¿Qué es la quimiosíntesis?

Cómo funciona

El archivo de NOAA Ocean Exploration, cerrado en enero de 2025 y sin mantenimiento desde entonces, abre con una frase de alcance. Fotosíntesis y quimiosíntesis producen alimento. La primera va con luz solar. La segunda va con energía química. Los ecosistemas, dice, dependen de que algunos organismos conviertan compuestos inorgánicos en comida que otros puedan usar. La mayor parte de la vida en la Tierra se apoya en una cadena que gira alrededor del Sol: las plantas usan la luz para fabricar alimento. Donde no hay luz y por tanto no hay plantas, la producción primaria pasa por la quimiosíntesis. El archivo afirma que, juntas, las dos alimentan toda la vida del planeta.

La fotosíntesis, en ese texto, ocurre en plantas y en algunas bacterias, allí donde hay luz bastante: en tierra, en agua poco profunda, e incluso dentro y bajo hielo claro. Esos organismos usan energía solar para convertir dióxido de carbono y agua en azúcar, que el texto llama comida, y en oxígeno.

La quimiosíntesis ocurre en bacterias y en otros organismos. Usa la energía que liberan reacciones químicas inorgánicas para producir alimento. Todos los organismos quimiosintéticos, dice el archivo, usan esa energía para hacer un azúcar, pero las especies no comparten una sola vía. El ejemplo que elige es el de las fuentes hidrotermales: las bacterias de la fuente oxidan sulfuro de hidrógeno, añaden dióxido de carbono y oxígeno, y producen azúcar, azufre y agua. Otras bacterias fabrican materia orgánica al reducir sulfuro o al oxidar metano. El ejemplo es una vía. La frase anterior ya dijo que hay vías distintas.

En la fórmula impresa de ese ejemplo, el producto que debería ser el azúcar aparece con un cero donde se esperaría la letra del oxígeno. La frase en palabras sí dice azúcar, azufre y agua. Aquí se sigue la frase en palabras y no se reescribe la fórmula. El archivo está datado y no se mantiene: conviene no corregirlo en silencio.

El conocimiento de estas comunidades es reciente, según el mismo archivo. La exploración oceánica las sacó a la luz cuando, en 1977, se observó por primera vez una fuente en el fondo profundo y se encontró una comunidad activa donde no había luz solar. Desde entonces se han hallado comunidades bacterianas quimiosintéticas en manantiales calientes de tierra y, en el fondo, alrededor de fuentes hidrotermales, de emanaciones frías, de cadáveres de ballena y de barcos hundidos. Nadie había pensado en buscarlas, dice el texto, y ya estaban.

La página vigente, publicada el 3 de febrero de 2023, no repite el ejemplo químico. Define la quimiosíntesis como la creación de compuestos orgánicos por bacterias u otros organismos, con energía de reacciones de sustancias inorgánicas, en general en ausencia de luz solar. Dice que las bacterias quimiosintéticas de emanaciones y de fuentes pueden vivir en simbiosis dentro o sobre los animales, y que sirven de base a la cadena alimentaria de esas comunidades. Los dos ambientes, añade, tienen poca disponibilidad de oxígeno.

La diferencia que desarrolla es de lugar y de ritmo, no de una ecuación. Una emanación fría es un sitio relativamente estable y de vida larga, donde un fluido rico en hidrocarburos, a temperatura parecida a la del agua de alrededor, sale por grietas del fondo. A menudo ese fluido lleva metano o sulfuro de hidrógeno. También puede llevar petróleo. Aparecen en zonas tectónicas activas, como el margen de Cascadia en el Pacífico oriental, y en márgenes continentales pasivos, como la costa atlántica de Estados Unidos y el golfo de México. Los organismos crecen despacio y pueden vivir muchísimo. El ejemplo nombrado es el gusano tubícola Lamellibrachia luymesi: en una emanación del golfo de México, los hallados pasaban de 200 años y medían unos 2 metros, unos 6 pies.

Una fuente hidrotermal es otra cosa. Es una abertura del fondo por la que sale agua calentada por magma y rica en minerales, a menudo formando chimeneas grandes. La impulsa el volcanismo. Es volátil y de vida corta. Los fluidos son muy ácidos y de temperatura extrema, por encima de 400 grados Celsius, unos 750 grados Fahrenheit. Emiten gases con hidrocarburos y sulfuro de hidrógeno. Los minerales precipitan y forman las chimeneas que el texto llama fumarolas blancas y negras. Están en zonas tectónicas activas, como las dorsales mediooceánicas y el anillo de fuego del Pacífico. Allí los organismos crecen deprisa. El gusano tubícola gigante Riftia pachyptila es, dice la página, el invertebrado marino de crecimiento más rápido de la Tierra: un poco menos de 1 metro, unos 3 pies, en un año.

Las dos páginas se leen juntas sin fundirlas. El archivo, ya sin mantenimiento, da el contraste con la fotosíntesis, el año 1977, la lista de sitios y un ejemplo de vía química dicho en palabras. La página de 2023 da la definición operativa, la simbiosis, el oxígeno escaso y el contraste entre una emanación estable y una fuente volcánica, con dos gusanos y dos ritmos de crecimiento. Ninguna de las dos dice que haya una sola reacción para todas las bacterias.