Mặt trời là nguồn năng lượng tối cao trong hầu hết các hệ sinh thái trên cạn và dưới biển. Các trường hợp ngoại lệ chính là các cộng đồng biển sâu phụ thuộc vào nhiệt từ các miệng phun thủy nhiệt cũng như các vi khuẩn khảo cổ tự dưỡng sinh năng lượng trực tiếp từ đá .
Cho đến một vài thập kỷ trước, các nhà sinh vật học không biết rằng có bất kỳ trường hợp ngoại lệ nào tồn tại ở cấp độ hệ sinh thái. Trong mọi môi trường trên cạn và dưới nước đã biết, cơ sở của chuỗi thức ăn được cho là bao gồm các sinh vật sản xuất, tức là các sinh vật tự dưỡng có khả năng quang hợp, chẳng hạn như thực vật, tảo, thực vật phù du và vi khuẩn lam. Vì các nhà sản xuất phụ thuộc vào ánh sáng mặt trời để quang hợp và mọi mức nhiệt đới trên mức các nhà sản xuất phụ thuộc vào chúng để cung cấp thức ăn và năng lượng, nên kết luận hợp lý là tất cả các hệ sinh thái phụ thuộc vào mặt trời, trực tiếp hoặc gián tiếp, là nguồn năng lượng cuối cùng của chúng.
Quan điểm đó đã thay đổi đáng kể vào năm 1977 khi các nhà khoa học trên tàu lặn Alvin phát hiện ra một hệ sinh thái biển sâu phát triển mạnh xung quanh các miệng phun thủy nhiệt ở Thái Bình Dương. Trong môi trường này, các nhà sản xuất là vi khuẩn sinh tổng hợp sử dụng nhiệt từ các lỗ thông nhiệt để phân tách hydro sunfua và sử dụng năng lượng hóa học của nó để tạo ra ATP và các phân tử thực phẩm. Giun ống và trai khổng lồ ăn vi khuẩn. Tại các lỗ thông hơi nhiệt được phát hiện muộn hơn ở Đại Tây Dương, cư dân bao gồm trai, cua và tôm. Các nhà sản xuất vẫn là vi khuẩn tổng hợp hóa học, cơ sở của chuỗi thức ăn trong một hệ sinh thái tồn tại mà không cần ánh sáng mặt trời.
