Бактерии, как и все живые клетки, нуждаются в энергии и питательных веществах для построения белков и структурных мембран и запуска биохимических процессов. Бактериям необходимы источники углерода, азота, фосфора, железа и большого количества других молекул. Углерод, азот и вода используются в наибольших количествах. Потребности в питании бактерий можно сгруппировать по источнику углерода и источнику энергии. Некоторые виды бактерий должны потреблять заранее сформированные органические молекулы для получения энергии, в то время как другие бактерии могут генерировать свою собственную энергию из неорганических источников.
Автотрофы и гетеротрофы
Некоторые бактерии получают энергию, потребляя органические молекулы. Эти организмы являются гетеротрофами, как животные и грибы, поедающие другие организмы. Другие типы бактерий сами производят пищу, преобразовывая световую энергию, химическую энергию или неорганические вещества в полезную энергию, необходимую для существования этих одноклеточных организмов. Эти самодельные бактерии являются автотрофами, как растения и водоросли.
Бактерии, питающиеся неорганическими соединениями
Некоторые автотрофные бактерии, называемые хемотрофами, питаются неорганическими соединениями. Двуокись углерода обычно является единственным источником клеточного углерода. Эти автотрофы используют сероводород, аммиак или газообразный водород для восстановления углерода до необходимых сахаров. Нитрифицирующие бактерии, которые окисляют аммиак с образованием нитритов и нитратов, являются примером бактерий, которые используют автотрофное питание, или, более конкретно, химиоавтотрофное питание.
Бактерии, потребляющие органические соединения
Гетеротрофным бактериям требуются органические источники углерода, такие как сахар, жиры и аминокислоты. Примером могут служить сапрофитные бактерии. Они получают свое питание от мертвого органического вещества. Используя ферменты, эти бактерии расщепляют сложные соединения и используют питательные вещества для высвобождения энергии. Сапрофитные бактерии являются разложителями и играют важную роль в экосистеме, выделяя более простые продукты, которые могут использовать растения и животные.
Бактерии, которые используют свет в качестве пищи
Фототрофные бактерии - автотрофы, которые поглощают световую энергию, а затем используют ее в фотосинтезе для создания клеточной энергии. Есть два типа фототрофов. Те, которые не производят кислород в качестве побочного продукта, называются анаэробными фототрофами, а те, которые действительно производят кислород, называются аэробными фототрофами. Цианобактерии - это пример бактерий, осуществляющих фотоавтотрофное питание. Фототрофами могут быть как автотрофы, так и гетеротрофы. Гетеротрофные фототрофы потребляют органический углерод в дополнение к производству органических молекул посредством фотосинтеза.
Бактерии, питающиеся химическими веществами
Эти бактерии получают химическую энергию из окружающей среды и превращают ее в аденозинтрифосфат (АТФ) для использования в клетках. Эти бактерии также считаются хемотрофами и получают энергию от окислительно-восстановительных реакций неорганических соединений, таких как аммиак, сероводород и железо. Например, серные бактерии - это хемоавтотрофы, которые вырабатывают энергию, окисляя сероводород до серы и воды. Этот процесс является формой хемосинтеза.