细菌这个词汇在我们的脑海中扮演的角色可能是很多的不好的角色，在我们描述一些比较脏乱差的环境的时候，通常都会轻描淡写的来一句，这里好多的细菌。然而作为生态系统中的一个大的族群，细菌就是生态系统中的清洁工一样，所以地球上的生物是没有办法离开细菌而生活的，并且一些特殊的细菌也会给我们的生活带来很大的帮助。

　　细菌才是地球生命世界的主干，人类只是主干上的枝叶。

　　所以，如果现在地球上的细菌突然全部消失，那么人类大概就会灭亡。

　　说到细菌，许多人只会想到那些危害人类健康的细菌，但是细菌种类多如天上的星星，和人类直接发生关系的细菌，只是整个细菌大家族中微不足道的成员。不妨让我们来简单但系统性地了解下细菌的生活史，并认识到它们在生态学中的作用。

　　细菌：生活史和生态学

　　在各种各样的栖息地和条件下，存在着各种各样的细菌。

　　当大多数人想到细菌时，他们会想到引起疾病的生物，就像下面那张图片中培养的链球菌一样，这些细菌是从患有链球菌感染的男性身上分离出来的。虽然致病菌中有霍乱，肺结核和淋病等疾病而臭名昭着，但引起疾病的细菌种类整体而言是细菌的极其微小的一部分。

　　细菌是如此普遍，以至于只能对其生命史和生态进行较一般的陈述。它们可能存在于山顶，深海的底部，动物的内脏，甚至是南极洲的冰冻岩石和冰雪之中。

　　细菌具有广泛的环境和营养需求。

　　根据对气态氧的响应，可以把细菌分为三类。

　　好氧细菌在氧气存在下才能茁壮成长，需要氧气来维持自身的生长和存在。

　　厌氧细菌则不能耐受气态氧，例如生活在深水下沉积物中的细菌，或导致细菌性食物中毒的细菌。

　　兼性厌氧菌，这类细菌较为灵活，它们喜欢在氧气存在的情况下生长，但如果没有氧气，它们也可以继续生长。

　　除此之外，还可以按细菌获得能量的模式对这个庞杂的群体进行分类。

　　根据其能量来源，细菌可分为两类：异养细菌和自养细菌。

　　异养细菌，需要从环境中吸收复杂的有机化合物，并通过分解这些有机化合物来获取能量，比如在腐烂食品或动植物残骸或尸体中生长的腐生菌，以及依赖发酵或呼吸过程的细菌。

　　自养细菌，则是可以自己利用二氧化碳，消耗从环境中获得的能量，制造出自己的食物来源的细菌。能量可以来自光能(光合自养)，或通过氧化某些元素或简单无机分子释放的能量来推动，这被称为化能自养。虽然化能自养细菌并不常见，但光能自养细菌很常见并且多样化。它们包括蓝细菌，绿色硫细菌，紫色硫细菌和紫色非硫细菌。硫细菌特别有趣，因为它们使用硫化氢作为氢供体，而不是像大多数其他光合生物一样使用水，包括蓝细菌。光能自养菌在水产业中是重要的有益菌。

　　细菌在全球生态系统中发挥着重要作用。

　　陆地和水中的生态系统在很大程度上取决于细菌的活动。它们促进着几大基本元素在生命世界中的循环，如碳，氮和硫。如果没有腐化菌的作用，大气中的二氧化碳会被迅速耗竭而得不到补充。这听起来可能不是太糟糕，但要意识到没有二氧化碳，植物光合作用就会停止，没有植物也就没有粮食，大家都要饿死，千万不要说，我们可以吃肉这样的话。目前为止，肉都来源于吃植物的动物，人类还没有培养出晒太阳就能长肉的动物。

　　氮循环则是细菌对维持地球生态系统的另一重要功能。 植物依靠来自土壤的氮来维持生长，因为植物并不能直接利用大气中的气态氮。大自然中植物的氮来源，主要方式是通过细菌如根瘤菌的固氮，以及通过诸如鱼腥藻，念珠藻和螺旋藻的蓝细菌来获得硝酸根离子或亚硝酸根离子的方式来得到氮。

　　细菌可将气态氮转化为硝酸盐或亚硝酸盐，作为其代谢的一部分，并将所得产物释放到环境中。一些植物，例如地钱，苏铁和豆科植物，通过改变它们的结构以在其自身组织中容纳基质，已经特别利用了该过程。而反硝化细菌则会进行反向代谢，将硝酸盐转化为氮气或一氧化二氮。当这些细菌大量出现在农田中时，它们可能会耗尽土壤的氮养分，使作物难以生长。

　　人类的化肥工业，在程度上可以代替细菌的氮循环，但人类当前的技术还过于粗糙，远不如大自然中建立的各种精妙循环具有长时间的可持续性。在我们离开地球去往群星的时候，我们恐怕需要带上合适的细菌，伴随着我们一起前进，才是改造别的星球较简单的方法呢。