Leben mit Arsen und Nitrat

H2AsO3- + NO3- ---> H2AsO4- + NO2-

Also Reaktion von hoch giftigem Arsenit und Nitrat zu Arsenat und Nitrit

Na ja, nichts besonderes, mit einem entsprechenden Katalysator sollte das schon gehen; die Reaktion ist in wässriger Lösung bei pH 7 exergon mit Delta G'° = -87.16 kJ/mol.

Nichts besonderes? Es gibt Bakterien, die brauchen außer Arsenit, Nitrat, Kohlendioxid und ein paar Mineralsalzen nur die Abwesenheit von freiem Sauerstoff, und schon vermehren sie sich. Sie nutzen die in der obigen Reaktion entstehende Energie zu Aufbau und Vermehrung. Sie sind autotroph, wie grüne Pflanzen, benötigen jedoch kein Licht, sie sind chemoautotroph (genauer: chemolithoautotroph, weil sie ihre Biomasse nur mit Kohlendioxid und anorganischen Substanzen aufbauen).

Es gibt sehr viele anorganische Reaktionen, die von chemolithoautotrophen Bakterien in Abwesenheit von freiem Sauerstoff als Energie zum Leben genutzt werden. z.B.

Reaktion von Ammoniak mit Nitrit zu freiem Stickstoff und Wasser

Reaktion von molekularem Wasserstoff mit Kohlendioxid zu Methan und Wasser

Reaktion von molekularem Wasserstoff mit Sulfat zu Sulfid und Wasser

Reaktion von Phosphit mit Sulfat zu Phosphat und Sulfid

Aber auch Fe(II) wird von Thiobacillen zu Fe(III) oxidiert; da kann z.B. Sulfat der Reaktionspartner sein, und aus Fe(III) entsteht dann Raseneisenerz (so begann unsere prähistorische "Eisenzeit")

Von der Atmung mit Halogenkohlenwasserstoffen statt mit Sauerstoff rede ich jetzt nicht, das würde zu weit führen. Übrigens: natürlich gibt es auch jede Menge chemolithoautotrophen Bakterien, die freien Sauerstoff für die Energiegewinnung zu Wachstum und Vermehrung nutzen, das sind halt dann die aeroben.

Wenn das für Eueren Chemieunterricth interessant sein könnte, z.B.

"Leben mit toxischer Chemie am kochenden Meeresgrund"
http://www.ocean.udel.edu/deepsea/level-2/chemistry/chemo.html

... würde ich mich über einen Kommentar freuen; ebenso über eine Bemerkung, dass die Einmischung eines Mikrobiologen in den Chemieunterricht hier fehl am Platz ist.

Wen's noch mehr interessiert, der kann hier nachlesen:

Madigan, M. T., J. M. Martinko, and J. Parker. 2003. Brock Biology of Microorganisms, 10th ed. Prentice Hall, Upper Saddle River.

Oremland, R. S., S. E. Hoeft, J. M. Santini, N. Bano, R. A. Hollibaugh, and J. T. Hollibaugh. 2002. Anaerobic Oxidation of Arsenite in Mono Lake Water and by a Facultative, Arsenite-Oxidizing Chemoautotroph, Strain MLHE-1. Appl. Environ. Microbiol. 68:4795-4802.

Wer nicht weiterkommt, kann mich gerne fragen.

Tschüß,

michaelu