Автотрофные микробы для превращения углекислоты в органические энергетические соединения нуждаются в тепловых источниках, которыми для них служит солнечная энергия или химическая энергия окисления минеральных веществ. Усвоение углерода с использованием солнечной энергии называется фотосинтезом, а с использованием химической энергии — химиосинтезом.
К фотоавтотрофам относят цветные бактерии: зеленые содержат в цитоплазме хлорофилл, а пурпурные красный или коричневый пигмент. Наиболее значимы из них нитрифицирующие бактерии, окисляющие аммиак в соли азотистой кислоты. Источником углерода для синтеза клеточного вещества у них служит углекислота. Тионовые бактерии относятся к химио-автотрофам, они окисляют серу до серной кислоты.
Основной процесс, возвращающий углекислоту в атмосферу, — разложение органических соединений под влиянием микроорганизмов. Этот процесс называется брожением. В природе существует много типов брожений, наибольшее значение для круговорота углерода имеют:
Спиртовое брожение. При спиртовом брожении микроорганизмы превращают углеводы (сахара) с образованием этилового спирта как основного продукта и углекислоты: К возбудителям спиртового брожения относятся некоторые дрожжи, главным образом из рода Saccharomyces (S. cerevisiae, S. globosus, S. vini и др.).
Молочнокислое брожение. При молочнокислом брожении происходит распад углеводов, а также многоатомных спиртов и белков до молочной кислоты
Пропионово-кислое брожение. Эти бактерии встречаются на растениях, почве, в желудочно-кишечном тракте жвачных животных. Пропионово-кислые бактерии способны сбраживать молочную кислоту, образовавшуюся в результате брожения, вызванного молочнокислыми бактериями.
Маслянокислое брожение. Маслянокислое брожение обусловливают некоторые бактерии из рода Clostridium.. В качестве источника углерода используют моно- и дисахариды, некоторые полисахариды (декстрин, крахмал), молочную, пировиноградную кислоты, глицерин и др.
Уксуснокислое окисление. Уксуснокислое окисление — микробиологический процесс, при котором этиловый спирт окисляется до уксусной кислоты под влиянием уксуснокислых бактерий.
Роль микробов в разложении клетчатки. После гибели растений клетчатка подвергается разложению, в результате чего освобождается углерод. Разложение клетчатки происходит в аэробных и анаэробных условиях. В природе распад клетчатки происходит благодаря ферментам, которые выделяют различные микроорганизмы.
