbon (biasanya karbon dioksida atau metana) dan nutrien menjadi bahan organik menggunakan oksidasi senyawa anorganik (misalnya, gas hidrogen, hidrogen sulfida) atau metana sebagai sumber energi, bukannya sinar matahari seperti dalam fotosintesis. Kemosintesis adalah penyusunan bahan organik dari bahan anorganik dengan bantuan energi kimia. Dilakukan oleh organisme kemoautotrof.
Kemoautotrof, organisme yang mendapatkan karbon melalui kemosintesis, secara filogenetik beragam, tetapi juga kelompok yang mencakup taksa yang penting dalam biogeokimia termasuk proteobacteria gamma dan epsilon pengoksidasi belerang, Aquificae, arkea metanogenik dan bakteri pengoksidasi besi neutrofilik.
Banyak mikroorganisme di wilayah lautan yang gelap menggunakan kemosintesis untuk menghasilkan biomassa dari molekul karbon tunggal. Dua kategori dapat dibedakan. Di tempat langka di mana molekul hidrogen (H2) tersedia, energi yang tersedia dari reaksi antara CO2 dan H2 (mengarah pada produksi metana, CH4) dapat cukup besar untuk mendorong produksi biomassa. Alternatif lain, di sebagian besar lingkungan samudera, energi untuk kemosintesis berasal dari reaksi di mana zat seperti hidrogen sulfida atau amonia teroksidasi. Ini dapat terjadi dengan atau tanpa kehadiran oksigen.
Banyak mikroorganisme kemosintetik yang dikonsumsi oleh organisme lain di lautan, dan asosiasi simbiosis antara organisme yang melakukan kemosintesis dan heterotrof yang berespirasi cukup umum. Populasi hewan yang besar dapat didukung oleh produksi sekunder kemosintetik pada ventilasi hidrotermal, metana klatrat, rembesan dingin, runtuhan paus, dan air gua yang terisolasi.
Telah dihipotesiskan bahwa kemosintesis dapat mendukung kehidupan di bawah permukaan Mars, bulan Yupiter Europa, dan planet-planet lain. Kemosintesis mungkin juga merupakan jenis metabolisme pertama yang berkembang di Bumi, memimpin jalan bagi respirasi sel dan fotosintesis untuk berkembang di kemudian hari.
Proses kemosintesis hidrogen sulfida
Cacing tabung raksasa menggunakan bakteri dalam trofosom mereka untuk memfiksasi karbon dioksida (menggunakan hidrogen sulfida sebagai sumber energi) dan menghasilkan gula dan asam amino. Beberapa reaksi menghasilkan sulfur:
- kemosintesis hidrogen sulfida:
- 12H2S + 6CO2 → C6H12O6 (=karbohidrat) + 6H2O + 12S
Alih-alih melepaskan gas oksigen ketika memfiksasi karbon dioksida seperti dalam fotosintesis, kemosintesis hidrogen sulfida menghasilkan butiran-butiran belerang yang padat dalam prosesnya. Pada bakteri yang mampu melakukan kemoautotrofi (suatu bentuk kemosintesis), seperti bakteri belerang ungu, gelembung-gelembung belerang berwarna kuning hadir dan terlihat di sitoplasma.
