BIOELEMENTOS Y BIOMOLECULAS

BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS

· ELEMENTOS BIOGÉNCOS

Ningún Elemento químico es exclusivo de los seres vivos y todos se encuentran también en la Naturaleza. Sin embargo, hay sólo 27 que forman parte permanente de la vida y otros 60 pueden aparecer ocasionalmente. Estos elementos se denominan elementos biogénicos o biolementos. Según su importancia y abundancia se clasifican en:

· Elementos plásticos primarios: carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Representan algo más del 96% del peso de cualquier organismo. Son elementos imprescindibles para la creación de materia orgánica

· Elementos secundarios indispensables: fósforo, azufre, sodio, potasio, calcio, magnesio y cloro. Constituyen el 3% en peso aproximadamente. Son bioelementos necesarios para la vida de la célula.

· Oligoelementos o elementos traza: Además de los señalados existen otros que son necesarios para el funcionamiento celular y que en conjunto representan menos del 1%. No todos forman parte de los seres vivos. Cabe citar por ejemplo el hierro, cinc, bromo, yodo y silicio.

Al contrario que en los seres inertes, donde el silicio es la base, en los seres vivos se utiliza la química del carbono por varias razones:

· Al tener peso atómico bajo permite enlaces covalentes estables, pero no tanto para impedir las reacciones metabólicas.
· La estructura del átomo de carbono permite conseguir largas cadenas ramificadas que pueden romperse con facilidad.
· Los átomos de carbono se unen con facilidad al nitrógeno, hidrógeno, oxígeno y azufre, facilitando así la unión de diferentes grupos funcionales.
· Función de los bioelementos primarios y secundarios

El carbono y el hidrógeno constituyen la estructura básica de las moléculas orgánicas y, junto al oxígeno, son los principales componentes. El nitrógeno participa en la construcción de proteínas y ácidos nucleicos.
El fósforo forma parte de los ácidos nucleicos y sus enlaces son utilizados en la obtención de energía. El azufre constituye parte de la mayoría de las proteínas.

El resto de bioelementos secundarios se encuentran en el interior de la célula disociados como iones. El sodio potasio y cloro participan en mantener el grado de salinidad así como en el impulso nervioso.
El calcio actúa como constitutivo de estructuras esqueléticas, en el mecanismo de contracción muscular y en la coagulación entre otros procesos. El magnesio es imprescindible para la acción catalítica de muchas enzimas.

· Función de los oligoelementos

Son necesarios para el funcionamiento de la célula y suelen asociarse a enzimas.
El hierro participa en los procesos redox de la cadena respiratoria y forma parte de la hemoglobina. El cobre forma parte de múltiples enzimas de oxidación. El cobalto y el molibdeno forman parte de coenzimas. El yodo es fundamental para la hormona del tiroides y el flúor en la formación de los dientes.

· LAS BIOMOLÉCULAS

Los átomos de los diferentes bioelementos se combinan para formar las moléculas constituyentes de la vida que se dividen en inorgánicas (agua y sales minerales) y orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos)
Muchos de estos compuestos orgánicos son macromoléculas formadas por otras moléculas más sencillas. La unidad estructural aislada se llama monómero y la macromolécula recibe el nombre de polímero.

· EL AGUA EN LOS SERES VIVOS

El agua constituye el 75 % en peso de la materia viva. Cuanto más joven es el individuo, más porcentaje de agua tiene en su organismo, que va perdiendo con el paso del tiempo. Según su situación se clasifica en:
· Agua circulante: que se desplaza a través del organismo y es utilizada como transporte de sustancias.
· Agua de imbibición: Se encuentra empapando los materiales citoplasmáticos, unida débilmente a los materiales biológicos de los que se separa por desecación a los 100 ºC
· Agua ligada: retenida en combinaciones diversas en el interior de las células, no desaparece por desecación.
· Propiedades del agua
La diferencia de atracción de electrones hace que el átomo del agua sea un dipolo eléctrico con lo que las moléculas tienden a asociarse por puentes de hidrógeno. Se forman grupos de hasta nueve moléculas, pero se deshacen al momento.
· Elevada capacidad disolvente y dispersante: Es el disolvente universal y tanto las sales cristalizadas, los iones y los compuestos orgánicos se disuelven con facilidad en ella. Así mismo dispersa sustancias anfipáticas, que contienen grupos hidrófobos e hidrófilos.
· Elevada tensión superficial: es decir, que al contacto con otro medio forma una película bastante resistente.
· Alto calor específico: el agua necesita una caloría para elevar un gramo 1 ºC, un valor relativamente alto que permite que el agua absorba o libere cantidades de calor sin sufrir variaciones en su temperatura.
· Alta conductividad: facilita la distribución del calor por toda la masa de agua.
· Alto calor de vaporización: necesita mucho calor para pasar a estado gaseoso.

