Bacteriën verbruiken organische stoffen en andere verbindingen en recyclen ze in stoffen die door andere organismen kunnen worden gebruikt. Bacteriën kunnen overal leven met water. Ze zijn talrijker, kunnen zich sneller reproduceren en kunnen zwaardere omstandigheden overleven dan enig ander organisme op aarde. Hun enorme biomassa, veelzijdigheid en het vermogen om de chemische elementen te recycleren, maken ze tot een belangrijk onderdeel van ecosystemen. Dit geldt vooral in extreme omgevingen, waar bacteriën werk verrichten dat normaal door een reeks organismen wordt gedaan.

Bacteriële spijsvertering

Chemoheterotrofe bacteriën brengen de koolstof en energie die ze nodig hebben om te overleven van organisch materiaal aan . Deze bacteriën zijn decomposers die hun voedsel verteren door enzymen af ​​te geven in de omgeving om hen heen. De enzymen splitsen organisch materiaal af in eenvoudige verbindingen, zoals glucose en aminozuren, die door de bacteriën kunnen worden opgenomen. Omdat de spijsvertering plaatsvindt buiten de bacteriecel, is het bekend als extracellulaire digestie. Andere bacteriën, chemoautotrofen genaamd, halen hun energie uit anorganische chemicaliën en hun koolstof uit kooldioxide of een aanverwante stof. Photoautotrophs verkrijgen energie uit licht. Deze bacteriën ontbinden organisch materiaal niet, maar zijn belangrijk voor het doorleren van voedingsstoffen.

Carbon and Nutrient Cycling

Bacteriën zijn een essentieel onderdeel van de koolstof- en stikstofcycli. Net als planten nemen photoautotrophs en chemoautotrophs koolstofdioxide uit de lucht en zetten het om in cellulaire koolstof. Dit betekent dat koolstof in bacteriën wordt gefixeerd of afgezonderd. Chemoheterotrofen spelen een tegenovergestelde rol in de koolstofcyclus, waarbij koolstofdioxide in het milieu vrijkomt wanneer ze organisch materiaal afbreken. Stikstof-fixerende bacteriën, zoals cyanobacteriën, nemen stikstof uit de omgeving op in aminozuren en ander cellulair materiaal. Sommige stikstoffixers vormen symbiotische relaties met planten, waardoor ze stikstof krijgen en koolstof terugkrijgen. Chemoheterotrofen spelen een vitale rol in de stikstofcyclus omdat extracellulaire afbraak van organisch materiaal oplosbare stikstof in het milieu afgeeft, waar het kan worden opgenomen door planten en stikstofbindende bacteriën.

Biofilm

Microben zijn beter toegerust om harde plantmaterialen af ​​te breken dan andere soorten ontleders. Bacteriën vormen kolonies, bekend als biofilms, met andere bacteriesoorten, schimmels en algen. Leven in een biofilm biedt bescherming en maakt het delen van voedingsstoffen en genetisch materiaal mogelijk. Biofilms starten het decompositieproces in veel ecosystemen. In beken en meren kunnen veel ongewervelde zoetwaterdieren geen bladeren gebruiken totdat ze "geconditioneerd" zijn door biofilm. Microbiële conditionering verzacht bladeren door complexe chemische verbindingen af ​​te breken, zoals lignine en cellulose. Dit maakt bladeren gemakkelijker voor vertebraten om te verteren. Biofilms bieden hetzelfde type service in terrestrische ecosystemen.

Anaerobe omstandigheden

De meeste organismen hebben zuurstof nodig om te overleven, maar zuurstof is niet altijd beschikbaar in de omgeving. Omgevingen waar zuurstof ontbreekt, staan ​​bekend als anaeroob. Omgevingen die anaëroob kunnen zijn, zijn de oceaanbodem, de laag bladafval op bosbodems en de bodem. Anaërobe omgevingen kunnen worden veroorzaakt wanneer zuurstof niet door het materiaal kan stromen, bijvoorbeeld in dicht opeen gepakte bodem, of wanneer microben sneller zuurstof verbruiken dan het kan worden vervangen. Gelukkig kunnen ontleding en cyclus van voedingsstoffen worden voortgezet in afwezigheid van zuurstof. Veel microben kunnen zuurstof uitwisselen voor andere stoffen, zoals nitraat- en sulfaationen. Sommige groepen zoals de methanogenen, die methaan produceren, kunnen helemaal geen zuurstof verdragen.