Comstock/Comstock/Getty Images
Bakterier är planetens osedda arbetshästar, som konsumerar organiskt material och omvandlar det till näringsämnen som upprätthåller liv i alla ekosystem. Med en global biomassa som överträffar den för alla andra organismer tillsammans, frodas bakterier varhelst vatten finns, reproducerar sig i häpnadsväckande hastigheter och uthärdar extrema förhållanden som annars skulle stoppa biologisk aktivitet. Deras samlade förmåga att återvinna kemiska element underbygger motståndskraften i både land- och vattenmiljöer.
Kemoheterotrofa bakterier får kol och energi från organiska föreningar. De utsöndrar extracellulära enzymer som bryter ner komplexa molekyler till enkla sockerarter, aminosyror och andra assimilerbara former. Denna extracellulära matsmältning - i huvudsak en offentlig tjänst - gör att bakterier kan frodas samtidigt som de förser deras samhällen med viktiga näringsämnen. Däremot utnyttjar kemoautotrofer oorganiska molekyler för energi och fixerar kol från CO₂, medan fotoautotrofer fångar ljusenergi. Även om de sistnämnda inte bryter ner organiskt material, är de oumbärliga för näringskretslopp och kolbindning.
Som centrala aktörer i kol- och kvävekretsloppen omvandlar bakterier atmosfärisk CO₂ till cellulär biomassa, vilket effektivt binder kol. Kemoheterotrofer omvänder denna process under sönderdelningen och släpper tillbaka CO₂ till atmosfären. Kvävefixerande bakterier – inklusive cyanobakterier – omvandlar atmosfäriskt N₂ till biotillgängligt kväve, vilket utgör grunden för växtproteinsyntes. Symbiotiska associationer mellan dessa fixerare och växter skapar ett ömsesidigt fördelaktigt utbyte:växter ger kolhydrater och bakterier tillför kväve (se ASM ).
Mikrobiella biofilmer - samhällen av bakterier, svampar och alger inneslutna i extracellulära polymera ämnen - fungerar som den första nedbrytningslinjen i många ekosystem. Genom att dela enzymer, näringsämnen och genetiskt material påskyndar biofilmer nedbrytningen av tuffa växtpolymerer som lignin och cellulosa. I sötvattenmiljöer är ryggradslösa djur beroende av "konditionerad" lövströ, som blir smältbar först efter biofilmmedierad uppmjukning. Liknande processer sker på land, där biofilmer initierar nedbrytning av skräp och jordbildning.
Även om det mesta livet är beroende av syre, kan bakterier finnas kvar i syrefattiga miljöer som havsbotten, tät lövskräp och packad jord. I dessa anaeroba nischer ersätter mikrober syre med alternativa elektronacceptorer - nitrat, sulfat eller till och med koldioxid - för att upprätthålla ämnesomsättningen. Metanogena arkéer, till exempel, producerar metan under verkliga anoxiska förhållanden, vilket illustrerar den anmärkningsvärda anpassningsförmågan hos mikrobiellt liv.