· Funciones biológicas del agua

· Vehículo de transporte de sustancias: debido a su poder disolvente y dispersante transporta sustancias de un punto a otro del organismo. Por otra parte, resulta indispensable para el intercambio de materia entre célula y medio.
· Medio de reacción: gracias al poder disolvente, la mayoría de las biomoléculas están disueltas en agua y de ese modo reaccionan entre sí.
· Reactivo químico: participa en las reacciones por su capacidad de disociarse en iones H+ y OH-, como ocurre en la hidrólisis, rotura de enlaces introduciendo agua.
· Agente regulador de la temperatura: ya que su alto calor específico le convierte en un excelente amortiguador de los cambios térmicos.

· LAS SALES MINERALES EN LOS SERES VIVOS

En todos los seres vivos, tanto animales como vegetales se encuentran:
En estado sólido, formando parte de estructuras esqueléticas, como el calcio en los huesos o la sílice en los caparazones de algas.
En su mayoría en disolución, en forma iónica. Su metabolismo se diferencia del de los demás componentes de la materia viva en que no pueden ser ni producidas ni degradas. Las funciones principales de las sales son la regulación de los procesos osmóticos, la regulación del pH y la acción específica de los cationes

· Regulación de los procesos osmóticos

Si dos sustancias se ponen en contacto por difusión, el soluto pasa de la más concentrada a la más diluida hasta igualar concentraciones. Sin embargo, si dichas disoluciones se separan por una membrana impermeable (solo deja pasar el disolvente), únicamente pasará el disolvente de la más diluida, o hipotónica, a la más concentrada, o hipertónica. Este proceso se denomina ósmosis.
La presión osmótica, que es la que se ejerce contra la membrana plasmática, es capaz de hacer ascender la disolución en contra de la gravedad.
En la ósmosis se produce el fenómeno de plasmólisis, en el que la célula que desprende agua para igualar la concentración se arruga y el contrario, de turgencia, en el que la célula se dilata tanto que puede llegar a reventar. La membrana plasmática es la que actúa como membrana semipermeable.

· Regulación del pH

Para su buen funcionamiento, las células requieren un pH próximo a la neutralidad. Sin embargo, como resultado de las reacciones metabólicas, continuamente se están produciendo sustancias ácidas o básicas que alteran el pH. Para evitarlo, el organismo dispone de ciertos sistemas químicos, denominados amortiguadores o tampón que evitan el cambio de pH constituidos por un ácido débil y una sal del mismo ácido. El más importante es el formado por ácido carbónico y carbonato sódico.

· Acción específica de los cationes

Los cationes ejercen diversas acciones que dependen del tipo de catión y no pueden ser sustituidos por otro. Algunos de ellos son antagónicos, es decir, uno estimula una acción y otro la inhibe. Los cationes de Na y K son los que paralizan el corazón en la diástole, mientras que el Ca lo hace en la sístole, complementándose
Teniendo todo esto en cuenta, podemos afirmar que para la vida, los líquidos han de guardar las siguientes relaciones:

· Ser isotónico con las células (misma concentración)
· Tener un pH apropiado, cercano a la neutralidad
· Composición catiónica equilibrada, en determinada proporción

