Kuidas on bakterid ringlussevõtu ja biolagundamise osa?

Bakterid tarbivad orgaanilisi aineid ja muid ühendeid ning töötlevad neid aineteks, mida teised organismid saavad kasutada. Bakterid võivad elada kõikjal, kus on vett. Neid on arvukamalt, nad suudavad paljuneda kiiremini ja suudavad üle elada karmimad tingimused kui ükski teine ​​organism Maal. Nende tohutu biomass, mitmekülgsus ja võime keemilisi elemente taaskasutada muudab need ökosüsteemide oluliseks komponendiks. See kehtib eriti äärmuslikes keskkondades, kus bakterid teevad tööd, mida tavaliselt teevad paljud organismid.

Kemoheterotroofsed bakterid hangivad ellujäämiseks vajalikku süsinikku ja energiat orgaanilisest ainest. Need bakterid on lagundajad, seedides oma toitu, vabastades ensüüme ümbritsevasse keskkonda. Ensüümid lagundavad orgaanilised ained lihtsateks ühenditeks, näiteks glükoosiks ja aminohapeteks, mida bakterid võivad omastada. Kuna seedimine toimub väljaspool bakterirakku, on see tuntud kui rakuväline seedimine. Teised bakterid, mida nimetatakse kemoautotroofideks, saavad oma energia anorgaanilistest kemikaalidest ja süsinik süsinikdioksiidist või seotud ühendist. Fotoautotroofid saavad energiat valgusest. Need bakterid ei lagunda orgaanilisi aineid, kuid on olulised toitainete ringluses.

Bakterid on süsiniku ja lämmastiku tsükli põhikomponent. Nagu taimed, võtavad fotoautotroofid ja kemoautotroofid õhust süsinikdioksiidi ja muudavad selle rakusüsinikuks. See tähendab, et süsinik fikseerub või seob end bakterites. Kemoheterotroofid mängivad süsinikuringes vastupidist rolli, vabastades orgaanilise aine lagundamisel keskkonda süsinikdioksiidi. Lämmastikku siduvad bakterid, näiteks tsüanobakterid, sisaldavad keskkonnast pärit lämmastikku aminohapetesse ja muudesse rakulistesse materjalidesse. Mõned lämmastiku sideained moodustavad taimedega sümbiootilisi suhteid, pakkudes neile lämmastikku ja saades vastutasuks süsinikku. Kemoheterotroofidel on lämmastiku tsüklis ülitähtis roll, kuna orgaanilise aine rakuväline seedimine eraldab lahustuvat lämmastikku keskkonda, kus seda saavad taimed omastada ja lämmastikku siduvad bakterid.

Mikroobid on tugevama taimse aine lagundamiseks paremini varustatud kui muud tüüpi lagundajad. Bakterid moodustavad koos teiste bakteriliikide, seente ja vetikatega kolooniaid, mida nimetatakse biofilmideks. Biofilmis elamine pakub kaitset ning võimaldab toitaineid ja geneetilist materjali jagada. Biokiled alustavad lagunemisprotsessi paljudes ökosüsteemides. Ojades ja järvedes ei saa paljud mageveeselgrootud kasutada lehti enne, kui neid pole biokile “tinginud”. Mikroobide konditsioneerimine pehmendab lehti, lagundades keerukaid keemilisi ühendeid, nagu ligniin ja tselluloos. See muudab selgrootute lehed kergemini seeditavaks. Biofilmid pakuvad sama tüüpi teenuseid maismaaökosüsteemides.

Enamik organisme vajab ellujäämiseks hapnikku, kuid keskkonnas pole hapnikku alati saadaval. Keskkondi, kus puudub hapnik, nimetatakse anaeroobseks. Anaeroobseteks keskkondadeks võivad olla ookeani põhi, metsaalustel olev lehepuhakiht ja pinnas. Anaeroobsed keskkonnad võivad tekkida siis, kui hapnik ei saa materjali kaudu liikuda, näiteks tihedalt pakitud pinnases, või kui mikroobid tarbivad hapnikku kiiremini, kui seda saab asendada. Õnneks suudavad lagunemine ja toitainete ringlus hapniku puudumisel jätkuda. Paljud mikroobid suudavad hapniku vahetada teiste ainete, näiteks nitraadi ja sulfaadi ioonide vastu. Mõned rühmad, nagu metaani tekitavad metanogeenid, ei talu hapnikku üldse.