Kuinka bakteerit ovat osa kierrätystä ja biologista hajoamista?

Bakteerit kuluttavat orgaanista ainetta ja muita yhdisteitä ja kierrättävät ne aineiksi, joita muut organismit voivat käyttää. Bakteerit voivat elää missä tahansa, jossa on vettä. Niitä on enemmän, ne voivat lisääntyä nopeammin ja selviytyvät ankarammissa olosuhteissa kuin mikään muu organismi maapallolla. Niiden valtava biomassa, monipuolisuus ja kyky kierrättää kemialliset alkuaineet tekevät niistä tärkeän osan ekosysteemeistä. Tämä pätee erityisesti ääriolosuhteissa, joissa bakteerit tekevät normaalisti useiden organismien tekemää työtä.

Kemoheterotrofiset bakteerit hankkivat eloonjäämiseen tarvittavan hiilen ja energian orgaanisesta aineesta. Nämä bakteerit hajottavat, sulattavat ruokansa vapauttamalla entsyymejä ympäröivään ympäristöön. Entsyymit hajottavat orgaanisen aineen yksinkertaisiksi yhdisteiksi, kuten glukoosiksi ja aminohapoiksi, jotka bakteerit voivat absorboida. Koska ruuansulatus tapahtuu bakteerisolun ulkopuolella, se tunnetaan solunulkoisena ruuansulatuksena. Muut bakteerit, joita kutsutaan kemoautotrofeiksi, saavat energiansa epäorgaanisista kemikaaleista ja hiilen hiilidioksidista tai vastaavasta yhdisteestä. Photoautotrofit saavat energiaa valosta. Nämä bakteerit eivät hajoa orgaanista ainetta, mutta ovat tärkeitä ravinteiden kiertoon.

Bakteerit ovat keskeinen osa hiili- ja typpisykliä. Kasvien tavoin fotoautotrofit ja kemoautotrofit ottavat hiilidioksidia ilmasta ja muuttavat sen soluhiileksi. Tämä tarkoittaa, että hiili kiinnittyy tai sitoutuu bakteereihin. Kemoheterotrofeilla on päinvastainen rooli hiilen kierrossa, vapauttaen hiilidioksidia ympäristöön hajottaessaan orgaanista ainetta. Typpiä sitovat bakteerit, kuten syanobakteerit, sisällyttävät ympäristöstä peräisin olevaa typpeä aminohappoihin ja muuhun solumateriaaliin. Jotkut typpikiinnittimet muodostavat symbioottiset suhteet kasveihin, tarjoamalla niille typpeä ja saamalla hiiltä vastineeksi. Kemoheterotrofeilla on tärkeä rooli typpisyklissä, koska orgaanisen aineen pilkkoo solunulkoisesti vapauttaa liukenevaa typpeä ympäristöön, jossa kasvit voivat ottaa sen talteen ja typen kiinnittämiseen bakteerit.

Mikrobit ovat paremmin varustettu hajottamaan kovaa kasviainesta kuin muun tyyppiset hajottajat. Bakteerit muodostavat pesäkkeitä, jotka tunnetaan nimellä biofilmit, muiden bakteerilajien, sienien ja levien kanssa. Biofilmissä eläminen tarjoaa suojaa ja mahdollistaa ravinteiden ja geenimateriaalin jakamisen. Biofilmit aloittavat hajoamisprosessin monissa ekosysteemeissä. Virroissa ja järvissä monet makeanveden selkärangattomat eivät voi käyttää lehtiä, ennen kuin biofilmi on "ehdollistanut" ne. Mikrobien hoito pehmentää lehtiä hajottamalla monimutkaisia ​​kemiallisia yhdisteitä, kuten ligniiniä ja selluloosaa. Tämä helpottaa selkärangattomien lehtien sulattamista. Biofilmit tarjoavat samantyyppistä palvelua maan ekosysteemeissä.

Suurin osa organismeista vaatii happea hengissä, mutta happea ei aina ole saatavilla ympäristöstä. Happipuutteisia ympäristöjä kutsutaan anaerobisiksi. Anaerobisia ympäristöjä voivat olla valtameren pohja, metsänpohjan lehtihiekkakerros ja maaperä. Anaerobiset ympäristöt voivat aiheutua, kun happi ei pääse liikkumaan materiaalin läpi, esimerkiksi tiheästi pakatussa maaperässä, tai kun mikrobit kuluttavat happea nopeammin kuin se voidaan korvata. Onneksi hajoaminen ja ravinteiden kierto voivat jatkua ilman happea. Monet mikrobit pystyvät vaihtamaan happea muihin aineisiin, kuten nitraatti- ja sulfaatti-ioneihin. Jotkut ryhmät, kuten metaania tuottavat metanogeenit, eivät siedä happea ollenkaan.