· ESTADOS FISICOS DE LA MATERIA

· Estado sólido. Así se encuentran las sustancias que forman estructuras esqueléticas y de protección. Son inorgánicas (calcio) u orgánicas (celulosa)
· Estado gaseoso. Son los gases que intervienen el metabolismo celular (oxígeno y dióxido de carbono) y los que son inertes (nitrógeno)
· Estado líquido. Sustancias disueltas en agua.
· Estudio de las disoluciones coloidales

Los solutos de elevado peso molecular se denominan partículas coloidales o coloides. Sus propiedades son:

o Capacidad de presentarse en estado de sol o de gel, es decir, en un estado más fluido o más viscoso. Ese paso de un estado a otro lo determina la cantidad de agua. El citoplasma interior está en estado de sol mientras que en la periferia se encuentra en estado de gel.

o Elevada viscosidad, oponen gran resistencia al desplazamiento relativo de sus moléculas.

o Gran poder adsorbente, poseen la capacidad de unir a su superficie gran cantidad de moléculas. Cuanto menos sea el tamaño de las partículas, mayor es su adherencia.

o Presentan el efecto Tyndall. Al atravesarlas la luz presentan un aspecto turbio, por la reflexión y la refracción de la luz.

o No se pueden sedimentar. Son estables y no sedimentan, al contrario que las suspensiones. Sin embargo, puede conseguirse mediante ultra centrifugación.

o Se pueden purificar por diálisis, es decir, separar las partículas coloidales de las no coloidales mediante una membrana.

o Se pueden separar por electroforesis, es decir, mediante la acción de una carga eléctrica.

Microorganismos quimiosintéticos

Microorganismos quimiosintéticos

Dentro de las bacterias autótrofas (son capaces de crecer en ausencia de materia orgánica y como fuente de carbono usan el CO2) las hay fotosíntéticas, es decir que son capaces de fabricar materia orgánica a partir de la energía solar y quimiosintéticas que obtienen la energía de la oxidación de sustratos inorgánicos.
La fotosíntesis la realizan además de las plantas, las bacterias fotosintéticas dentro de las cuales están las cianobacterias que comentas (fototrofas oxigénicas) y las bacterias rojas y verdes (fotótrofas anoxigénicas). la diferencia entre ambos tipos es que las cianobacterias desprenden oxígeno, mientras que las rojas y verdes contienen un tipo especial de clorofila, la bacterioclorofila, de manera que los electrones no proceden del agua y por tanto no se desprende el oxígeno.
Dentro de las bacterias quimiosintéticas se encuentran tres tipos:
1. Bacterias del hidrógeno y del metano
2. Bacterias nitrificantes
3. Bacterias del azufre.
Por tanto, respondiendo a si hay otros organismos quimiosintéticos, la respuesta es que no, ya que sólo las bacterias autótrofas quimiolitotrofas (las que te comento) son las únicas capaces de vivir en ausencia de materia orgánica y obtener nutrientes orgánicos a partir de sustratos inorgánicos.

QUIMIOLITOTROFOS

En los quimiolitotrofos, el donador de electrones es una molécula inorgánica reducida. Esta capacidad de obtener energía por fosforilación oxidativa a partir de donadores inorgánicos de electrones sólo ha evolucionado en ciertos grupos de procariotas. Los quimiolitotrofos se pueden clasificar en grupos fisiológicos según el tipo de donador inorgánico que "respiran":
Los quimiolitotrofos "típicos", son por lo general respiradores aerobios, o sea, el aceptor final de electrones es el oxígeno molecular. Son de varios tipos según la clase de donante inorgánico de electrones que oxidan:
v bacterias oxidadoras de hidrógeno (oxidan el H2 hasta H2O)
v bacterias oxidadoras del hierro ferrroso (pasan Fe2+ a férrico, Fe3+)
v bacterias oxidadoras de azufre reducido: de sulfuros (S2-) y azufre elemental (S0). La oxidación total de este azufre reducido conduce a la producción de ácido sulfúrico (SO4H2)
v bacterias nitrificantes, con dos subtipos diferentes:
v las oxidadoras de amoniaco (llamadas nitrosas, que respiran NH3 para convertirlo en NO2-)
v las oxidadoras del nitrito (llamadas nítricas, que respiran NO2- para convertirlo en NO3-)
Recientemente se ha descubierto un nuevo tipo de quimiolitotrofos, que acoplan en anaerobiosis la oxidación del amoniaco con la reducción de los nitritos, produciendo nitrógeno molecular y agua (NH4+ + NO2- à N2 + 2 H2O). Este proceso ha recibido el nombre de oxidación anaerobia del amoniaco (anammox en su abreviatura inglesa, que fácilmente podemos traducir como oxanam en abreviatura castellana, desgraciadamente poco usada).
Las bacterias anammox (como Brocadia anammoxidans) son miembros del phylum de los Planctomicetos, un fascinante grupo de eubacterias con paredes proteicas (sin peptidoglucano), y citoplasma dividido en compartimentos mediante membranas especiales. El género Brocadia posee un orgánulo rodeado de este tipo especial de membrana, denominado anamoxisoma, donde tiene lugar esta reacción anammox. El descubrimiento de este proceso ha supuesto una revisión de nuestras ideas tradicionales sobre el ciclo del nitrógeno en la naturaleza (antes se pensaba que el amoniaco era estable en anaerobiosis), y puede tener secuelas prácticas en el campo de la protección ambiental, ya que se han diseñado procesos industriales para eliminar anóxicamente el amoniaco y las aminas de las aguas residuales.

