細菌集団の成長

自然界における分布

原核生物は、地球の表面に遍在している。 それらは、極地の氷から泡立つ温泉、山頂から海底、植物や動物の体から森林の土壌まで、あらゆるアクセス可能な環境に見られます。 いくつかの細菌は、凍結近くの温度（0°C）で土壌または水中で成長することができ、他の細菌は沸騰近くの温度（100°C）で水中で繁栄する。, 各細菌は、海洋表面、泥sed積物、土壌、または別の生物の表面など、特定の環境ニッチに生息するように適応しています。 空気中の細菌のレベルは、特にほこりが懸濁されている場合、低いが重要である。 汚染されていない自然な水域では、細菌の計算はmillilitreごとのたくさんにある場合もある;肥沃な土では、細菌の計算はグラムごとの何百万にある場合もある;そして糞便で、細菌の計算はグラムごとの十億を超過できる。,

原核生物は彼らの生息地の重要なメンバーです。, 彼らはサイズが小さいですが、その膨大な数は、彼らの代謝が外部環境における要素の変換において、時には有益で、時には有害であるという大きな おそらくすべての天然に存在する物質、および多くの合成物質は、いくつかの種の細菌によって分解（代謝）される可能性があります。, 牛の最大の胃である第一胃は、細菌が草や飼料中のセルロースを消化し、それらを脂肪酸やアミノ酸に変換する発酵室であり、これは牛が使用する基本栄養素であり、牛の乳生産の基礎である。 下水または合成物の山の有機性無駄は植物の新陳代謝のための適した栄養素にまたは気体メタン(CH4)および二酸化炭素に細菌によって変えられ, 植物や動物を含むすべての有機材料の残骸は、最終的に細菌や他の微生物の活動によって土壌やガスに変換され、それによってさらなる成長のために利用できるようになります。

多くの細菌は小川や他の水源に住んでおり、水のサンプル中の低い人口密度でのそれらの存在は、必ずしも水が消費に適さないことを示すもの しかし、Eなどの細菌を含む水, ヒトおよび動物の腸管の正常な住人である大腸菌は、下水または糞便物質が最近その水源を汚染していることを示している。 そのような大腸菌群細菌は、病原体（病気を引き起こす生物）自体であり得、それらの存在は、他の、あまり容易に検出されない細菌およびウイルスの病原体 浄水の植物で使用されるプロシージャ—解決、ろ過および塩素処理—は人間の消費のために意図されている水にあるかもしれないこれらおよび他のどの, また、下水処理は、廃水から水供給への病原性細菌およびウイルスの放出を防止するために必要である。 下水処理場はまた廃水の有機材料（蛋白質、脂肪および炭水化物）の腐食を始めます。 水中の微生物による有機材料の分解は、酸素（生化学的酸素要求量）を消費し、酸素レベルの低下を引き起こし、排水を受け取る河川や湖沼の水生生物に非常に有害である可能性がある。, 下水処理の目的の一つは、水系に排出される前にできるだけ多くの有機物質を酸化させ、それによって廃水の生化学的酸素需要を減少させることで 下水の消化力タンクおよび曝気装置はとりわけ細菌の代謝容量をこのために開発する。 （排水の処理の詳細については、”環境事業：水質汚濁防止”を参照してください。）

土壌細菌は、土壌を特徴付ける様々な物質、腐植および鉱物を変換することによって生化学的変化をもたらすことにおいて非常に活性である。, 炭素、窒素、硫黄などの生命の中心である元素は、無機ガス状化合物から細菌によって植物および動物によって使用され得る形態に変換される。 細菌はまた、植物および動物の代謝の最終生成物を、細菌および他の微生物によって使用され得る形態に変換する。 窒素サイクルは、様々な化学変化をもたらす細菌の役割を説明することができます。, 窒素は、硝酸塩、亜硝酸塩、二窒素ガス、いくつかの窒素酸化物、アンモニア、および有機アミン（一つ以上の置換炭化水素を含むアンモニア化合物）として、いくつかの酸化状態で自然界に存在する。 窒素固定は、大気からの窒素窒素ガスを生物が使用できる形態に変換することです。 Azotobacter、Clostridium pasteurianum、およびKlebsiella pneumoniaeのようないくつかの窒素fixing細菌は自由生存であるが、Rhizobiumの種はマメ科植物と密接に関連して住んでいる。, 土壌中の根粒菌は、特定の植物宿主の根毛を認識して侵入し、植物組織に入り、根粒を形成する。 このプロセスにより細菌は自由生きている特徴の多数を失います。 それらは植物によって供給される炭素に依存するようになり、炭素と引き換えに、窒素ガスをアンモニアに変換し、それは植物によってタンパク質の合成および成長のために使用される。 さらに、多くの細菌は、硝酸塩を電子受容体として使用すると、細胞材料を合成する目的で硝酸塩をアミンに変換したり、アンモニアに変換したりすることができる。, 脱窒菌は硝酸塩を二窒素ガスに変換する。 硝酸へのアンモニアまたは有機アミンの変換は、電子供与体としてアンモニアを使用する好気性生物NitrosomonasとNitrobacterの組み合わせた活動によって達成される。

炭素循環では、二酸化炭素は植物や独立栄養原核生物によって細胞材料に変換され、有機炭素は従属栄養生命体によって大気 微生物分解の主要な分解生成物は、好気性生物を呼吸することによって形成される二酸化炭素である。,

炭素代謝のもう一つのガス状の最終生成物であるメタンは、世界の炭素循環の比較的小さな成分であるが、地域の状況や人間の使用のための再生可能エネルギー源として重要である。 メタンの生産は、高度に特殊化され、義務的に嫌気性のメタン生成原核生物によって行われ、そのすべてが古細菌である。 メタン生成物は、その末端電子受容体として二酸化炭素を使用し、水素ガス（H2）から電子を受け取る。 メタノール、ギ酸、酢酸、メチルアミンなど、これらの生物によって他のいくつかの物質がメタンに変換される可能性があります。, メタン生成によって使用することができる物質の非常に狭い範囲にもかかわらず、メタン生成は、セルロース、デンプン、タンパク質、アミノ酸、脂肪、アルコール、および他のほとんどの基質を含む多くの有機材料の嫌気性分解中に非常に一般的である。 これらの物質からのメタン生成は、他の嫌気性細菌がこれらの物質を酢酸または二酸化炭素および水素ガスに分解することを必要とし、これらはメタン生成物質によって使用される。, メタン生成は，メタン生成のための代謝活性の間に形成された水素ガスを除去することによって，混合物中の他の嫌気性細菌の増殖を支持する。 水素ガスの消費は、他の細菌の代謝を刺激する。

メタン生成物は、このような制限された代謝能力を有し、酸素に非常に敏感であるという事実にもかかわらず、それらは地球上に広まっている。 大量のメタンは、沼地や湿地などの嫌気性環境で生成されますが、土壌や反芻動物によってもかなりの量が生成されます。, 大気中のメタンの少なくとも80パーセントはメタン生成物の作用によって生成され、残りは石炭鉱床または天然ガス井から放出される。