所谓的光合作用，是指植物和藻类利用自身的叶绿素将可见光转化为能量（包括光反应和暗反应）驱动二氧化碳和水转化为有机物并释放氧气的过程。光合作用是生物界赖以生存的生化反应过程，也是地球碳氧循环的重要媒介。陆地植物利用叶绿素进行光合作用，并将光能转化成推动自身新陈代谢的能量。
最重要的一点，山姆教授认为光合作用要有光。但是，在没有光的地方，或光线特别弱的地方，会不会有光合作用呢？还有，我们知道能进行光合作用的一般是植物，那么，微生物呢？我们已经知道，海洋里除了藻类还有许多其他生物，那么它们是否具有同陆上植物相同的光合作用呢？
美国国家科学院的科学家认为，有些光合细菌也许能在没有太阳光的环境下生长，它们利用的是来自热流的热辐射作为能量来源。科学家发现了存在于在离海面1600多米的深海火山热泉处的一种特殊的光合绿硫菌，它们能在没有太阳光的地方进行光合作用。
这真是令山姆教授惊讶不已！
海底火山热泉，常常被称为“黑烟囱”，在那里存在着复杂的生态环境，主要的能量来源于溶解在地热水中的化学物质。在喷口处的化能营养型细菌可以通过分解比如像硫化氢等无机物质获得能量，而这些细菌产生的有机物则可以为其它微生物和无脊椎动物提供养料。
科学家还发现一个专门用于晒盐的池塘水呈现红色。根据研究人员的解释，这些水之所以呈红色是因为里面有一些专门生存在极端环境中的无害海洋微生物——一种喜盐细菌。根据基因研究的结果，科学家们在菌体中第一次发现了细菌视紫质。
视紫质通常存在于人体的视觉细胞中，是一种感光体，其作用是接收外界光线并通过复杂的生理生化反应将光能转化成为神经信号，而海洋微生物中的这种细菌视紫质则能够将光线转化成移动电子，成为推动菌体新陈代谢的能量，这也就形成了海洋微生物体内特有的光合作用机制。
这一发现明确地解答了我们开篇“海洋微生物是否有着同陆上植物相同的光合作用”的问题。同时也解答了过去海洋生态系统研究中一直存在的一个疑问——为什么海洋中的众多微生物似乎在没有什么食物来源的情况下能够长期生存繁衍下去。这也提示人们将来利用海洋微生物视紫质光合作用产生能量的原理，人类可以制造出生物太阳能电池。
山姆教授不得不说，这是一个一举三得的发现。