El mecanismo de generación de ATP en quimiolitotrofos es similar al de quimioorganotrofos respiradores: los electrones extraídos del donador exógeno (en este caso inorgánico) pasan a una cadena transportadora de electrones hasta un aceptor final (que suele ser el oxígeno en los litotrofos típicos, y que es nitrito en los anammox), generando una fuerza protón-motriz que se transforma en ATP por ATP-sintasas.

Pero a excepción del H2, los demás donadores inorgánicos de electrones tienen un potencial de reducción E0’ menor que el del NADH, por lo que la oxidación de estos donadores inorgánicos sólo puede generar energía, pero no poder reductor de modo directo. Para obtener poder reductor emplean transporte inverso de electrones: parte del gradiente electroquímico creado durante la respiración se emplea en hacer que electrones viajen por la cadena transportadora de electrones (o una parte de ella) en sentido inverso, para poder reducir el NAD+.


BACTERIAS DEL HIDRÓGENO.

El H2 es un producto del metabolismo microbiano. Es un grupo taxonómico variado, se subdivide en:
1.A Bacterias aerobias oxidantes del hidrógeno: bacterias del hidrógeno, el aceptor final es el O2. Son típicas quimiolitótrofas. Usan como flujo de carbono el ciclo de Calvin
2H2 + O2  2H2O
1.B Bacterias anaerobias: el aceptor final es otro compuesto diferente al oxígeno.
En general:
· Las bacterias del hidrógeno son: Pseudomonas, Paracoccus, Alcaligenes, etc.
· Muchas son quimiolitótrofos facultativos. Pueden crecer también como quimiorganótrofos usando compuestos orgánicos.
· Todas las bacterias poseen un enzima clave ligada a membrana que es la Hidrogenasa, escinde el H2 y cede a la cadena de transporte de e- los electrones. Se crea el gradiente de H+ para formar ATP. Están asociados a la membrana plasmática y componentes de la cadena de transporte de electrones.
Algunos microorganismos poseen hidrogenasa soluble que cede directamente los electrones a los coenzimas y obtiene poder reductor, Ej. Alcaligenes eutrophus. Pueden producir NADH o NADPH por otras enzimas que son las transhidrogenasas:
NADH  NADPH
No necesitan el flujo reverso de e-. Dan mejores rendimientos celulares y con crecimiento rápido. No gastan ATP para crear el NADH.
Cuando crecen autotróficamente usan el ciclo de Calvin:
Existen bacterias que pueden crecer mixotroficamente: usan el H2 como fuente de e- y usan un compuesto orgánico como fuente de carbono.
BACTERIAS NITRIFICANTES
Las bacterias nitrificantes (BN) o bien realizan la oxidación de amoniaco a nitrito ( NH3 a NO2-) como el G. Nitrosomonas; o bien la oxidación de nitrito a nitrato (NO2- a NO3-) como el G. Nitrobacter.

