Хемосинтез
С. Н. Виноградским был открыт иной путь образования органического вещества из неорганического, помимо фотосинтеза, а именно процесс хемосинтеза, когда синтез органического вещества идет за счет химической энергии окисления. Способностью к хемосинтезу обладают только некоторые немногочисленные группы бактериальных организмов.
При изучении серобактерий, а затем нитрификаторов Виноградский отметил отрицательную роль органического вещества для их развития. Заражая почвой минеральные среды, содержащие аммонийные соли, Виноградскому удалось показать, что бактерии эти развиваются без доступа органического вещества, синтезируя его за счет окисления аммиака в азотистую кислоту и азотистой кислоты в азотную.
Один из этих процессов производится бактерией, получившей название Nitrosomonas, а второй процесс вызывается бактерией Nitrobacter. Для того чтобы усвоить одну часть углерода, Nitrosomonas должен окислить 35 частей азота, а Nitrobacter 135 частей, как это видно из таблицы.
Nitrosomonas является более энергично работающей формой. Последнее понятно, если учесть, что в первой фазе нитрификации (2NH3 + 3O2 = 2HNO2 + 2H2O + 158 кал) выделяется 158 калорий. Во второй фазе нитрификации образуется значительно меньшее число калорий (2HNO2 + O2 = 2HNO3 + 43,2 кал).
Для синтеза органического вещества нитрификаторы, так же как и зеленые растения, используют углекислоту воздуха или углекислоту бикарбонатов (NaHCO3), имеющуюся в почве. Бикарбонаты легко разлагаются, переходя в карбонаты и выделяя при этом углекислый газ.
