Como as bactérias se alimentam?

Apesar de sua reputação como patógenos causadores de doenças, muitas bactérias desempenham um papel vital nos ecossistemas simplesmente se alimentando e metabolizando moléculas orgânicas e inorgânicas em seu ambiente. Suas contribuições incluem a liberação de nutrientes armazenados na matéria orgânica durante a decomposição, decomposição dos alimentos no intestino dos animais durante a digestão, fixação de nitrogênio no solo pela conversão de N₂ gás em amônia, disponibilizando nutrientes para as raízes das plantas no solo e liberando oxigênio na atmosfera. Dois fatores determinam a forma como as bactérias obtêm nutrientes: a capacidade de produzir seus próprios alimentos ou a dependência de consumindo moléculas orgânicas pré-formadas e, em segundo lugar, o tipo de energia que requerem para essas reações químicas para ocorrer.

Dois meios gerais permitem obter alimentos para todos os organismos, incluindo bactérias: heterotróficos e autotróficos. Os heterótrofos devem consumir matéria orgânica, como a glicose, de fora da célula para obter energia. Isso ocorre pelo consumo direto de carbono na forma de moléculas de carboidratos. Os autótrofos obtêm nutrientes produzindo seus próprios materiais orgânicos quando absorvem dióxido de carbono e o convertem em carboidratos.

As bactérias requerem uma fonte de energia externa na forma de energia luminosa ou química para alimentar seu metabolismo, outro fator que determina seu método de alimentação. Fototróficos são bactérias que usam energia luminosa. Tanto fotoheterotróficos quanto fotoautotróficos requerem luz solar. Os fotoheterotróficos usam a luz solar para fornecer energia e consumir compostos orgânicos de seu ambiente como fonte de carbono. Fotoautotróficos, como as cianobactérias, empregam energia luminosa na forma de luz solar e dióxido de carbono de seu ambiente e usá-los para produzir carboidratos através do processo de fotossíntese.

Em vez da luz do sol, algumas bactérias contam com reações com compostos químicos inorgânicos como fonte de energia. Bactérias alimentadas por energia química são conhecidas como quimiotróficos. Os quimioheterotróficos usam compostos orgânicos ou inorgânicos como fonte de energia. Como os fotoheterotróficos, eles também devem consumir carboidratos na forma de compostos orgânicos. Os quimioautótrofos usam energia química para produzir carboidratos a partir do dióxido de carbono em um processo chamado quimiossíntese.

As células bacterianas são ligadas por um envelope celular que consiste em uma membrana citoplasmática interna e uma parede celular externa. A parede celular é rígida e, como a parede celular nas células vegetais, dá forma às bactérias. Ao contrário das células vegetais, animais, protistas ou fungos, as bactérias não têm organelas ligadas à membrana ou um núcleo. A falta de organelas impede que as bactérias engolfem as partículas por meio de endocitose ou fagocitose, técnicas usadas pelas células eucarióticas para envolver materiais externos e trazê-los para dentro da célula.

As bactérias dependem da difusão para mover moléculas para dentro da célula através da membrana citoplasmática. As bactérias também excretam enzimas para dissolver moléculas fora da célula para permitir que passem através da membrana via difusão, um processo onde as moléculas se movem de uma área de maior concentração para uma área de menor concentração. Às vezes, a difusão simples precisa da ajuda de proteínas para permitir que as moléculas passem para a célula, um processo chamado difusão facilitada. Outro método - transporte ativo - requer energia para transportar moléculas para superar o gradiente de concentração e permitir que as partículas passem pela membrana.