Nitrificación: proceso ampliamente distribuido en la naturaleza y supone la acciónsecuencial de estos dos tipos de bacterias.
En el caso de las bacterias que utilizan la oxidación de NH3 a NO2- :
· Se produce mediante un paso intermedio en que el NH3 pasa a hidroxilamina (NH2O), el enzima que interviene es una monooxigenasa que produce la oxidación del NH3. En el segundo paso la NH2O es oxidada a NO2- mediante una hidroxilamina-óxidoreductasa.
· La primera es una enzima constitutiva ligada a la membrana celular, la segunda actúa a nivel del periplasma.
· Los e- necesarios para que el NH3 se reduzca proceden de la cesión directa de la hidroxilamina-óxidoreductasa al citocromo "c" por la cadena transportadora de e- hasta el oxígeno generando una fuerza motriz de protones que generará ATP.

En bacterias en que realiza la oxidación del NO2- a NO3- :

Se realiza por una enzima nitrooxidasa, en este caso los e- se incorporan sobre los citocromos, la cadena es muy corta y el rendimiento de generación de ATP no es muy alto. El metabolismo es típicamente quimiolitótrofo, viven en aerobiosis. En ocasiones el NH3 se puede oxidar en anoxia por acción del nitrato, aceptor de e-, para la formación del H2. Reacción muy exotérmica con alta liberación de energía.
En BN se emplea el ciclo de Calvin para fijar CO2, algunas utilizan compuestos orgánicos porque en la fijación del CO2 se utilizan mucha energía.

LAS ARQUEAS METANOGÉNICAS son los únicos seres vivos capaces de obtener energía acoplando la oxidación del hidrógeno molecular con el uso de CO2 como aceptor de electrones (actuando en estas condiciones como quimiolitotrofos):

4H2 + CO2  CH4 + 2H2O

Además, algunas metanógenas no solo son litotrofas, sino que igualmente fijan autotróficamente el carbónico, aunque por rutas especiales diferentes al ciclo de Calvin.
EL HIERRO FÉRRICO (FE3+) puede ser usado en la naturaleza como aceptor de electrones por parte de ciertas bacterias quimiorganotrofas (Shewanella putrefaciens) y quimiolitotrofas (Geobacter metallireducens es litotrofo facultativo: puede usar como donador de electrones el hidrógeno molecular y compuestos orgánicos sencillos).

METILOTROFOS:

Un microorganismo es metilotrofo cuando emplea como fuente de carbono y energía metano, metanol y otros compuestos reducidos de un átomo de carbono, bajo condiciones aeróbicas. Esto significa que el microorganismo puede fabricar sus propios compuestos orgánicos empleando como fuente de carbono dichas pequeñas moléculas, y además puede oxidarlas para obtener energía metabólica.

FOTOTROFOS

La fototrofía es la capacidad de captar energía de la luz. Aunque la capacidad de usar la luz como fuente para generar ATP (fotofosforilación) depende de un mecanismo característico, tiene en común con la fosforilación oxidativa el hecho de que produce también un gradiente electroquímico de protones a ambos lado de una membrana, el cual a su vez alimenta ATP-sintasas. Estrictamente hablando, la fotosíntesis alude a la fotoautotrofía, es decir, la combinación de fototrofía o captación de esa energía lumínica (obtenida en la "fase luminosa") con su empleo para fijar el CO2 (autotrofía) hasta material celular ("fase oscura"). Haciendo abstracción del tipo de donante de electrones, la ecuación general de la fotosíntesis sería:

energía de la luz (h )

2 H2A + CO2 ----------------------------------------------------> [CH2O] + H2O + 2 A
· En cianobacterias, algas y plantas verdes, H2A = H2O, como agente reductor. Por lo tanto, al oxidarse se genera O2 (fotosíntesis oxigénica)

· En bacterias fotosintéticas anoxigénicas H2A puede ser H2, SH2, S2O3-, etc. Evidentemente, no pueden liberar oxígeno (fotosíntesis anoxigénica).

· Por otro lado, existen procariotas fototrofos que captan la energía de la luz, pero emplean materia orgánica como fuente de carbono, por lo que se denominan fotoheterotrofos.

