Prokaryoten und der Kohlenstoffkreislauf

Kohlenstoff ist einer der wichtigsten Makronährstoffe. Prokaryoten spielen eine wichtige Rolle im Kohlenstoffkreislauf. Kohlenstoff wird durch die wichtigsten Reservoire der Erde geleitet: Land, Atmosphäre, Gewässer, Sedimente und Gesteine sowie Biomasse. Die Bewegung von Kohlenstoff erfolgt über Kohlendioxid, das von Landpflanzen und marinen Prokaryoten aus der Atmosphäre entfernt und über die Atmung chemoorganotropher Organismen, einschließlich Prokaryoten, Pilzen und Tieren, in die Atmosphäre zurückgeführt wird. Obwohl sich das größte Kohlenstoffreservoir in terrestrischen Ökosystemen in Gesteinen und Sedimenten befindet, ist dieser Kohlenstoff nicht ohne weiteres verfügbar.

Eine große Menge an verfügbarem Kohlenstoff findet sich in Landpflanzen, die Kohlendioxid aus der Luft zur Synthese von Kohlenstoffverbindungen verwenden. Eine sehr wichtige Quelle für Kohlenstoffverbindungen ist Humus, eine Mischung aus organischen Materialien aus toten Pflanzen und Prokaryoten, die der Zersetzung widerstanden haben. Verbraucher wie Tiere verwenden organische Verbindungen, die von Produzenten erzeugt werden, und setzen Kohlendioxid in die Atmosphäre frei. Dann führen Bakterien und Pilze, zusammen Zersetzer genannt, den Abbau (Abbau) von Pflanzen und Tieren und ihren organischen Verbindungen durch. Der wichtigste Beitrag von Kohlendioxid zur Atmosphäre ist die mikrobielle Zersetzung von totem Material (tote Tiere, Pflanzen und Humus).

In wässrigen Umgebungen und deren anoxischen Sedimenten findet ein weiterer Kohlenstoffkreislauf statt. In diesem Fall basiert der Zyklus auf Ein-Kohlenstoff-Verbindungen. In anoxischen Sedimenten produzieren Prokaryoten, meist Archaeen, Methan (CH4). Dieses Methan bewegt sich in die Zone über dem Sediment, die sauerstoffreicher ist und Bakterien unterstützt, die als Methanoxidationsmittel bezeichnet werden und Methan zu Kohlendioxid oxidieren, das dann in die Atmosphäre zurückkehrt.