Прокариоты-фотосинтетики и прокариоты-хемосинтетики как первичные продуценты

Когда ассимиляция «мертвой» энергии (энергии света или неорганических субстратов) сочетается с ассимиляцией неорганического углерода, мы говорим о двух типах автономного питания — фотосинтезе и хемосинтезе. Это основа глобального метаболизма и одно из условий существования жизни на Земле.

Фотосинтезирующие организмы обеспечивают ассимиляцию электромагнитной энергии, поступающей из внеземного пространства. Хотя ведущая роль в фотосинтезе принадлежит не бактериям, а высшим растениям и водорослям, не будем забывать о том, что хлоропласты произошли от бактерий.

Фотосинтез составляет основу глобального процесса ассимиляции углерода. В частности, высшие растения ежегодно образуют 1012 т целлюлозы, главного органического продукта фотосинтеза. Второе место занимает фотосинтезирующий планктон. Хотя в его биомассе содержится не более 2% суммарного органического углерода, водные экосистемы обновляются с очень высокой скоростью, что обеспечивает до 40% глобальной первичной продукции.

Данные о составе пикопланктона Мирового океана позволяют считать цианобактерию Prochlorococcus marinus самым многочисленным из первичных продуцентов. В сообществе с водорослями и зелеными растениями цианобактерии образуют трофическое ядро аэробной биосферы.

Хемосинтезирующие прокариоты, которые ассимилируют энергию окисления неорганических субстратов (аммиака, водорода, сульфида и др.), играют в первичной продукции на поверхности Земли, а также в водной толще морей и океанов второстепенную роль. Однако именно они являются трофическим ядром подводных оазисов биосферы. Способностью к хемосинтезу обладают и обитатели подземной ниши.