In che modo i batteri fanno parte del riciclaggio e della biodegradazione?

I batteri abbattono piante e animali morti e riciclano gli elementi chimici necessari per la vita.

I batteri consumano materia organica e altri composti e li riciclano in sostanze che possono essere utilizzate da altri organismi. I batteri possono vivere ovunque con l'acqua. Sono più numerosi, possono riprodursi più velocemente e possono sopravvivere a condizioni più dure di qualsiasi altro organismo sulla Terra. La loro enorme biomassa, la versatilità e la capacità di riciclare gli elementi chimici li rendono una componente importante degli ecosistemi. Ciò è particolarmente vero in ambienti estremi, dove i batteri svolgono attività normalmente svolte da una serie di organismi.

Digestione batterica

I batteri chemio-eterotrofi generano il carbonio e l'energia di cui hanno bisogno per sopravvivere dalla materia organica. Questi batteri sono decompositori, digeriscono il loro cibo rilasciando enzimi nell'ambiente circostante. Gli enzimi scompongono la materia organica in composti semplici, come glucosio e amminoacidi, che possono essere assorbiti dai batteri. Poiché la digestione avviene al di fuori della cellula batterica, è nota come digestione extracellulare. Altri batteri, chiamati chemoautotrofi, ricavano la loro energia dalle sostanze chimiche inorganiche e dal loro carbonio dall'anidride carbonica o da un composto correlato. I fotoautotrofi ottengono energia dalla luce. Questi batteri non decompongono la materia organica ma sono importanti per il ciclo dei nutrienti.

Ciclismo del carbonio e dei nutrienti

I batteri sono una componente chiave dei cicli di carbonio e azoto. Come le piante, i fotoautotrofi ei chemoautotrofi trasportano l'anidride carbonica dall'aria e la convertono in carbonio cellulare. Ciò significa che il carbonio diventa fisso o sequestrato nei batteri. I chemioeterotrofi svolgono un ruolo opposto nel ciclo del carbonio, rilasciando anidride carbonica nell'ambiente quando si decompongono la materia organica. I batteri che fissano l'azoto, come i cianobatteri, incorporano l'azoto dall'ambiente in amminoacidi e altri materiali cellulari. Alcuni fissatori di azoto formano relazioni simbiotiche con le piante, fornendo loro azoto e ricevendo carbonio in cambio. I chemioeterotrofi svolgono un ruolo vitale nel ciclo dell'azoto perché la digestione extracellulare di materia organica rilascia azoto solubile nell'ambiente, dove può essere assorbita dalle piante e dai batteri che fissano l'azoto.

biofilm

I microbi sono meglio equipaggiati per abbattere la materia vegetale dura rispetto ad altri tipi di decompositori. I batteri formano colonie, note come biofilm, con altre specie batteriche, funghi e alghe. Vivere in un biofilm fornisce protezione e consente la condivisione di nutrienti e materiale genetico. I biofilm avviano il processo di decomposizione in molti ecosistemi. In torrenti e laghi, molti invertebrati di acqua dolce non possono usare le foglie finché non sono stati "condizionati" dal biofilm. Il condizionamento microbico addolcisce le foglie abbattendo composti chimici complessi, come la lignina e la cellulosa. Questo rende le foglie più facili da digerire per gli invertebrati. I biofilm forniscono lo stesso tipo di servizio negli ecosistemi terrestri.

Condizioni anaerobiche

La maggior parte degli organismi richiede ossigeno per sopravvivere, ma l'ossigeno non è sempre disponibile nell'ambiente. Gli ambienti privi di ossigeno sono noti come anaerobici. Ambienti che possono essere anaerobici comprendono il fondo oceanico, lo strato di lettiera sui pavimenti e il suolo delle foreste. Gli ambienti anaerobici possono essere causati quando l'ossigeno non può muoversi attraverso il materiale, ad esempio in un terreno densamente impacchettato, o quando i microbi consumano ossigeno più velocemente di quanto possa essere sostituito. Fortunatamente, la decomposizione e il ciclo dei nutrienti sono in grado di continuare in assenza di ossigeno. Molti microbi sono in grado di scambiare l'ossigeno con altre sostanze, come gli ioni di nitrato e solfato. Alcuni gruppi come i metanogeni, che producono metano, non possono assolutamente tollerare l'ossigeno.

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