Как бактериите са част от рециклирането и биоразграждането?

Бактериите консумират органични вещества и други съединения и ги рециклират във вещества, които могат да бъдат използвани от други организми. Бактериите могат да живеят навсякъде, където има вода. Те са по-многобройни, могат да се размножават по-бързо и да оцелеят в по-тежки условия от всеки друг организъм на Земята. Тяхната огромна биомаса, гъвкавост и способност да рециклират химичните елементи ги правят важен компонент на екосистемите. Това е особено вярно в екстремни среди, където бактериите извършват работа, която обикновено се извършва от редица организми.

Хемохетеротрофните бактерии произвеждат въглерода и енергията, необходими им за оцеляване, от органични вещества. Тези бактерии се разлагат, смилат храната си, като отделят ензими в заобикалящата ги среда. Ензимите разграждат органичните вещества до прости съединения, като глюкоза и аминокиселини, които могат да бъдат усвоени от бактериите. Тъй като храносмилането се извършва извън бактериалната клетка, то е известно като извънклетъчно храносмилане. Други бактерии, наречени хемоавтотрофи, получават енергията си от неорганични химикали, а въглеродът - от въглероден диоксид или свързано съединение. Фотоавтотрофите получават енергия от светлината. Тези бактерии не разлагат органичните вещества, но са важни за циркулацията на хранителни вещества.

Бактериите са ключов компонент на въглеродния и азотния цикъл. Подобно на растенията, фотоавтотрофите и хемоавтотрофите приемат въглероден диоксид от въздуха и го превръщат в клетъчен въглерод. Това означава, че въглеродът се фиксира или изолира в бактериите. Хемохетеротрофите играят противоположна роля във въглеродния цикъл, освобождавайки въглероден диоксид в околната среда, когато разлагат органичните вещества. Азотфиксиращите бактерии, като цианобактериите, включват азот от околната среда в аминокиселини и други клетъчни материали. Някои азотни фиксатори формират симбиотични взаимоотношения с растенията, като им осигуряват азот и получават въглерод в замяна. Хемохетеротрофите играят жизненоважна роля в азотния цикъл, тъй като извънклетъчното смилане на органични вещества освобождава разтворим азот в околната среда, където може да бъде погълнат от растенията и фиксиращ азот бактерии.

Микробите са по-добре оборудвани за разграждане на жилавите растителни вещества, отколкото другите видове разлагачи. Бактериите образуват колонии, известни като биофилми, с други бактериални видове, гъбички и водорасли. Животът в биофилм осигурява защита и позволява споделяне на хранителни вещества и генетичен материал. Биофилмите започват процеса на разлагане в много екосистеми. В потоците и езерата много сладководни безгръбначни не могат да използват листа, докато не бъдат „обусловени“ от биофилм. Микробното кондициониране омекотява листата, като разгражда сложни химични съединения, като лигнин и целулоза. Това улеснява смилането на безгръбначните. Биофилмите предоставят същия тип услуга в наземните екосистеми.

Повечето организми се нуждаят от кислород, за да оцелеят, но кислородът не винаги е наличен в околната среда. Средите, в които липсва кислород, са известни като анаеробни. Средата, която може да бъде анаеробна, включва дъното на океана, слоят листни отпадъци върху горските подове и почвата. Анаеробна среда може да бъде причинена, когато кислородът не може да се движи през материала, например в гъсто натъпкана почва, или когато микробите консумират кислород по-бързо, отколкото може да бъде заменен. За щастие разлагането и циркулирането на хранителни вещества могат да продължат при липса на кислород. Много микроби са в състояние да сменят кислорода с други вещества, като нитратни и сулфатни йони. Някои групи като метаногените, които произвеждат метан, изобщо не могат да понасят кислород.