Quá trình tổng hợp các
chất trong hệ sinh thái Từ khi Trái Đất hình thành, quá trình
tổng hợp các chất bằng con đường hóa
học đã xuất hiện, tạo tiền đề cho sự sống
ra đời. Song quá trình đó chậm chạp, sản
vật được tạo ra nghèo nàn, sự sống do đó,
sống chật vật trong những năm tháng dài
của thời kỳ được mệnh danh là Tiền
Cambri (Precambri). Sự xuất hiện thực
vật quang hợp là “cuộc cách mạng vĩ
đại” của hành tinh Cũng từ đây, sinh vật
tiến hóa một cách bùng nổ, sức sản xuất
tăng lên gấp bội, đáp ứng đủ đến dư thừa
nhu cầu sinh sống của cả thế giới sinh vật
cũng ngày một đông vui này. Quá trình
tổng hợp các chất được tiến hành bằng 2
phương thức: Quang hợp và hoá tổng
hợp.
Những cây xanh sống trên Trái Đất có
khả năng quang hợp, mỗi năm sản xuất
ra khoảng 100 tỷ tấn chất hữu cơ để nuôi
sống những nhóm sinh vật khác. Trong
quang hợp, diệp lục (chlorophyl)
đóng vai trò rất quan trọng, như một
chất xúc tác, giúp cho cây sử dụng được
năng lượng Mặt Trời để biến đổi cacbon

Vi khuẩn quang hợp chủ yếu là sinh vật
sống ở nước (nước ngọt và nước mặn).
Phần lớn chúng đóng vai trò không
đáng kể trong sản xuất nguồn thức
ăn sơ cấp, song chúng lại có khả năng
hoạt động ở những điều kiện hoàn toàn
không thích hợp cho các “cây cối” khác.
Do vậy, chúng có vai trò nhất định trong
các chu trình sinh địa hóa.
Trong quang hợp, chất bị oxy hóa (cho
điện tử) không phải là nước mà là những
chất vô cơ chứa lưu huỳnh như hydro
sunphua (H2S) chẳng hạn, với sự
tham gia của vi khuẩn lưu
huỳnh xanh và đỏ
(Chlorobacteriaceae và Thiorhodaceae),
hoặc các hợp chất vô cơ với sự
tham gia của các nhóm vi khuấn
không lưu huỳnh đỏ và nâu
(Athiorhodaceae) thì quá trình đó không
giải phóng oxy phân tử.
CO
2
+ 2H
2
S Năng lượng mặt trời
> (CH
2
O) + H
2

đổi, chẳng hạn từ amoniac thành nitrit,
nitrit thành nitrat, sunphit thành lưu
huỳnh, sắt 2 thành sắt 3 với sự tham gia
của các nhóm vi khuẩn Beggiatoa (ở nơi
giàu Sunphat) và vi khuẩn
Azotobacter, v.v. Hoặc như
Thyobacillus rất phong phú trong các
suối nước nóng giàu lưu huỳnh, vi
khuẩn nitơ (Pseudomonas,
Nitrobacter ) có mặt trong nhiều công
đoạn của chu trình nitơ. Những vi khuẩn
như thế có thể phát triển trong bóng tối,
nhưng đa số chúng cần O2. Vi khuẩn hóa
tổng hợp chủ yếu tham gia vào việc sử
dụng lại (thứ sinh) các hợp chất cacbon
hữu cơ chứ không tham gia vào việc tạo
thành nguồn thức ăn sơ cấp, nói một
cách khác, chúng sống nhờ vào
những sản phẩm phân hủy của các chất
hữu cơ được tạo ra bởi quá trình quang
hợp của cây xanh hay vi khuẩn quang
hợp khác.
Nhờ khả năng hoạt động trong bóng tối ở
các lớp trầm tích, trong đất hay trên đáy
các thủy vực, vi khuẩn hóa tổng hợp
không chỉ lôi cuốn các chất dinh dưỡng
vào sản xuất chất hữu cơ mà còn sử dụng
cả nguồn năng lượng “rơi vãi” mà các
sinh vật tiêu thụ không tài nào tiết kiệm
được trong cuộc sống của mình.

Hương Thảo