Questão de Biologia — Características das Bactérias — VUNESP 2025

Metabolismo das arqueas: quimioautotrofismo

Gabarito: letra E. As arqueas descritas obtêm energia oxidando compostos inorgânicos (FeS e H₂S) e fixam CO₂ para sintetizar matéria orgânica — isso define o metabolismo quimioautotrófico, com fonte de energia em substâncias inorgânicas. A classificação do metabolismo microbiano se dá por dois eixos independentes: a fonte de energia (luz = fototrófico; reações químicas = quimiotrófico) e a fonte de carbono (CO₂ = autotrófico; moléculas orgânicas = heterotrófico).

Para entender a questão, é preciso dominar a classificação nutricional dos microrganismos, que combina dois critérios independentes. O primeiro critério é a fonte de energia: organismos fototróficos usam a luz como fonte primária de energia, enquanto organismos quimiotróficos obtêm energia por meio de reações de oxirredução de compostos químicos. O segundo critério é a fonte de carbono: organismos autotróficos fixam CO₂ para produzir suas moléculas orgânicas, enquanto organismos heterotróficos capturam moléculas orgânicas prontas do ambiente.

A combinação desses dois critérios gera quatro tipos metabólicos principais: fotoautotrófico (luz + CO₂, como cianobactérias e plantas), foto-heterotrófico (luz + compostos orgânicos, como algumas bactérias púrpura não sulfurosas), quimioautotrófico (reações químicas + CO₂, como as arqueas metanogênicas e bactérias nitrificantes) e quimioheterotrófico (reações químicas + compostos orgânicos, como a maioria das bactérias e animais).

No caso da questão, a reação química apresentada — FeS + H₂S → FeS₂ + H₂ — é uma reação de oxirredução envolvendo compostos inorgânicos (sulfeto de ferro e ácido sulfídrico). A energia liberada nessa reação é utilizada para fixar CO₂, ou seja, para produzir compostos orgânicos a partir de uma fonte inorgânica de carbono. Isso caracteriza perfeitamente o metabolismo quimioautotrófico: a energia vem de reações químicas com substâncias inorgânicas, e o carbono vem do CO₂.

A pegadinha da banca está em confundir os dois eixos de classificação. Muitos candidatos associam "quimio" a "orgânico", pensando que quimiotróficos usam substâncias orgânicas — mas isso é um erro. O prefixo "quimio" refere-se apenas à fonte de energia (reações químicas), não à fonte de carbono. Da mesma forma, "autotrófico" refere-se à fonte de carbono (CO₂), não à fonte de energia. A distinção crucial é: quimioautotrófico = energia de reações químicas com substâncias inorgânicas + carbono do CO₂; quimioheterotrófico = energia de reações químicas com substâncias orgânicas + carbono de moléculas orgânicas.

Guarde essa fronteira: o que separa quimioautotrófico de quimioheterotrófico é a natureza da substância que fornece energia (inorgânica vs. orgânica) e a fonte de carbono (CO₂ vs. moléculas orgânicas). É exatamente nessa distinção que as alternativas se dividem.

Alternativa A — ❌ Incorreta

Afirma que o metabolismo é quimioheterotrófico e que a energia vem de substâncias orgânicas. Erra nos dois pontos: a energia vem de substâncias inorgânicas (FeS e H₂S), e o carbono vem do CO₂ (autotrófico), não de moléculas orgânicas. O termo "quimioheterotrófico" descreveria um organismo que usa compostos orgânicos tanto como fonte de energia quanto de carbono — o oposto do que a questão descreve.

Alternativa B — ❌ Incorreta

Afirma que o metabolismo é fotoautotrófico, ou seja, que a energia vem da luz. A questão deixa claro que a energia vem de uma reação química (FeS + H₂S → FeS₂ + H₂), não da luz. O prefixo "foto" refere-se exclusivamente à luz como fonte de energia, o que não se aplica ao caso. A segunda parte da alternativa (substâncias orgânicas e inorgânicas) também está incorreta, pois a fonte de energia é apenas inorgânica.

Alternativa C — ❌ Incorreta

Acerta no termo "quimioautotrófico", mas erra ao afirmar que a energia vem de substâncias orgânicas. A reação descrita envolve compostos inorgânicos (FeS e H₂S). A pegadinha aqui é sutil: o candidato que sabe que é quimioautotrófico pode marcar esta alternativa sem perceber a troca de "inorgânicas" por "orgânicas" na segunda parte.

Alternativa D — ❌ Incorreta

Afirma que o metabolismo é quimioheterotrófico, o que estaria correto se a fonte de carbono fosse moléculas orgânicas. Porém, a questão afirma que as arqueas fixam CO₂, ou seja, são autotróficas quanto à fonte de carbono. A segunda parte (substâncias inorgânicas) está correta, mas o termo "heterotrófico" invalida a alternativa.

Alternativa E — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Descreve exatamente o metabolismo das arqueas: quimioautotrófico (energia de reações químicas + carbono do CO₂) e utilização de substâncias inorgânicas (FeS e H₂S) para obter energia. A reação de oxirredução entre compostos inorgânicos fornece a energia necessária para a fixação de CO₂, caracterizando o quimioautotrofismo.

Gabarito: letra E