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Les bactéries ont un rôle majeur dans la conversion des éléments organiques en sels assimilables par les êtres vivants tels que les végétaux puis les animaux. Le carbone passe de l'état minéral (CO2) à l'état organique (sucres) grace à la photosynthèse réalisée par les organismes clorophylliens. Parmi ces derniers, les cyanobactéries peuplèrent la terre à elles seules pendant longtemps. La minéralisation, dûe en partie à l'activité bactérienne, reconvertit le carbone organique en sa forme minérale CO2.
L'azote circule dans la matière vivante grace aux seules bactéries. L'azote atmosférique est réduit en ammonium (NH4+) qui sert à la synthèse des composés azotés de la matière vivante (acides aminés, protéines). Les décomposeurs sont capables de dégrader ces composés en ammoniac, tandis que les bactéries et elles seules l'oxydent en nitrite (NO2) et en nitrate (NO3); cette nitrification est assurée par nitrosomonas et nitrobacter. D'autres bactéries (micrococcus, pseudomonas, bacillus) libèrent par dénitrification l'azote atmosférique.
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