a bakteriális populációk növekedése

eloszlása a természetben

A prokarióták mindenütt jelen vannak a Föld felszínén. Minden hozzáférhető környezetben megtalálhatók, a sarki jégtől a buborékoló forró forrásokig, a hegytetőktől az óceán fenekéig, valamint a növényi és állati testektől az erdei talajokig. Egyes baktériumok a talajban vagy a vízben fagyasztás közeli hőmérsékleten (0 °C) növekedhetnek, míg mások vízben forralás közelében (100 °C )., Minden baktérium úgy van kialakítva, hogy egy adott környezeti résben éljen, legyen az óceáni felületek, iszapos üledékek, talaj vagy egy másik szervezet felülete. A baktériumok szintje a levegőben alacsony, de jelentős, különösen akkor, ha a por felfüggesztésre került. A nem szennyezett természetes víztestekben a baktériumok száma milliliterenként több ezer lehet; a termékeny talajban a baktériumszám grammonként milliókban lehet; a székletben a bakteriális szám meghaladhatja a milliárd grammot.,

prokarióták élőhelyük fontos tagjai., Bár kis méretűek, puszta számuk azt jelenti, hogy anyagcseréjük óriási szerepet játszik—néha előnyös, néha káros—az elemek külső környezetükben történő átalakításában. Valószínűleg minden természetben előforduló anyag, valamint sok szintetikus anyag lebomlik (metabolizálódik) bizonyos baktériumfajok által., A legnagyobb gyomor, a tehén, a gyomorban, az erjedés, kamra, amelyben a baktériumok megemészteni a cellulóz, a füvek, s táplálja, konvertálni őket, hogy zsírsavak, aminosavak, amelyek az alapvető tápanyagok által használt, a tehén pedig az alapja a tehén tejtermelés. A szennyvíz vagy komposzt cölöpökben lévő szerves hulladékokat a baktériumok vagy a növényi anyagcserére alkalmas tápanyagokká, vagy gáz-halmazállapotú metánná (CH4) és szén-dioxiddá alakítják át., Az összes szerves anyag-beleértve a növényeket és az állatokat is-maradványait végül baktériumok és más mikroorganizmusok hatására talajra és gázokká alakítják át, és ezáltal további növekedésre bocsátják rendelkezésre.

sok baktérium patakokban és más vízforrásokban él, és a vízminta alacsony népsűrűségében való jelenléte nem feltétlenül jelenti azt, hogy a víz fogyasztásra alkalmatlan. Azonban olyan baktériumokat tartalmazó víz, mint az E., a coli, amely az emberek és állatok bélrendszerének normális lakói, azt jelzi, hogy a szennyvíz vagy a székletanyag a közelmúltban szennyezte ezt a vízforrást. Az ilyen coliform baktériumok maguk is lehetnek kórokozók (betegséget okozó organizmusok), és jelenlétük azt jelzi, hogy más, kevésbé könnyen kimutatható bakteriális és vírusos kórokozók is jelen lehetnek. A víztisztító telepeken alkalmazott eljárásokat-ülepítést, szűrést és klórozást—úgy tervezték, hogy eltávolítsák ezeket és minden olyan mikroorganizmust és fertőző ágenst, amely jelen lehet az emberi fogyasztásra szánt vízben., Továbbá, szennyvízkezelés szükséges, hogy megakadályozzák a kibocsátás a patogén baktériumok és vírusok a szennyvíz vízellátásba. A szennyvíztisztító telepek szerves anyagok (fehérjék, zsírok és szénhidrátok) bomlását is kezdeményezik a szennyvízben. A szerves anyag mikroorganizmusok általi lebontása a vízben oxigént fogyaszt (biokémiai oxigénigény), ami csökkenti az oxigénszintet, ami nagyon káros lehet A vízi életre a szennyvizet fogadó patakokban és tavakban., A szennyvízkezelés egyik célja a lehető legtöbb szerves anyag oxidálása a vízrendszerbe történő kibocsátása előtt, ezáltal csökkentve a szennyvíz biokémiai oxigénigényét. A szennyvíz-emésztő tartályok és Levegőztető berendezések kifejezetten erre a célra hasznosítják a baktériumok metabolikus kapacitását. (A szennyvíz kezelésével kapcsolatos további információkért lásd: környezetvédelmi munkák: vízszennyezés-szabályozás.)

