Περιεχόμενο
Τα βακτήρια καταναλώνουν οργανική ύλη και άλλες ενώσεις και τα ανακυκλώνουν σε ουσίες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν από άλλους οργανισμούς. Τα βακτήρια μπορούν να ζήσουν οπουδήποτε υπάρχει νερό. Είναι πιο πολυάριθμα, μπορούν να αναπαραχθούν ταχύτερα και να επιβιώσουν σε σκληρότερες συνθήκες από οποιονδήποτε άλλο οργανισμό στη Γη. Η τεράστια βιομάζα, η ευελιξία και η ικανότητά τους να ανακυκλώνουν τα χημικά στοιχεία τους καθιστούν σημαντικό συστατικό των οικοσυστημάτων. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα σε ακραία περιβάλλοντα, όπου τα βακτήρια εκτελούν εργασίες που συνήθως εκτελούνται από μια σειρά οργανισμών.
Βακτηριακή πέψη
Τα χημειοετεροτροφικά βακτήρια παράγουν τον άνθρακα και την ενέργεια που χρειάζονται για να επιβιώσουν από την οργανική ύλη. Αυτά τα βακτήρια είναι αποσυνθέτες, χωνεύοντας την τροφή τους απελευθερώνοντας ένζυμα στο περιβάλλον γύρω τους. Τα ένζυμα διασπούν την οργανική ύλη σε απλές ενώσεις, όπως η γλυκόζη και τα αμινοξέα, τα οποία μπορούν να απορροφηθούν από τα βακτήρια. Επειδή η πέψη λαμβάνει χώρα έξω από το βακτηριακό κύτταρο, είναι γνωστή ως εξωκυτταρική πέψη. Άλλα βακτήρια, που ονομάζονται χημοαυτοτρόπα, παίρνουν την ενέργειά τους από ανόργανες χημικές ουσίες και τον άνθρακα τους από το διοξείδιο του άνθρακα ή μια σχετική ένωση. Οι φωτοαυτότροφα αποκτούν ενέργεια από το φως. Αυτά τα βακτήρια δεν αποσυνθέτουν οργανική ύλη, αλλά είναι σημαντικά για τον θρεπτικό κύκλο.
Ανταλλαγή άνθρακα και θρεπτικών ουσιών
Τα βακτήρια αποτελούν βασικό συστατικό των κύκλων άνθρακα και αζώτου. Όπως και τα φυτά, τα φωτοαυτοτόπια και τα χημειοαυτοτόπια παίρνουν το διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα και το μετατρέπουν σε κυτταρικό άνθρακα. Αυτό σημαίνει ότι ο άνθρακας σταθεροποιείται ή απομονώνεται σε βακτήρια. Τα χημειοετεροτρόφη παίζουν έναν αντίθετο ρόλο στον κύκλο άνθρακα, απελευθερώνοντας διοξείδιο του άνθρακα στο περιβάλλον όταν αποσυνθέτουν οργανική ύλη. Τα βακτήρια καθορισμού αζώτου, όπως τα κυανοβακτήρια, ενσωματώνουν άζωτο από το περιβάλλον σε αμινοξέα και άλλο κυτταρικό υλικό. Ορισμένοι σταθεροποιητές αζώτου σχηματίζουν συμβιωτικές σχέσεις με τα φυτά, παρέχοντάς τους άζωτο και λαμβάνουν άνθρακα σε αντάλλαγμα. Τα χημειοετεροτροφικά παίζουν ζωτικό ρόλο στον κύκλο του αζώτου επειδή η εξωκυτταρική πέψη οργανικής ύλης απελευθερώνει διαλυτό άζωτο στο περιβάλλον, όπου μπορεί να απορροφηθεί από τα φυτά και τα βακτήρια που καθορίζουν το άζωτο.
Biofilm
Τα μικρόβια είναι καλύτερα εξοπλισμένα για να διασπάσουν την σκληρή φυτική ουσία από ό, τι άλλοι τύποι αποσυνθετικών. Τα βακτηρίδια σχηματίζουν αποικίες, γνωστές ως βιοφίλμ, με άλλα βακτηριακά είδη, μύκητες και άλγη. Η διαβίωση σε ένα βιοφίλμ παρέχει προστασία και επιτρέπει την ανταλλαγή θρεπτικών ουσιών και γενετικού υλικού. Τα βιοφίλμ αρχίζουν τη διαδικασία αποσύνθεσης σε πολλά οικοσυστήματα. Σε ρέματα και λίμνες, πολλά ασπόνδυλα γλυκού νερού δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα φύλλα μέχρι να «κλιματιστούν» από το βιοφίλμ. Η μικροβιακή επεξεργασία μαλακώνει τα φύλλα διασπώντας σύνθετες χημικές ενώσεις, όπως η λιγνίνη και η κυτταρίνη. Αυτό κάνει τα φύλλα ευκολότερα για τα ασπόνδυλα να χωνέψουν. Τα Biofilms παρέχουν τον ίδιο τύπο υπηρεσιών στα χερσαία οικοσυστήματα.
Αναερόβιες συνθήκες
Οι περισσότεροι οργανισμοί απαιτούν να επιβιώσουν οξυγόνο, αλλά το οξυγόνο δεν είναι πάντοτε διαθέσιμο στο περιβάλλον. Τα περιβάλλοντα που δεν διαθέτουν οξυγόνο είναι γνωστά ως αναερόβια. Περιβάλλοντα που μπορεί να είναι αναερόβια περιλαμβάνουν το δάπεδο του ωκεανού, το στρώμα απορριμμάτων φύλλων στα δασικά δάπεδα και στο έδαφος. Τα αναερόβια περιβάλλοντα μπορούν να προκληθούν όταν το οξυγόνο δεν μπορεί να κινηθεί μέσα από υλικό, για παράδειγμα σε πυκνά συσκευασμένα εδάφη ή όταν τα μικρόβια καταναλώνουν οξυγόνο γρηγορότερα από ό, τι μπορεί να αντικατασταθεί. Ευτυχώς, η αποσύνθεση και ο κύκλος θρεπτικών ουσιών είναι σε θέση να συνεχιστούν απουσία οξυγόνου. Πολλά μικρόβια είναι σε θέση να ανταλλάξουν οξυγόνο για άλλες ουσίες, όπως τα νιτρικά και θειικά ιόντα. Ορισμένες ομάδες όπως τα μεθανογόνα, τα οποία παράγουν μεθάνιο, δεν μπορούν να ανεχθούν καθόλου οξυγόνο.