Бактерії споживають органічні речовини та інші сполуки та переробляють їх у речовини, які можуть використовуватися іншими організмами. Бактерії можуть жити скрізь, де є вода. Вони більш численні, можуть розмножуватися швидше і витримувати суворіші умови, ніж будь-який інший організм на Землі. Їх величезна біомаса, універсальність та здатність переробляти хімічні елементи роблять їх важливою складовою екосистем. Це особливо актуально в екстремальних умовах, коли бактерії виконують роботу, яку зазвичай виконує цілий ряд організмів.
Бактеріальне травлення
Хемогетеротрофні бактерії отримують вуглець та енергію, необхідні їм для виживання, з органічних речовин. Ці бактерії розкладаються, перетравлюючи їжу, виділяючи ферменти в навколишнє середовище. Ферменти розщеплюють органічну речовину до простих сполук, таких як глюкоза та амінокислоти, які можуть засвоюватися бактеріями. Оскільки травлення відбувається поза бактеріальною клітиною, воно відоме як позаклітинне травлення. Інші бактерії, які називаються хемоавтотрофами, отримують свою енергію з неорганічних хімічних речовин, а вуглець - з вуглекислого газу або спорідненої сполуки. Фотоавтотрофи отримують енергію від світла. Ці бактерії не розкладають органічні речовини, але важливі для кругообігу поживних речовин.
Велоспорт вуглецю та поживних речовин
Бактерії є ключовим компонентом циклів вуглецю та азоту. Як і рослини, фотоавтотрофи та хемоавтотрофи забирають вуглекислий газ із повітря і перетворюють його в клітинний вуглець. Це означає, що вуглець закріплюється або секвеструється в бактеріях. Хемогетеротрофи відіграють протилежну роль у кругообігу вуглецю, виділяючи вуглекислий газ у навколишнє середовище при розкладанні органічної речовини. Азотфіксуючі бактерії, такі як ціанобактерії, включають азот із навколишнього середовища в амінокислоти та інший клітинний матеріал. Деякі азотні фіксатори утворюють симбіотичні стосунки з рослинами, забезпечуючи їх азотом і отримуючи вуглець у відповідь. Хемогетеротрофи відіграють життєво важливу роль у кругообігу азоту, оскільки позаклітинне перетравлення органічної речовини вивільняє розчинний азот у навколишнє середовище, де він може поглинатися рослинами та фіксувати азот бактерії.
Біоплівка
Мікроби краще піддаються розщепленню жорстких рослинних речовин, ніж інші типи розкладачів. Бактерії утворюють колонії, відомі як біоплівки, з іншими видами бактерій, грибами та водоростями. Життя в біоплівці забезпечує захист і дозволяє обмінюватися поживними речовинами та генетичним матеріалом. Біоплівки запускають процес розкладання в багатьох екосистемах. У потоках та озерах багато прісноводних безхребетних не можуть використовувати листя, поки вони не будуть «кондиціоновані» біоплівкою. Мікробне кондиціонування пом’якшує листя, розщеплюючи складні хімічні сполуки, такі як лігнін і целюлоза. Це полегшує перетравлення безхребетних. Біоплівки надають такий самий вид послуг у наземних екосистемах.
Анаеробні умови
Більшості організмів для виживання потрібен кисень, але кисень не завжди є в навколишньому середовищі. Середовища, в яких бракує кисню, відомі як анаеробні. Середовища, які можуть бути анаеробними, включають дно океану, шар підстилки листя на лісових підстилках і ґрунті. Анаеробне середовище може бути спричинене, коли кисень не може рухатися крізь матеріал, наприклад, у щільно упакованому грунті, або коли мікроби споживають кисень швидше, ніж його можна замінити. На щастя, розкладання та кругообіг поживних речовин можуть продовжуватися за відсутності кисню. Багато мікробів здатні обмінювати кисень іншими речовинами, такими як нітратні та сульфатні іони. Деякі групи, такі як метаногени, які виробляють метан, взагалі не можуть переносити кисень.