Хемосинтез

В 1877 г. Шлезинг (Т. Schloesing) и Мюнц (A. Muntz) обнаружили, что почвенные бактерии окисляют аммиак до нитрата. Затем Уорингтон (R. Warrington) показал, что нитрификация идет в два этапа, и промежуточным продуктом является нитрит. Однако только в 1886-1888 гг.

С. Н. Виноградский установил, что бактерии могут получать энергию путем окисления неорганического субстрата (такой способ энергетического питания был назван литотрофией). В качестве объектов он использовал серную бактерию Beggiatoa alba и железобактерию Leptothrix ochraceae. Продолжив изучение литотрофии на нитрифицирующих бактериях родов Nitrosomonas и Nitrobacter, он открыл в 1890 г. хемосинтез — сочетание литотрофии с углеродной автотрофией.

В 1893 г. В. Т. Шевяков описал «гигантскую» бактерию Achromatium oxaliferum, окисляющую сульфид до элементной серы. В свою очередь, Лаутерборн (R. Lauterborn) описал в 1907 г. «гигантскую» нитчатую серную бактерию, относящуюся к роду Thioploca. Честь открытия тионовых бактерий (род Thiobacillus), окисляющих серу до сульфата, принадлежит Мартинусу Бейеринку, который сообщил о них в 1904 г.

В 1931 г. Стикленд (L. Н. Stickland) установил, что восстанавливающие сульфат анаэробные бактерии могут использовать для этого молекулярный водород. Позднее выяснилось, что энергию, освобождающуюся при окислении водорода, способны усваивать и аэробные бактерии. В 1976 г. Г. А. Заварзин открыл аэробных карбоксидобактерий, которые используют угарный газ в качестве источника энергии и одновременно с этим в качестве строительного материала. Позднее, в 1983 г. Джон Зейкус обнаружил карбоксидобактерий-анаэробов.

В середине 1980-х годов Хэрленд Вуд проследил путь автотрофного биосинтеза ацетата у окисляющей водород бактерии Clostridium thermoaceticum, который позднее был назван «путем Вуда».

Большой неожиданностью для микробиологов стало открытие двух новых типов литотрофии. В 1995 г. ван де Грааф (A. A. van de Graaf) обнаружил бактериальный процесс анаэробного окисления аммиака нитритом и одновременно с этим Виддель (F. Widdel) установил, что анаэробные бактерии могут с помощью нитрата окислять двухвалентное железо.