Más de la mitad de la fotosíntesis de nuestro planeta se debe a bacterias fotosintéticas.

Para que se de la fotosíntesis son necesarios ciertos pigmentos fotosintéticos, principalmente son las clorofilas, que absorben en quantos, y son anillos tetrapirrólicos con un átomo de Mg2+ en el centro. En un anillo hay una cadena larga de fitol que permite insertar en membrana una molécula de clorofila. Pueden llevar distintos sustituyentes en los anillo y obtendremos diferentes clorofilas: la Chl a y la Chl b, absorben entre 680-700nm, también absorben a 340, es decir hay dos picos en el espectro de absorción de las clorofilas, el pico de 300 nm está en la zona del rojo mientras que el de 700 nm en el azul. Emiten en la región intermedia, el verde.
Existen bacterioclorofilas que van de la a a la f, absorben de 870 nm a 1020 nm, ocupan regiones del espectro que no ocupan las clorofilas. Una planta y una bacteria no compiten por la misma longitud de onda, ocupan diferente nicho de luz por lo que pueden convivir.

Cuando a una clorofila le falta el Mg2+ son Feofitinas.

El crecimiento de un fotoautótrofo está caracterizado por dos tipos de reacciones:

.- Fase luminosa: da ATP y coenzimas reducidos con poder reductor (e- para la reducción del CO2). Con luz.
.- Fase oscura: el ATP y el NADPH formados anteriormente se usan en procesos para reducir y fijar el CO2. Sin luz.
El NADPH puede originarse por la forma oxidada por e- de diferentes donadores externos.

La quimiosíntesis

La quimiosíntesis

La quimiosíntesis consiste en la síntesis de ATP a partir de la energía que se desprende de determinadas sustancias inorgánicas en las reacciones de oxidación. Los organismos que realizan estos procesos se denominan quimioautótrofos. Todos son bacterias. Son microorganismos que cierran los ciclos biogeoquímicos, posibilitando la vida en el planeta y devolviendo al sustrato las sustancias procedentes de la oxidación de materia de descomposición de los organismos muertos. De este modo, los restos de los seres vivos se transforman en sales minerales de nitrógeno o azufre que pueden ser de nuevo absorbidas por los vegetales.

La Quimiosíntesis es la producción biológica de materia orgánica a partir de moléculas de un átomo de carbono ( generalmente dióxido de carbono o metano) y otros nutrientes, usando la oxidación de moléculas inorgánicas, como por ejemplo el ácido sulfhídrico (H2S) o el hidrógeno gaseoso o el metano como fuente de energía, sin contar con la luz solar, a diferencia de la fotosíntesis. Cadenas alimentarias completas basan su existencia en la producción quimiosintética en torno a las emanaciones termales que se encuentran en las dorsales oceánicas, así como en sedimentos profundos.

Cadena trófica (del griego throphe: alimentación) es el proceso de transferencia de energía alimenticia a través de una serie de organismos, en el que cada uno se alimenta del precedente y es alimento del siguiente. Cada cadena se inicia con un vegetal, productor u organismo autótrofo (autotropho del griego autós =sí mismo y trophe=alimentación) o sea un organismo que "fabrica su propio alimento" sintetizando sustancias orgánicas a partir de sustancias inorgánicas que toma del aire y del suelo, y energía solar (fotosíntesis). Los demás integrantes de la cadena se denominan consumidores. Aquél que se alimenta del productor, será el consumidor primario, el que se alimenta de este último será el consumidor secundario y así sucesivamente. Son consumidores primarios, los herbívoros. Son consumidores secundarios, terciarios, etc. los carnívoros. Existe un último nivel en la cadena alimentaria que corresponde a los descomponedores. Estos actúan sobre los organismos muertos, degradan la materia orgánica y la transforman nuevamente en materia inorgánica devolviéndola al suelo (nitratos, nitritos, agua) y a la atmósfera (dióxido de carbono). Cada nivel de la cadena se denomina eslabón. En una cadena trófica, cada eslabón obtiene la energía necesaria para la vida del nivel inmediato anterior; y el productor la obtiene del sol.. De modo que la energía fluye a través de la cadena. En este flujo de energía se produce una gran pérdida de la misma en cada traspaso de un eslabón a otro, por lo cual un nivel de consumidor alto (ej: consumidor terciario) recibirá menos energía que uno bajo (ej: consumidor primario). Dada esta condición de flujo de energía, la longitud de una cadena no va más allá de consumidor terciario o cuaternario. Una cadena alimentaria en sentido estricto, tiene varias desventajas en caso de desaparecer un eslabón:

