Ako sú baktérie súčasťou recyklácie a biologického odbúravania?

Baktérie konzumujú organické látky a ďalšie zlúčeniny a recyklujú ich na látky, ktoré môžu byť použité inými organizmami. Baktérie môžu žiť kdekoľvek, kde je voda. Sú početnejšie, dokážu sa množiť rýchlejšie a dokážu prežiť aj drsnejšie podmienky ako akýkoľvek iný organizmus na Zemi. Ich obrovská biomasa, všestrannosť a schopnosť recyklovať chemické prvky z nich robia dôležitú súčasť ekosystémov. To platí najmä v extrémnych prostrediach, kde baktérie vykonávajú prácu bežne vykonávanú rôznymi organizmami.

Chemoheterotrofné baktérie získavajú uhlík a energiu potrebnú na prežitie z organických látok. Tieto baktérie sú rozkladače, ktoré trávia svoje jedlo uvoľňovaním enzýmov do okolitého prostredia. Enzýmy rozkladajú organickú hmotu na jednoduché zlúčeniny, ako sú glukóza a aminokyseliny, ktoré môžu byť absorbované baktériami. Pretože trávenie prebieha mimo bakteriálnej bunky, je známe ako extracelulárne trávenie. Ostatné baktérie, nazývané chemoautotrofy, získavajú energiu z anorganických chemikálií a svoj uhlík z oxidu uhličitého alebo príbuznej zlúčeniny. Fotoautotrofy získavajú energiu zo svetla. Tieto baktérie nerozkladajú organické látky, ale sú dôležité pre kolobeh živín.

Baktérie sú kľúčovou zložkou cyklov uhlíka a dusíka. Rovnako ako rastliny, aj fotoautotrofy a chemoautotrofy berú zo vzduchu oxid uhličitý a premieňajú ho na bunkový uhlík. To znamená, že uhlík sa fixuje alebo oddeľuje v baktériách. Chemoheterotrofy majú v uhlíkovom cykle opačnú úlohu a pri rozklade organickej hmoty uvoľňujú oxid uhličitý do životného prostredia. Baktérie fixujúce dusík, ako napríklad sinice, začleňujú dusík z okolitého prostredia do aminokyselín a iného bunkového materiálu. Niektoré ustaľovače dusíka vytvárajú s rastlinami symbiotické vzťahy, dodávajú im dusík a na oplátku prijímajú uhlík. Chemoheterotrofy hrajú zásadnú úlohu v cykle dusíka, pretože extracelulárne trávia organickú hmotu uvoľňuje rozpustný dusík do životného prostredia, kde ho môžu prijímať rastliny a fixovať dusík baktérie.

Mikróby sú lepšie pripravené na odbúravanie tuhých rastlinných látok ako iné typy rozkladačov. Baktérie tvoria kolónie známe ako biofilmy spolu s ďalšími bakteriálnymi druhmi, hubami a riasami. Život v biofilme poskytuje ochranu a umožňuje zdieľanie živín a genetického materiálu. Biofilmy začínajú proces rozkladu v mnohých ekosystémoch. V potokoch a jazerách mnoho sladkovodných bezstavovcov nemôže používať listy, kým nie sú „kondicionované“ biofilmom. Mikrobiálna úprava zmäkčuje listy štiepením zložitých chemických zlúčenín, ako je lignín a celulóza. Vďaka tomu sú bezstavovce ľahšie stráviteľné. Biofilmy poskytujú rovnaký typ služieb v suchozemských ekosystémoch.

Väčšina organizmov vyžaduje na prežitie kyslík, ale kyslík nie je v prostredí vždy k dispozícii. Prostredia, v ktorých chýba kyslík, sú známe ako anaeróbne. Prostredia, ktoré môžu byť anaeróbne, zahŕňajú oceánske dno, vrstvu lístia na lesných podlahách a pôdu. Anaeróbne prostredie môže vzniknúť vtedy, keď kyslík nemôže prechádzať materiálom, napríklad v husto zabalenej pôde, alebo keď mikróby spotrebúvajú kyslík rýchlejšie, ako je možné ho nahradiť. Našťastie, rozklad a kolobeh živín sú schopné pokračovať bez kyslíka. Mnoho mikróbov dokáže vymeniť kyslík za iné látky, napríklad dusičnanové a síranové ióny. Niektoré skupiny ako metanogény, ktoré produkujú metán, nemôžu vôbec tolerovať kyslík.