Бактерии в природе выполняют много разных функций. Важнейшая среди них — очищение планеты от остатков других организмов и отходов, выделяемых живыми существами в процессе своей жизнедеятельности. Кроме того, немало бактерии, подобно растениям, сами создают органические вещества из неорганических — воды и углекислого газа. В некоторых уголках нашей планеты — в глубоких пещерах, на больших глубинах Мирового океана, в горячих источниках и сверхсолёных водоёмах — органические вещества, образованные такими бактериями, обеспечивают существование других организмов — животных и грибов.

Таким образом, по способу питания бактерии делятся на гетеротрофов и автотрофов (рис. 35).

Рис. 35. Способы питания и получения энергии у бактерий

Большинство бактерий, подобно животным, питается органическими веществами, т.е. является гетеротрофами. Гетеротрофные бактерии составляют передовой отряд большой армии маленьких уборщиков нашей планеты. Потребляя органические вещества, бактерии частично перерабатывают их в вещества собственных клеток, а частично расщепляют на неорганические вещества, получая при этом энергию. Некоторые бактерии расщепляют органические вещества в процессе дыхания. используя при этом кислород. Но многим бактериям для получения энергии кислород не нужен: они расщепляют органические вещества без его участия, в частности, в процессе брожения.

Бактерий, которым для получения энергии необходим кислород, очень много в почвах и в поверхностных слоях воды, особенно — загрязнённой. Бактерии, обходящиеся без кислорода, в большом количестве населяют донные отложения водоёмов, особенно стоячих, также их много в пищеварительных системах различных животных. Примером полезных для человека бактерий, живущих без кислорода, являются бифидобактерии, а опасных — возбудитель ботулизма. Кислород угнетает также развитие большинства других болезнетворных бактерий.

Значительное количество бактерий являются автотрофами: они синтезируют органические вещества из неорганических — углекислого газа и воды. Некоторые из таких бактерии, подобно растениям, используя энергию солнечного света, осуществляют фотосинтез, но при этом не выделяют кислород (зелёные и пурпурные бактерии).

Ярким примером автотрофных бактерий, выделяющих в процессе фотосинтеза кислород, являются микроскопические организмы, называемые по-разному: цианобактерии, сине-зелёные водоросли или цианопрокариоты. Цианопрокариоты могут быть как одноклеточными, так и многоклеточными (рис. 36).

Рис. 36. Одноклеточные (а) и многоклеточные (б, в) цианопрокариоты: а — микроскопическая колония возбудителя «цветения» воды микроцистиса; б — артроспира (спирулина), являющаяся объектом промышленного выращивания; в — съедобная цианопрокариота носток

Под электронным микроскопом клетки цианопрокариот похожи на бактерии. Однако имеется и существенное отличие: в клетках цианопрокариот находятся уплощённые мембранные мешочки, в которые встроены молекулы хлорофилла (рис. 37). Они делают всю клетку цианопрокариот похожей на отдельную органеллу растительной клетки — хлоропласт.

Рис. 37. Строение клетки цианопрокариот

Цианопрокариот можно найти всюду, где имеется достаточное для фотосинтеза количество света. Тем не менее особо разнообразны и многочисленны они в морях, пресных и сверхсолёных водоёмах, горячих источниках, а также в почвах знойных и холодных пустынь.

Благодаря фотосинтезу, который осуществляли цианопрокариоты задолго до появления растении, на Земле образовалась кислородная атмосфера. В настоящее время планетарная роль цианопрокариот заключается в обогащении почвы доступным для растений Нитрогеном, который сине-зелёные водоросли могут усваивать непосредственно из атмосферы.

Некоторые бактерии способны получать энергию недоступным для растении или животных способом. Для синтеза молекул АТФ они используют богатые энергией неорганические вещества — сероводород, водород, аммиак, даже некоторые соединения железа.

Удивительным примером таких организмов являются бактерии, живущие на дне Мирового океана при температуре +300 °С и давлении до 300 атмосфер возле подводных гейзеров — так называемых «чёрных курильщиков». Перегретая вода, обогащённая углекислым газом и сероводородом, для бактерий «чёрных курильщиков» являются источником пищи и энергии, а органические вещества клеток самих бактерии — едой и источником энергии для уникальных глубоководных червей, моллюсков и рыб. Бактерии, обитающие на дне Мирового океана возле «чёрных курильщиков» представляют немногочисленную, но очень своеобразную группу древнейших прокариот нашей планеты, получившей название Архебактерий, или Архей.

Бактерии по-разному взаимодействуют с другими организмами. Большая часть бактерий ведёт свободный способ существования. Немало бактерий являются паразитами — они селятся в теле животных, растений или грибов, и, питаясь органическими веществами хозяина, приводят к его заболеванию или даже гибели.

Паразитизм — взаимоотношения двух организмов, выгодные для одного (паразита), но вредные для другого (хозяина).