a)Desaparecerán con él todos los eslabones siguientes pues se quedarán sin alimento.

b)Se superpoblará el nivel inmediato anterior, pues ya no existe su predador.

c)Se desequilibrarán los niveles más bajos como consecuencia de lo mencionado en a) y b).

d)Por tales motivos las redes alimentarias o tramas tróficas son más ventajosas que las cadenas aisladas.

La quimiosíntesis depende de la existencia de potenciales químicos importantes, los que acompañan a mezclas no estables de sustancias, las cuales aparecen sólo localmente, allí donde los procesos geológicos las han generado.
Muchas bacterias en el fondo de los océanos usan la quimiosíntesis como forma de producir energía sin el requerimiento de luz solar, en contraste con la fotosíntesis la cual se ve inhibida en aquel hábitat. Muchas de estas bacterias son la fuente básica de alimentación para el resto de organismos del suelo oceánico, siendo el comportamiento simbiótico muy común.

En biología, la simbiosis es un tipo de interacción biológica entre dos o más organismos de distintas especies, en la que todos salen beneficiados. A los organismos involucrados se les denomina simbiontes.
Existe discrepancia sobre si el término debe reservarse para las relaciones de mutualismo (es decir, aquellas en que todos los simbiontes salen beneficiados), las relaciones de mutualismo imprescindibles para la supervivencia de todos los simbiontes o bien extenderse a todas las relaciones interespecíficas, como ocurre en las ideas de sociedades basadas en la solidaridad y colectividad, entre otras.

Existen muchos tipos de relaciones interespecíficas, como por ejemplo:

el parasitismo, en la que la asociación es desventajosa o destructiva para el organismo de alguno de los miembros;

el mutualismo en la que la asociación es ventajosa y necesaria para uno o ambos y no es dañina para ninguno de los dos;

el comensalismo, en la que un miembro de la asociación se beneficia mientras que el otro no se ve afectado.
Pueden distinguirse varios tipos de simbiosis: ectosimbiosis y endosimbiosis. En la ectosimbiosis, el simbiótico vive sobre el cuerpo – en el exterior - del organismo anfitrión, incluido el interior de la superficie del recorrido digestivo o el conducto de las glándulas exocrinas. En la endosimbiosis, el simbiótico vive en el espacio intracelular del anfitrión.
Un ejemplo típico de simbiosis es la relación entre la anémona de mar y el cangrejo ermitaño: el cangrejo "ofrece" desplazamiento a la anémona y ésta le ofrece protección con sus tentáculos venenosos. Otro ejemplo es el del gobio de Luther, un pez, y una gamba ciega. La gamba excava una madriguera con sus fuertes patas y permite que el pez la ocupe también. A cambio, éste actúa como lazarillo, guiando a la gamba en la búsqueda de alimento. La gamba toca con sus antenas la cola del pez y éste la mueve cuando detecta algún peligro: en ese caso, los dos se retiran hacia la madriguera. También es importante la micorriza como asociación simbiótica.
La bióloga Lynn Margulis, famosa por el trabajo sobre endosimbiosis, afirma que la simbiosis es el principal agente director de la evolución. Ella considera que las ideas de Darwin sobre evolución, basadas en la competencia están incompletas y que la evolución está fuertemente basada en la cooperación, interacción, y dependencia mutua entre organismos. Según Margulis y Sagan (1986), "La vida no conquistó el planeta por combate, sino por cooperación ".

Muchos científicos creen que la quimiosíntesis podría mantener vida debajo de la superficie de Marte, Europa ( luna de Júpiter) y otros cuerpos planetarios.