Biologia

Quimiossíntese: bactérias fazem açúcar com a energia do sulfeto e do metano, sem luz

Publicado em 12/10/2026 · Última alteração em 12/10/2026

Assuntos: Mar profundo

Na quimiossíntese, micróbios obtêm energia ao oxidar compostos reduzidos, como o sulfeto de hidrogênio e o metano, e a usam para converter gás carbônico ou metano em açúcares. A fotossíntese faz o mesmo tipo de produção com energia da luz. Em fontes hidrotermais e infiltrações frias, animais como vermes-tubo e mexilhões dependem muito dessas bactérias para sobreviver, e muitos as abrigam dentro do corpo.

Todo organismo que produz o próprio alimento a partir de gás carbônico faz fixação de carbono, e isso exige energia. Na fotossíntese, a energia é a luz. Na quimiossíntese, é a energia liberada quando micróbios oxidam compostos reduzidos, isto é, compostos ricos em elétrons que podem ser "queimados", como o sulfeto de hidrogênio (H2S) e o metano (CH4). Esses compostos saem de fluidos de fontes hidrotermais e de infiltrações frias no fundo do mar. Como não dependem da luz, esses micróbios sustentam comunidades onde o Sol não chega. A produção de açúcar acontece nas bactérias; o animal que as hospeda vive do que elas fabricam. O mecanismo varia conforme o composto: sulfeto, metano, hidrogênio e outros servem de combustível para grupos diferentes.

Crescimento de floresta tropical, no escuro

O verme-tubo Riftia pachyptila, cujos simbiontes fazem quimiossíntese com sulfeto, está entre os invertebrados marinhos de crescimento mais rápido. Segundo Mitchell et al. (2024), sua densidade de biomassa pode ser comparável à de florestas tropicais.

A conta de energia: oxidar para fixar

Fixar carbono custa energia. A fotossíntese a tira da luz; a quimiossíntese, de reações em que uma substância reduzida, como o sulfeto, é oxidada por outra, como o oxigênio ou o nitrato. Nos simbiontes do Riftia, o sulfeto é oxidado com oxigênio e, em parte, com nitrato. O carbono entra por vias que também existem em organismos fotossintetizantes: num estudo de caverna marinha, o ciclo de Calvin era o mais abundante nos dois grupos. O que muda é a origem da energia, não necessariamente a maquinaria de fixação.

Simbiose: o animal como entregador

O animal não faz a quimiossíntese; ele a hospeda. No Riftia, vasos sanguíneos, hemoglobina e transportadores de íons levam aos simbiontes o que eles precisam do ambiente. Em mexilhões Bathymodiolus, as bactérias ficam em células das brânquias. Não é uma curiosidade isolada: segundo uma revisão de 2008, essas simbioses ocorrem em muitos habitats e em pelo menos sete filos de animais, e a descoberta nas fontes hidrotermais mostrou que o fenômeno era mais amplo do que se supunha.

Como sabemos

Em 1981, Cavanaugh e colegas examinaram tecidos do Riftia e propuseram, com evidência histológica e enzimática, que ele abrigava procariotos oxidadores de enxofre. Hoje se mede o processo em vermes vivos: Mitchell e colegas incubaram Riftia coletados no Pacífico sob pressão, temperatura e química semelhantes às do fundo e acompanharam a fixação de carbono e a expressão de genes dos simbiontes. O limite é que isso ainda é um experimento fora do local: reproduz o ambiente, não é medida direta no fundo.

Quanto do oceano depende disso

Em fontes hidrotermais e infiltrações, a base da cadeia alimentar local é quimiossintética, e é isso que sustenta comunidades inteiras no escuro. No oceano como um todo, porém, o peso é menor e incerto: uma estimativa citada em 2026 coloca a fixação de carbono quimioautotrófica entre 2,5% e 22% da produção primária total, e os próprios autores dizem que os fluxos globais dos compostos que a alimentam ainda são mal delimitados. Na zona iluminada, a quimiossíntese costuma ser secundária à fotossíntese.

Como sabemos

Mecanismo e simbiose sustentados por trechos de artigos revisados por pares; a participação global no oceano é só uma faixa estimada.

Fontes

  1. Nature Reviews Microbiology — Symbiotic diversity in marine animals: the art of harnessing chemosynthesis
    Dubilier, N.; Bergin, C.; Lott, C. · 2008 · Revisão ou síntese científica · lido só o resumo · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1038/nrmicro1992
  2. Science — Prokaryotic cells in the hydrothermal vent tube worm Riftia pachyptila Jones: possible chemoautotrophic symbionts
    Cavanaugh, C. M.; Gardiner, S. L.; Jones, M. L.; Jannasch, H. W.; Waterbury, J. B. · 1981 · Artigo científico original · lido só o resumo · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1126/science.213.4505.340
  3. Genome Biology and Evolution — Genomic evidence that methanotrophic endosymbionts likely provide deep-sea Bathymodiolus mussels with a sterol intermediate in cholesterol biosynthesis
    Takishita, K. et al. · 2017 · Artigo científico original · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1093/gbe/evx082
  4. Nature Microbiology — Co-expression analysis reveals distinct alliances around two carbon fixation pathways in hydrothermal vent symbionts
    Mitchell, J. H.; Freedman, A. H.; Delaney, J. A.; Girguis, P. R. · 2024 · Artigo científico original · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1038/s41564-024-01704-y
  5. The ISME Journal — Chemosynthesis enables microbial communities to flourish in a marine cave ecosystem
    Ricci, F. et al. · 2026 · Artigo científico original · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1093/ismejo/wraf286
  6. The ISME Journal — Chemosynthesis enhances net primary production and nutrient cycling in a hypersaline microbial mat
    Ricci, F. et al. · 2025 · Artigo científico original · lida na íntegra · consultada em 12/10/2026 DOI 10.1093/ismejo/wraf117
Histórico de alterações
  • Versão 1 · 12/10/2026 — Primeira versão (produção 1.000, lote 3; conferência de trechos automatizada)

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