Kako so bakterije del recikliranja in biorazgradnje?

Bakterije porabijo organske snovi in ​​druge spojine ter jih reciklirajo v snovi, ki jih lahko uporabljajo drugi organizmi. Bakterije lahko živijo kjer koli, kjer je voda. So bolj številni, lahko se hitreje razmnožujejo in preživijo težje pogoje kot kateri koli drug organizem na Zemlji. Zaradi velike biomase, vsestranskosti in sposobnosti recikliranja kemičnih elementov so pomemben sestavni del ekosistemov. To še posebej velja v ekstremnih okoljih, kjer bakterije opravljajo delo, ki ga običajno opravlja vrsta organizmov.

Kemoheterotrofne bakterije iz organske snovi pridobivajo ogljik in energijo, ki jih potrebujejo za preživetje. Te bakterije so razgrajevalci, ki svojo hrano prebavijo tako, da sproščajo encime v okolje okoli sebe. Encimi organsko snov razgradijo na preproste spojine, kot so glukoza in aminokisline, ki jih bakterije lahko absorbirajo. Ker prebava poteka zunaj bakterijske celice, je znana kot zunajcelična prebava. Druge bakterije, imenovane kemoautotrofi, energijo pridobivajo iz anorganskih kemikalij, ogljik pa iz ogljikovega dioksida ali sorodne spojine. Fotoautotrofi pridobivajo energijo iz svetlobe. Te bakterije ne razgrajujejo organskih snovi, so pa pomembne za kroženje hranil.

Bakterije so ključna sestavina ciklov ogljika in dušika. Tako kot rastline tudi fotoavtotrofi in kemoautotrofi jemljejo ogljikov dioksid iz zraka in ga pretvarjajo v celični ogljik. To pomeni, da se ogljik v bakterijah fiksira ali zaseže. Kemoheterotrofi igrajo nasprotno vlogo v ogljikovem krogu in sproščajo ogljikov dioksid v okolje, ko razgrajujejo organske snovi. Bakterije, ki vežejo dušik, na primer cianobakterije, vključujejo dušik iz okolja v aminokisline in druge celične snovi. Nekateri fiksatorji dušika tvorijo simbiotične odnose z rastlinami, jim zagotavljajo dušik in v zameno prejemajo ogljik. Kemoheterotrofi igrajo ključno vlogo v dušikovem krogu, ker zunajcelična prebava organske snovi sprošča topni dušik v okolje, kjer ga lahko prevzamejo rastline in veže dušik bakterije.

Mikrobi so bolje razgradljivi za trdo rastlinsko snov kot druge vrste razkrojevalcev. Bakterije tvorijo kolonije, znane kot biofilmi, z drugimi bakterijskimi vrstami, glivami in algami. Življenje v biofilmu zagotavlja zaščito in omogoča izmenjavo hranil in genskega materiala. Biofilmi začnejo postopek razgradnje v številnih ekosistemih. V potokih in jezerih številni sladkovodni nevretenčarji ne morejo uporabljati listov, dokler jih biofilm ne "kondicionira". Mikrobiološka kondicija mehča liste z razgradnjo kompleksnih kemičnih spojin, kot sta lignin in celuloza. Tako nevretenčarji olajšajo prebavo listov. Biofilmi zagotavljajo enako vrsto storitev v kopenskih ekosistemih.

Večina organizmov potrebuje kisik za preživetje, vendar kisik ni vedno na voljo v okolju. Okolja, v katerih primanjkuje kisika, so znana kot anaerobna. Okolja, ki so lahko anaerobna, vključujejo dno oceana, plast listov na gozdnih tleh in tla. Anaerobna okolja lahko nastanejo, kadar se kisik ne more premikati skozi material, na primer v gosto strnjeni zemlji ali kadar mikrobi porabijo kisik hitreje, kot ga je mogoče nadomestiti. Na srečo se razkroj in kroženje hranil lahko nadaljujeta v odsotnosti kisika. Številni mikrobi lahko kisik zamenjajo za druge snovi, kot so nitratni in sulfatni ioni. Nekatere skupine, kot so metanogeni, ki proizvajajo metan, kisika sploh ne prenašajo.