化学合成 (生命科学)
水素分子(H2)を利用できるまれな場所では、CO2とH2の反応(メタン、CH4の生成につながる)から得られるエネルギーが、バイオマスの生成を推進するのに十分な大きさになりうる。あるいは、ほとんどの海洋環境では、化学合成のためのエネルギーは、硫化水素やアンモニアなどの物質が酸化される反応から得られる。これは酸素の有無にかかわらず起こる可能性がある。
化学合成微生物の多くは、海洋で他の生物によって消費され、化学合成生物と呼吸する従属栄養生物との共生関係は極めて一般的である。熱水噴出孔、メタンクラスレート、冷水湧出帯、鯨骨生物群集、隔離された洞窟水では、化学合成による二次生産によって動物の大規模な個体群が維持されることがある。
火星や、木星の月エウロパ、およびその他の惑星の地下では、嫌気性化学合成が生命を支えているという仮説がある。また、化学合成は、地球上で最初に進化した代謝の種類であり、その後に発達した細胞呼吸や光合成の先導役となった可能性がある。
2013年、研究者たちは、構造プレートの端に沿って形成される熱水噴出孔とは別に、堆積物の厚い層の下にある海洋地殻の岩石中に生息している細菌を発見したと報告した。暫定的調査結果では、これらの細菌は、海洋地殻を構成する玄武岩を貫く小さな鉱脈を循環している海水が、カンラン石を化学還元して生じる水素を食べて生きていることが分かった。この細菌は、水素と二酸化炭素を結合してメタンを合成する。
生化学において、化学合成(かがくごうせい、英: chemosynthesis)とは、一つかそれ以上の炭素含有分子(一般に二酸化炭素やメタン)と栄養素を生物学的に有機物に変換することであり、エネルギー源として、光合成のような太陽光ではなく、無機化合物(水素ガス、硫化水素など)または第一鉄イオンの酸化を利用するものである。化学合成によって二酸化炭素から炭素を得る生物である化学合成独立栄養生物は系統学的に多様である。著名な分類群あるいは生物地球化学的に重要な分類群として、硫黄酸化細菌ガンマプロテオバクテリア、イプシロンプロテオバクテリア、水素酸化細菌アクウィフェクス、メタン生成古細菌、好中球性鉄酸化細菌が含まれる。
海洋深部に生息する多くの微生物は、化学合成を行って単一の炭素分子からバイオマスを生産している。その仕組みは2つのカテゴリーに分けることができる。