Las bacterias consumen materia orgánica y otros compuestos y los reciclan en sustancias que pueden ser utilizadas por otros organismos. Las bacterias pueden vivir en cualquier lugar que tenga agua. Son más numerosos, pueden reproducirse más rápido y pueden sobrevivir a condiciones más duras que cualquier otro organismo de la Tierra. Su enorme biomasa, versatilidad y capacidad para reciclar los elementos químicos los convierten en un componente importante de los ecosistemas. Esto es especialmente cierto en entornos extremos, donde las bacterias realizan el trabajo normalmente realizado por una variedad de organismos.
Digestión bacteriana
Las bacterias quimioheterotróficas obtienen el carbono y la energía que necesitan para sobrevivir a partir de la materia orgánica. Estas bacterias son descomponedoras, digiriendo su comida liberando enzimas al ambiente que las rodea. Las enzimas descomponen la materia orgánica en compuestos simples, como glucosa y aminoácidos, que pueden ser absorbidos por las bacterias. Debido a que la digestión tiene lugar fuera de la célula bacteriana, se conoce como digestión extracelular. Otras bacterias, llamadas quimioautótrofas, obtienen su energía de sustancias químicas inorgánicas y su carbono del dióxido de carbono o un compuesto relacionado. Los fotoautótrofos obtienen energía de la luz. Estas bacterias no descomponen la materia orgánica, pero son importantes para el ciclo de nutrientes.
Ciclos de carbono y nutrientes
Las bacterias son un componente clave de los ciclos del carbono y el nitrógeno. Al igual que las plantas, los fotoautótrofos y quimioautótrofos toman dióxido de carbono del aire y lo convierten en carbono celular. Esto significa que el carbono se fija o se secuestra en las bacterias. Los quimioheterótrofos juegan un papel opuesto en el ciclo del carbono, liberando dióxido de carbono al medio ambiente cuando descomponen la materia orgánica. Las bacterias fijadoras de nitrógeno, como las cianobacterias, incorporan nitrógeno del medio ambiente en aminoácidos y otro material celular. Algunos fijadores de nitrógeno forman relaciones simbióticas con las plantas, proporcionándoles nitrógeno y recibiendo carbono a cambio. Los quimioheterótrofos juegan un papel vital en el ciclo del nitrógeno porque la digestión extracelular de la materia orgánica libera nitrógeno soluble en el medio ambiente, donde las plantas pueden absorberlo y fijarlo bacterias.
Biofilm
Los microbios están mejor equipados para descomponer la materia vegetal resistente que otros tipos de descomponedores. Las bacterias forman colonias, conocidas como biopelículas, con otras especies bacterianas, hongos y algas. Vivir en una biopelícula brinda protección y permite compartir nutrientes y material genético. Las biopelículas inician el proceso de descomposición en muchos ecosistemas. En arroyos y lagos, muchos invertebrados de agua dulce no pueden usar hojas hasta que han sido "acondicionados" por la biopelícula. El acondicionamiento microbiano suaviza las hojas al descomponer compuestos químicos complejos, como la lignina y la celulosa. Esto hace que las hojas sean más fáciles de digerir por los invertebrados. Las biopelículas brindan el mismo tipo de servicio en los ecosistemas terrestres.
Condiciones anaeróbicas
La mayoría de los organismos necesitan oxígeno para sobrevivir, pero el oxígeno no siempre está disponible en el medio ambiente. Los entornos que carecen de oxígeno se conocen como anaeróbicos. Los entornos que pueden ser anaeróbicos incluyen el fondo del océano, la capa de hojarasca en el suelo y el suelo de los bosques. Los entornos anaeróbicos pueden producirse cuando el oxígeno no puede moverse a través del material, por ejemplo, en suelos densamente compactados, o cuando los microbios consumen oxígeno más rápido de lo que pueden reemplazarlo. Afortunadamente, la descomposición y el ciclo de nutrientes pueden continuar en ausencia de oxígeno. Muchos microbios pueden intercambiar oxígeno por otras sustancias, como iones de nitrato y sulfato. Algunos grupos, como los metanógenos, que producen metano, no pueden tolerar el oxígeno en absoluto.