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Las bacterias consumen materia orgánica y otros compuestos y los reciclan en sustancias que pueden ser utilizadas por otros organismos. Las bacterias pueden vivir en cualquier lugar que tenga agua. Son más numerosos, pueden reproducirse más rápido y pueden sobrevivir en condiciones más duras que cualquier otro organismo en la Tierra. Su enorme biomasa, versatilidad y capacidad para reciclar los elementos químicos los convierten en un componente importante de los ecosistemas. Esto es especialmente cierto en entornos extremos, donde las bacterias realizan el trabajo que normalmente realizan una variedad de organismos.
Digestión bacteriana
Las bacterias quimioheterotróficas obtienen el carbono y la energía que necesitan para sobrevivir de la materia orgánica. Estas bacterias son descomponedores, digieren sus alimentos liberando enzimas en el ambiente que los rodea. Las enzimas descomponen la materia orgánica en compuestos simples, como glucosa y aminoácidos, que pueden ser absorbidos por las bacterias. Debido a que la digestión tiene lugar fuera de la célula bacteriana, se conoce como digestión extracelular. Otras bacterias, llamadas quimioautótrofos, obtienen su energía de productos químicos inorgánicos y su carbono del dióxido de carbono, o un compuesto relacionado. Los fotoautótrofos obtienen energía de la luz. Estas bacterias no descomponen la materia orgánica, pero son importantes para el ciclo de nutrientes.
Ciclo de carbono y nutrientes
Las bacterias son un componente clave de los ciclos de carbono y nitrógeno. Al igual que las plantas, los fotoautótrofos y quimioautótrofos toman dióxido de carbono del aire y lo convierten en carbono celular. Esto significa que el carbono se vuelve fijo o secuestrado en las bacterias. Los quimioheterótrofos juegan un papel opuesto en el ciclo del carbono, liberando dióxido de carbono al medio ambiente cuando descomponen la materia orgánica. Las bacterias fijadoras de nitrógeno, como las cianobacterias, incorporan nitrógeno del medio ambiente en aminoácidos y otros materiales celulares. Algunos fijadores de nitrógeno forman relaciones simbióticas con las plantas, proporcionándoles nitrógeno y recibiendo carbono a cambio. Los quimioheterótrofos juegan un papel vital en el ciclo del nitrógeno porque la digestión extracelular de la materia orgánica libera nitrógeno soluble en el medio ambiente, donde las plantas y las bacterias fijadoras de nitrógeno pueden absorberlo.
Biopelícula
Los microbios están mejor equipados para descomponer la materia vegetal resistente que otros tipos de descomponedores. Las bacterias forman colonias, conocidas como biopelículas, con otras especies bacterianas, hongos y algas. Vivir en una biopelícula brinda protección y permite compartir nutrientes y material genético. Las biopelículas comienzan el proceso de descomposición en muchos ecosistemas. En los arroyos y lagos, muchos invertebrados de agua dulce no pueden usar las hojas hasta que hayan sido "condicionados" por la biopelícula. El acondicionamiento microbiano suaviza las hojas al descomponer compuestos químicos complejos, como la lignina y la celulosa. Esto hace que las hojas sean más fáciles de digerir para los invertebrados. Las biopelículas proporcionan el mismo tipo de servicio en los ecosistemas terrestres.
Condiciones anaeróbicas
La mayoría de los organismos requieren oxígeno para sobrevivir, pero el oxígeno no siempre está disponible en el medio ambiente. Los ambientes que carecen de oxígeno se conocen como anaerobios. Los entornos que pueden ser anaeróbicos incluyen el suelo oceánico, la capa de hojarasca en los suelos de los bosques y el suelo. Los entornos anaeróbicos pueden ser causados cuando el oxígeno no puede moverse a través del material, por ejemplo, en un suelo densamente empacado, o cuando los microbios consumen oxígeno más rápido de lo que puede reemplazarse. Afortunadamente, la descomposición y el ciclo de nutrientes pueden continuar en ausencia de oxígeno. Muchos microbios pueden intercambiar oxígeno por otras sustancias, como los iones nitrato y sulfato. Algunos grupos como los metanógenos, que producen metano, no pueden tolerar el oxígeno en absoluto.