Questão de Biologia — Ciclos biogeoquímicos — VUNESP 2019

Nitrificação: bactérias quimiossintetizantes aeróbicas

Gabarito: letra D. As bactérias dos gêneros Nitrosomonas e Nitrobacter são autótrofas quimiossintetizantes aeróbicas, pois produzem seu próprio alimento a partir da energia liberada na oxidação de compostos inorgânicos (amônia e nitrito, respectivamente), utilizando gás oxigênio como aceptor final de elétrons no processo. Essa é a definição clássica de quimiossíntese, um tipo de nutrição autotrófica que não depende da luz.

A nitrificação é uma etapa fundamental do ciclo do nitrogênio, na qual a amônia (NH₃) é convertida em nitrato (NO₃⁻), a forma mais absorvível pelas plantas. Esse processo ocorre em duas etapas: na primeira, bactérias do gênero Nitrosomonas oxidam a amônia a nitrito (NO₂⁻); na segunda, bactérias do gênero Nitrobacter oxidam o nitrito a nitrato. Ambas as etapas são realizadas por bactérias quimiossintetizantes, que obtêm energia da oxidação de compostos inorgânicos, e não da luz ou de matéria orgânica preexistente.

Para entender por que essas bactérias são autótrofas, é preciso lembrar a diferença entre os tipos de nutrição. Organismos autótrofos produzem seu próprio alimento a partir de substâncias inorgânicas simples, enquanto heterótrofos precisam obter moléculas orgânicas prontas do ambiente. A quimiossíntese é um processo autotrófico em que a energia vem da oxidação de compostos inorgânicos (como amônia, nitrito, hidrogênio ou ferro), ao contrário da fotossíntese, que usa a luz como fonte de energia. Além disso, o termo aeróbico indica que o processo utiliza oxigênio molecular (O₂) como aceptor de elétrons, o que é exatamente o caso da nitrificação.

Um exemplo concreto ajuda a fixar: a Nitrosomonas oxida a amônia (NH₃) a nitrito (NO₂⁻), e a Nitrobacter oxida o nitrito a nitrato (NO₃⁻). Em ambas as reações, a energia liberada é usada para fixar carbono (CO₂) e produzir compostos orgânicos, como glicose. Esse é o mesmo princípio da quimiossíntese realizada por bactérias do fundo do mar em fontes hidrotermais, que oxidam sulfeto de hidrogênio. A diferença é que, no caso da nitrificação, o substrato oxidado é nitrogenado.

A pegadinha desta questão está em confundir quimiossíntese com fotossíntese ou com nutrição heterotrófica. Muitos candidatos associam "autótrofo" apenas à fotossíntese, mas a quimiossíntese é igualmente um processo autotrófico. Outros podem pensar que, por viverem no solo e não na luz, essas bactérias seriam heterótrofas, o que é incorreto. A palavra-chave é "quimiossintetizantes": elas produzem matéria orgânica a partir de energia química, não da luz, e são aeróbicas porque dependem de O₂ para oxidar os compostos inorgânicos.

Guarde a distinção entre os quatro tipos de nutrição que aparecem nas alternativas: autótrofo × heterótrofo (fonte de carbono) e fotossintetizante × quimiossintetizante (fonte de energia), além de aeróbico × anaeróbico (uso de O₂). É exatamente essa combinação que separa a alternativa correta das demais.

Alternativa A — ❌ Incorreta

Afirma que as bactérias são heterótrofas quimiossintetizantes. Há uma contradição interna: organismos heterótrofos não realizam quimiossíntese, pois não produzem seu próprio alimento. A quimiossíntese é, por definição, um processo autotrófico. O erro está em classificar a nutrição como heterotrófica, quando na verdade essas bactérias produzem compostos orgânicos a partir de CO₂ e da energia da oxidação de compostos inorgânicos.

Alternativa B — ❌ Incorreta

Afirma que são autótrofas fotossintetizantes anaeróbicas. O erro está em "fotossintetizantes": a nitrificação não utiliza luz como fonte de energia, mas sim a oxidação de compostos inorgânicos (quimiossíntese). Além disso, o processo é aeróbico, não anaeróbico, pois depende de oxigênio molecular. A fotossíntese é realizada por organismos como plantas, algas e cianobactérias, não pelas bactérias nitrificantes.

Alternativa C — ❌ Incorreta

Afirma que são autótrofas fermentadoras aeróbicas. O erro está em "fermentadoras": a fermentação é um processo anaeróbico de obtenção de energia a partir de compostos orgânicos, típico de heterótrofos. Não há fermentação na nitrificação, que é um processo oxidativo aeróbico de compostos inorgânicos. A combinação "fermentadoras aeróbicas" é contraditória, pois fermentação e aerobiose são mutuamente exclusivas.

Alternativa D — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Afirma que são autótrofas quimiossintetizantes aeróbicas, o que está correto. As bactérias nitrificantes produzem seu próprio alimento (autotróficas) usando energia química da oxidação de amônia e nitrito (quimiossintetizantes), em um processo que requer oxigênio (aeróbicas). Essa é a descrição exata do metabolismo de Nitrosomonas e Nitrobacter.

Alternativa E — ❌ Incorreta

Afirma que são heterótrofas fermentadoras anaeróbicas. Todos os três termos estão errados: não são heterótrofas (são autótrofas), não fermentam (realizam quimiossíntese oxidativa) e não são anaeróbicas (dependem de O₂). Essa alternativa é o oposto completo da correta, misturando todos os erros possíveis.

Gabarito: letra D