Незважаючи на свою репутацію збудників хвороб, багато бактерій відіграють життєво важливу роль в екосистемах, просто харчуючись і метаболізуючи органічні та неорганічні молекули в своєму середовищі. Їх внесок включає вивільнення поживних речовин, що зберігаються в органічному матеріалі під час розкладання, розщеплення їжі в кишечнику тварин під час травлення, закріплення азоту в ґрунті шляхом перетворення N2 газ до аміаку, роблячи поживні речовини доступними для коренів рослин у ґрунті та виділяючи кисень в атмосферу. Два фактори визначають спосіб отримання бактеріями поживних речовин: здатність виробляти власну їжу або залежність від них споживаючи попередньо утворені органічні молекули, а по-друге, тип енергії, яку вони потребують для цих хімічних реакцій відбуваються.
Гетеротрофи та автотрофи
Два загальних способи дозволяють здобувати їжу для всіх організмів, включаючи бактерії: гетеротрофний та автотрофний. Гетеротрофи повинні споживати органічний матеріал, такий як глюкоза, ззовні клітини, щоб отримувати енергію. Це відбувається шляхом безпосереднього споживання вуглецю у вигляді молекул вуглеводів. Автотрофи отримують поживні речовини, виробляючи власні органічні матеріали, коли вони беруть вуглекислий газ і перетворюють його у вуглеводи.
Джерело світлової енергії
Бактеріям потрібне зовнішнє джерело енергії у вигляді світлової енергії або хімічної енергії для підживлення метаболізму, що є ще одним фактором, що визначає спосіб їх харчування. Фототрофи - це бактерії, які використовують світлову енергію. Як фотогетеротрофи, так і фотоавтотрофи потребують сонячного світла. Фотогетеротрофи використовують сонячне світло для забезпечення енергією та споживання органічних сполук із навколишнього середовища для джерела вуглецю. Фотоавтотрофи, як і ціанобактерії, використовують світлову енергію у вигляді сонячного світла та вуглекислого газу з навколишнього середовища і використовувати їх обох для отримання вуглеводів у процесі фотосинтез.
Хімічне джерело енергії
Замість сонячного світла деякі бактерії покладаються на реакції з неорганічними хімічними сполуками в якості джерела енергії. Бактерії, що живляться хімічною енергією, відомі як хемотрофи. Хемогетеротрофи використовують як джерело енергії органічні або неорганічні сполуки. Як і фотогетеротрофи, вони також повинні споживати вуглеводи у вигляді органічних сполук. Хемоавтотрофи використовують хімічну енергію для отримання вуглеводів з вуглекислого газу в процесі, який називається хемосинтезом.
Будова клітин бактерій
Бактеріальні клітини зв’язані оболонкою клітини, яка складається з внутрішньої цитоплазматичної мембрани та зовнішньої клітинної стінки. Клітинна стінка жорстка і, як клітинна стінка рослинних клітин, надає бактеріям форму. На відміну від клітин рослин, тварин, протистів чи грибів, бактерії не мають зв’язаних з мембраною органел або ядра. Відсутність органел заважає бактеріям поглинати частинки через ендоцитоз або фагоцитоз - методики, що використовуються еукаріотичними клітинами для огортання зовнішніх матеріалів та занесення їх у клітину.
Вживання поживних речовин
Бактерії покладаються на дифузію, щоб переміщати молекули в клітину через цитоплазматичну мембрану. Бактерії також виділяють ферменти, щоб розчинити молекули поза клітиною, щоб пропустити їх через мембрану за допомогою дифузії - процес, коли молекули переміщуються з області більш високої концентрації в область нижчої концентрація. Іноді для простої дифузії потрібна допомога білків, щоб молекули проникли в клітину, процес, який називається полегшеною дифузією. Інший метод - активний транспорт - вимагає енергії для транспортування молекул, щоб подолати градієнт концентрації і дозволити частинкам пройти через мембрану.