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硫化水素化学合成は、硫化水素を使用する化学合成の一種である。[1]熱水噴出孔の微生物群集では一般的である[2] [3]これらの環境では光が不足しているため、光合成よりも硫化水素化学合成が優勢である[4]
巨大チューブワームは栄養体内の細菌を利用して二酸化炭素を固定し（エネルギー源として硫化水素を使用）、糖とアミノ酸を生成します。[5] いくつかの反応では硫黄が生成されます。
- 硫化水素化学合成: [1]
- 18 H 2 S + 6CO 2 + 3 O 2 → C 6 H 12 O 6 (炭水化物) + 12 H 2 O + 18 S
上記のプロセスでは、硫化水素が反応の電子源として機能します。[6]光合成のように二酸化炭素を固定しながら酸素ガスを放出する代わりに、硫化水素の化学合成はその過程で固体の硫黄の球状体を生成します。
作用機序
深海環境では、さまざまな生物が硫化水素などの還元化合物を酸化する能力を持つことが観察されています。[7]酸化とは、化学反応で電子が失われることです。[8]ほとんどの化学合成細菌は、他の小さな真核生物と共生関係を形成します。 [9]硫化水素から放出される電子は、細菌の細胞質膜を横切るプロトン勾配を維持するためのエネルギーを提供します。このプロトンの移動により、最終的にアデノシン三リン酸が生成されます。このプロセスから得られるエネルギー量は、最終的な電子受容体の種類によっても異なります。[10]
化学合成生物の他の例（H 2 Sを電子供与体として使用）
世界中で、研究者たちは、このプロセスを実行できるさまざまな生物をさまざまな場所で観察しています。ヤン氏とその同僚は2011年に、深さの異なるイエローストーン温泉5か所を調査し、化学合成微生物の分布が温度と一致することを観察しました。Sulfurihydrogenibiomは高温で発見され、Thiovirgaは低温の海水に生息していました[11]宮崎氏らは2020年に、インド洋で硫化水素を酸化するカンピロバクター属とAlviniconcha属の腹足類を含む、硫化水素の化学合成が可能な共生生物を発見しました[12]さらに、紅色硫黄細菌などの化学合成細菌は、細胞質内に黄色い硫黄の球が見えます。[13]
参考文献
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