Nonostante la loro reputazione di patogeni che causano malattie, molti batteri svolgono un ruolo vitale negli ecosistemi semplicemente nutrendosi e metabolizzando le molecole organiche e inorganiche nel loro ambiente. I loro contributi includono il rilascio di nutrienti immagazzinati in materiale organico durante la decomposizione, la decomposizione del cibo nell'intestino degli animali durante la digestione, la fissazione dell'azoto nel terreno convertendo N 2 gas in ammoniaca, rendendo le sostanze nutritive disponibili alle radici delle piante nel suolo e rilasciando ossigeno nell'atmosfera. Due fattori determinano il modo in cui i batteri ottengono i nutrienti: la capacità di produrre il proprio cibo o la dipendenza dal consumare molecole organiche preformate e, in secondo luogo, il tipo di energia che richiedono per queste reazioni chimiche. Eterotrofi e autotrofi Due mezzi generali consentono di procurarsi cibo per tutti gli organismi, compresi i batteri: eterotrofi e autotrofi. Gli eterotrofi devono consumare materiale organico, come il glucosio, dall'esterno della cellula per ottenere energia. Ciò si verifica per il consumo diretto di carbonio sotto forma di molecole di carboidrati. Gli autotrofi ottengono i nutrienti producendo i propri materiali organici quando assumono l'anidride carbonica e li convertono in carboidrati. Fonte di energia luminosa I batteri richiedono una fonte di energia esterna sotto forma di energia luminosa o chimica energia per alimentare il loro metabolismo, che è un altro fattore che determina il loro metodo di alimentazione. I fototrofi sono batteri che usano l'energia della luce. Sia i fotoistotropi che i fotoautotrofi richiedono luce solare. I fotoeterotrofi usano la luce solare per fornire energia e consumare composti organici dal loro ambiente per la loro fonte di carbonio. I fotoautotrofi, come i cianobatteri, impiegano l'energia della luce sotto forma di luce solare e anidride carbonica dal loro ambiente e li usano entrambi per produrre carboidrati attraverso il processo della fotosintesi. Fonte di energia chimica Invece di luce solare , alcuni batteri si basano su reazioni con composti chimici inorganici per la loro fonte di energia. I batteri alimentati dall'energia chimica sono noti come chemotrofi. I chemioeterotrofi usano composti organici o inorganici come fonte di energia. Come i fotoeterotrofi, devono anche consumare carboidrati sotto forma di composti organici. Chemoautotrofi utilizzano l'energia chimica per produrre carboidrati dal biossido di carbonio in una chemiosintesi chiamata processo. Struttura cellulare dei batteri Le cellule batteriche sono legate da un involucro cellulare che consiste in una membrana citoplasmatica interna e una cellula esterna parete. La parete cellulare è rigida e, come la parete cellulare delle cellule vegetali, dà ai batteri la loro forma. A differenza delle cellule di piante, animali, protisti o funghi, i batteri non hanno organelli legati alla membrana o un nucleo. La mancanza di organelli impedisce ai batteri di inglobare particelle attraverso l'endocitosi o la fagocitosi, le tecniche utilizzate dalle cellule eucariotiche per avvolgere i materiali esterni e portarli nella cellula. Assorbimento di nutrienti I batteri si affidano alla diffusione per muoversi molecole nella cellula attraverso la membrana citoplasmatica. I batteri espellono anche gli enzimi per dissolvere le molecole al di fuori della cellula per consentire loro di passare attraverso la membrana attraverso la diffusione, un processo in cui le molecole si spostano da un'area di concentrazione superiore a un'area di concentrazione inferiore. Talvolta la semplice diffusione richiede l'assistenza di proteine per consentire alle molecole di passare nella cellula, un processo chiamato diffusione facilitata. Un altro metodo - il trasporto attivo - richiede energia per trasportare le molecole per superare il gradiente di concentrazione e consentire alle particelle di passare attraverso la membrana.
