Hvordan er bakterier en del af genbrug og biologisk nedbrydning?

Bakterier bruger organisk stof og andre forbindelser og genbruger dem til stoffer, der kan anvendes af andre organismer. Bakterier kan leve hvor som helst der har vand. De er flere talrige, kan gengive hurtigere og kan overleve hårdere betingelser end nogen anden organisme på jorden. Deres enorme biomasse, alsidighed og evne til at genbruge de kemiske elementer gør dem til en vigtig bestanddel af økosystemer. Dette gælder især i ekstreme omgivelser, hvor bakterier udfører arbejde, der normalt udføres af en række organismer.

Bakteriel fordøjelse

Chemoheterotrophic bakterier giver kulden og energi, som de har brug for at overleve fra organisk stof . Disse bakterier er nedbrydere, fordøje deres mad ved at frigive enzymer i omgivelserne omkring dem. Enzymerne nedbryder organisk stof i enkle forbindelser, såsom glucose og aminosyrer, som kan absorberes af bakterierne. Fordi fordøjelsen foregår uden for bakteriecellen, er den kendt som ekstracellulær fordøjelse. Andre bakterier, kaldet chemoautotrophs, får deres energi fra uorganiske kemikalier og deres kulstof fra kuldioxid eller en beslægtet forbindelse. Photoautotrophs får energi fra lys. Disse bakterier nedbryder ikke organisk materiale, men er vigtige for næringscykler.

Carbon og næringsstofcykling

Bakterier er en vigtig komponent i kulstof- og nitrogencykluserne. Ligesom planter fotograferer fotoautotrofer og kemoterotrofer carbondioxid fra luften og omdanner det til cellulært kulstof. Dette betyder, at kulstof bliver fikset eller sekvestreret i bakterier. Chemoheterotrofer spiller en modsat rolle i kulsyrecyklussen, hvor kuldioxid frigøres i miljøet, når de nedbryder organisk materiale. Kvælstoffastgørende bakterier, såsom cyanobakterier, inkorporerer nitrogen fra miljøet til aminosyrer og andet cellulært materiale. Nogle kvælstoffiksere danner symbiotiske forhold med planter, giver dem kvælstof og modtager kulstof til gengæld. Chemoheterotrophs spiller en afgørende rolle i nitrogencyklusen, fordi ekstracellulær fordøjelse af organisk stof frigiver opløseligt nitrogen i miljøet, hvor det kan optages af planter og kvælstoffastgørende bakterier.

Biofilm

Mikrober er bedre rustet til at nedbryde hårdt plantemateriale end andre typer nedbrydere. Bakterier danner kolonier, kendt som biofilmer, med andre bakteriearter, svampe og alger. At leve i en biofilm giver beskyttelse og tillader deling af næringsstoffer og genetisk materiale. Biofilms starter nedbrydningsprocessen i mange økosystemer. I vandløb og søer kan mange hvirvelløse hvirvelløse dyr ikke bruge blade, før de er "betinget" af biofilm. Mikrobiel konditionering blødgør blade ved at nedbryde komplekse kemiske forbindelser, såsom lignin og cellulose. Dette gør det lettere for hvirvelløse dyr at fordøje. Biofilms giver den samme type tjeneste i jordbaserede økosystemer.

Anaerobiske forhold

De fleste organismer kræver ilt for at overleve, men ilt er ikke altid tilgængeligt i miljøet. Miljøer, der mangler ilt, er kendt som anaerobe. Miljøer, der kan være anaerobe, omfatter havbunden, bladkuldlaget på skovulve og jord. Anaerobe omgivelser kan forårsages, når ilt ikke kan bevæge sig gennem materiale, fx i tæt pakket jord, eller når mikrober bruger ilt hurtigere, end det kan udskiftes. Heldigvis er nedbrydning og næringscyklus i stand til at fortsætte i fraværelse af ilt. Mange mikrober er i stand til at bytte ilt til andre stoffer, såsom nitrat og sulfationer. Nogle grupper som methanogener, der producerer methan, kan slet ikke tolerere ilt.