Hvordan er bakterier en del av resirkulering og biologisk nedbrytning?

Bakterier forbruker organisk materiale og andre forbindelser og resirkulerer dem til stoffer som kan brukes av andre organismer. Bakterier kan leve hvor som helst som har vann. De er flere, kan reprodusere raskere og kan overleve tøffere forhold enn noen annen organisme på jorden. Deres enorme biomasse, allsidighet og evne til å resirkulere de kjemiske elementene gjør dem til en viktig komponent i økosystemene. Dette gjelder spesielt i ekstreme miljøer, hvor bakterier utfører arbeid som normalt utføres av en rekke organismer.

Kjemoheterotrofe bakterier kilder karbon og energi de trenger for å overleve fra organisk materiale. Disse bakteriene er spaltere, som fordøyer maten ved å frigjøre enzymer i omgivelsene rundt dem. Enzymer bryter ned organisk materiale i enkle forbindelser, som glukose og aminosyrer, som kan absorberes av bakteriene. Fordi fordøyelsen foregår utenfor bakteriecellen, er den kjent som ekstracellulær fordøyelse. Andre bakterier, kalt chemoautotrophs, får energi fra uorganiske kjemikalier og karbon fra karbondioksid, eller en beslektet forbindelse. Fotoautotrofer henter energi fra lys. Disse bakteriene nedbryter ikke organisk materiale, men er viktige for næringssyklus.

Bakterier er en nøkkelkomponent i karbon- og nitrogensyklusene. I likhet med planter tar fotoautotrofer og kjemoautotrofer karbondioksid fra luften og omdanner det til cellulært karbon. Dette betyr at karbon blir fiksert eller bundet i bakterier. Chemoheterotrofer spiller en motsatt rolle i karbonsyklusen, og frigjør karbondioksid i miljøet når de nedbryter organisk materiale. Nitrogenfikserende bakterier, som cyanobakterier, inkorporerer nitrogen fra miljøet i aminosyrer og annet cellulært materiale. Noen nitrogenfikser danner symbiotiske forhold til planter, og gir dem nitrogen og mottar karbon i retur. Chemoheterotrofer spiller en viktig rolle i nitrogensyklusen fordi ekstracellulær fordøyelse av organisk materiale frigjør løselig nitrogen i miljøet, der det kan tas opp av planter og nitrogenfiksering bakterie.

Mikrober er bedre rustet til å bryte ned tøft plantemateriale enn andre typer nedbrytere. Bakterier danner kolonier, kjent som biofilm, med andre bakteriearter, sopp og alger. Å leve i en biofilm gir beskyttelse og tillater deling av næringsstoffer og genetisk materiale. Biofilm starter nedbrytningsprosessen i mange økosystemer. I bekker og innsjøer kan mange virvelløse virvelløse dyr ikke bruke blader før de har blitt "kondisjonert" av biofilm. Mikrobiell konditionering myker blader ved å bryte ned komplekse kjemiske forbindelser, som lignin og cellulose. Dette gjør løv lettere å fordøye virvelløse dyr. Biofilm gir samme type tjenester i terrestriske økosystemer.

De fleste organismer krever oksygen for å overleve, men oksygen er ikke alltid tilgjengelig i miljøet. Miljøer som mangler oksygen er kjent som anaerob. Miljøer som kan være anaerobe inkluderer havbunnen, bladkulllaget på skogbunnen og jord. Anaerobe omgivelser kan oppstå når oksygen ikke kan bevege seg gjennom materiale, for eksempel i tett pakket jord, eller når mikrober bruker oksygen raskere enn det kan erstattes. Heldigvis er spaltning og næringssyklus i stand til å fortsette i fravær av oksygen. Mange mikrober er i stand til å bytte oksygen for andre stoffer, som nitrat og sulfationer. Noen grupper som metanogenene, som produserer metan, tåler ikke oksygen i det hele tatt.