CHEMOSINTESI

CHEMOSINTESI

. Con questo nome si designano i processi di sintesi delle sostanze organiche che hanno come sorgente di energia quelle derivanti da reazioni chimiche diverse; ciò a differenza della maggior parte dei fenomeni di sintesi di sostanza organica nelle piante, che ripetono la loro forza energetica dalla luce (fotosintesi) che colpisce la clorofilla.

Senza escludere che altre forme di energia (p. es. quella termica) possano dare nelle piante fenomeni di sintesi, si può dire che la maggior parte dei processi sintetici, dopo quello clorofilliano, siano di natura chemosintetica.

Si possono nominare fra questi: i processi di sintesi dei polisaccaridi, quelli delle sostanze proteiche, la formazione dei grassi e degli olî eterei delle piante aromatiche, e molti altri, i quali tutti (frequentissimi nei vegetali) richiedono quantità più o meno grandi di energia, fornita dalla degradazione chimica delle sostanze formatesi per l'attività f0tosintetica dei plastidî clorofilliani.

Mentre la piante autotrofe, come le piante verdi, compiono una parte notevole dei loro processi chemosintetici partendo da sorgenti di energia all'infuori di quella chimica, quelle eterotrofe (saprofite e parassite) sono per la totalità dei loro processi anabolici legate a sorgenti chimiche di energia. Anzi, in queste piante appare ancora più evidente quanto la massima parte dei processi di formazione di sostanze organiche, anche nelle piante verdi, possano svolgersi indipendentemente dall'azione diretta della luce. Oltre alla formazione di composti complessi ternarî (p. es. destrani, cellulosa, grassi), è da rilevare la possibilità di formare i composti proteici partendo da zuccheri (che forniscono, in parte materiali organici, e in parte energia) e composti minerali (sali ammoniacali, fosfati, ecc.). Tipico è il caso dei saccaromiceti del lievito di birra, che, in tali condizioni, si accrescono e moltiplicano abbondantissimi, in modo da poter determinare anche un processo industriale di formazione di alimenti proteici.

Tutti questi, a stretto rigore, sono processi di chemosintesi, ma quelli che più precisamente sono indicati come chemosintetici si osservano in quegli organismi che ripetono la loro sorgente di energia non da precedenti fenomeni fotosintetici, ma da reazioni chimiche che si svolgono indipendentemente da tutte quelle altre, numerosissime, che hanno luogo intorno all'atomo di carbonio, e che sono la base del ricambio materiale della massima parte dei viventi. Il caso più diffuso ed evidente è dato dai tiobatterî gruppo di germi frequentissimi nelle acque contenenti anche minime quantità di idrogeno solforato. Le specie più frequenti appartengono alla famiglia delle Beggiatoacee (incolore), e a quella delle Rodobatteriacee (colorate in rosso per batteriopurpurina). Tali microrganismi sono capaci di ossidare (o, secondo ipotesi più recenti, di deidrogenare) l'idrogeno solforato per formare acqua e zolfo; lo zolfo, che si mette in libertà, rimane nella cellula stessa che lo ha elaborato, e si presenta sotto forma di sferette brillanti; esso può in seguito, specialmente se viene a mancare l'idrogeno solforato, essere ulteriormente ossidato ad acido solforico. Tale processo chimico è la sola sorgente di energia per tutti i fenomeni del ricambio in detti organismi. Allo stesso tipo dei processi chemosintetici sono da ascrivere quelli dei batterî nitrificanti, che ossidano l'ammoniaca trasformandola in acido nitroso e che sono così frequenti nel terreno, e d'importanza fondamentale per determinare la nutrizione azotata delle piante superiori. L'energia prodotta da questa ossidazione è utilizzata dai germi stessi per determinare la scissione dell'anidride carbonica dell'aria, o forse anche dei carbonati, per formare le sostanze organiche del loro plasma. Essi vivono meglio in coltura, se sono all'infuori di ogni traccia di sostanza organica. Vi sono anche dei ferrobatterî, pure frequenti nelle acque palustri, che ossidano i composti ferrosi (carbonato ferroso) a ferrici; e analogamente altri, ossidanti i composti manganosi a manganici. Un altro gruppo di batterî ossida l'idrogeno ad acqua, e, come i precedenti, utilizza l'energia anche per decomporre l'anidride carbonica, il processo che sembra esclusivo delle piante verdi. E si conoscono ancora appena altri germi, capaci di ossidare il metano e l'ossido di carbonio.

Tutti questi processi di chemosintesi sono rimasti limitati a una famiglia primordiale, e non sembra abbiano mai dato luogo a uno sviluppo di organismi un po' evoluti; mentre quelli che hanno potuto utilizzare i processi di fotosintesi hanno potuto assumere uno sviluppo assai più notevole, e complicarsi nella assai più elevata importanza morfologica e funzionale che i vegetali verdi hanno avuto nella storia della Terra. Ma tali forme elementari di chemosintesi hanno una grandissima importanza per interpretare l'origine della vita sulla Terra, potendosi pensare che i primi organismi siano stati quelli capaci di chemosintesi, e che alcuni di questi, provvistisi, in un'ulteriore evoluzione, di un pigmento capace di utilizzare anche l'energia luminosa, abbiano poi dato origine al tipo di nutrizione oggi assai più diffuso e importante, quale è quello che trae la sua prima sorgente di energia dalla fotosintesi.

Bibl.: F. Czapek, Bichemie der Pflanzen, 3ª ed., 1920; V.N. Lubimenko, Traité de botan. gén. (trad. franc.), Parigi 1928.