A talajbaktériumok rendkívül aktívak a biokémiai változások végrehajtásában a talajt jellemző különböző anyagok, humusz és ásványi anyagok átalakításával., Az élet szempontjából központi elemeket, például a szenet, a nitrogént és a ként a szervetlen gázvegyületekből származó baktériumok olyan formákká alakítják, amelyeket a növények és az állatok használhatnak. A baktériumok a növényi és állati anyagcsere végtermékeit is átalakítják olyan formákká, amelyeket a baktériumok és más mikroorganizmusok is felhasználhatnak. A nitrogén ciklus szemlélteti a baktériumok szerepét a különböző kémiai változások végrehajtásában., A nitrogén több oxidációs állapotban létezik, mint nitrát, nitrit, dinitrogéngáz, több nitrogén-oxid, ammónia és szerves amin (egy vagy több szubsztituált szénhidrogént tartalmazó ammónia-vegyületek). A nitrogén rögzítés a dinitrogén gáznak a légkörből történő átalakítása olyan formává, amelyet az élő szervezetek használhatnak. Néhány nitrogénmegkötő baktérium, mint például Azotobacter, Clostridium pasteurianum és Klebsiella pneumoniae, szabadon él, míg a Rhizobium Fajok hüvelyes növényekkel intim kapcsolatban élnek., A talajban élő Rhizobium organizmusok felismerik és behatolnak az adott növényi gazdaszervezet gyökérszőrzetébe, belépnek a növényi szövetekbe, és gyökércsomót alkotnak. Ez a folyamat miatt a baktériumok elveszítik sok szabadon élő tulajdonságukat. A növény által szállított széntől függnek, és a szénért cserébe a nitrogéngázt ammóniává alakítják, amelyet a növény fehérjeszintézisére és növekedésére használ. Ezenkívül sok baktérium átalakíthatja a nitrátot aminokká sejtes anyagok szintetizálása vagy ammónia céljából, amikor nitrátot használnak elektron akceptorként., A denitrifikáló baktériumok a nitrátot dinitrogéngázzá alakítják. Az ammónia vagy szerves aminok nitrátná történő átalakulását az aerob organizmusok Nitrosomonas és Nitrobakter együttes aktivitásával érik el, amelyek elektrondonorként ammóniát használnak.

a szén-ciklus, a szén-dioxid alakítani celluláris anyagokat a növények és autotrophic prokaryotes, valamint a szerves szén vissza a légkörbe által heterotrophic életforma. A mikrobiális bomlás fő bomlásterméke a szén-dioxid, amelyet aerob organizmusok belélegzése képez.,

A metán, a szénmetabolizmus másik gáznemű végterméke, a globális szénciklus viszonylag kis alkotóeleme, de helyi helyzetekben és emberi felhasználásra megújuló energiaforrásként fontos. A metántermelést a magasan specializált és kötelezően anaerob metanogén prokarióták végzik, amelyek mindegyike archaea. A metanogének szén-dioxidot használnak terminális elektron-akceptorként, és hidrogéngázból (H2) vesznek elektronokat. Néhány más anyag metánná alakítható ezen organizmusok által, beleértve a metanolt, a hangyasavat, az ecetsavat és a metilaminokat., A metanogének által felhasználható anyagok rendkívül szűk köre ellenére a metántermelés nagyon gyakori számos szerves anyag, köztük cellulóz, keményítő, fehérjék, aminosavak, zsírok, alkoholok és a legtöbb más szubsztrát anaerob bomlása során. Az ezekből az anyagokból származó metánképződés megköveteli, hogy más anaerob baktériumok ezeket az anyagokat acetátra vagy szén-dioxidra és hidrogéngázra lebontják, amelyeket ezután a metanogének használnak., A metanogének támogatják a többi anaerob baktérium növekedését a keverékben azáltal, hogy eltávolítják a metántermeléshez szükséges anyagcsere-tevékenységük során keletkező hidrogéngázt. A hidrogéngáz fogyasztása serkenti más baktériumok anyagcseréjét.

annak ellenére, hogy a metanogének ilyen korlátozott metabolikus képességgel rendelkeznek, és nagyon érzékenyek az oxigénre, széles körben elterjedtek a Földön. Nagy mennyiségű metánt termelnek anaerob környezetben, például mocsarakban és mocsarakban, de jelentős mennyiségben termelik a talajban és a kérődző állatokban is., A légkörben lévő metán legalább 80% – át metanogének hatására állították elő, a fennmaradó részt szénlerakódásokból vagy földgázkutakból szabadítják fel.