Vai trò của vi sinh vật trong tự nhiên
Vật chất trong tự nhiên luôn tuần hoàn: chuyển từ dạng vô cơ sang dạng hữu cơ và ngược lại. Trong quá trình tuần hoàn ấy, các cơ thể sống được chia thành ba nhóm tùy theo vai trò của chúng:
Toàn bộ cây xanh và các vi sinh vật quang dưỡng tổng hợp các chất hữu cơ từ cacbondioxit nhờ sử dụng năng lượng mặt trời, nên được gọi là sinh vật sản xuất Toàn bộ động vật thì sử dụng phần lớn sinh khối sơ cấp vào việc tạo ra năng lượng và một phần nhỏ vào việc tổng hợp sinh khối của chúng, nên được gọi là sinh vật tiêu thụ Nấm và vi khuẩn có vai trò tích cực trong sự phân hủy chất hữu cơ của mọi động vật, thực vật thành chất vô cơ (sự vô cơ hóa hay sự khoáng hóa, mineralization), do đó được gọi là sinh vật phân hủy. Nấm thì đóng vai trò này trong môi trường đất, còn vi khuẩn thì trong cả môi trường đất và môi trường nước. Như vậy, các cơ thể sống tham gia vào sự tuần hoàn vật chất trong tự nhiên bằng cách làm cho vật chất ấy tuần hoàn từ dạng vô cơ sang dạng hữu cơ và ngược lại, thong qua các phản ứng khử và phản ứng oxi hóa. Các phản ứng khử và oxi hóa do các cơ thể sống thực hiện ấy cùng các quá trình không sinh học dẫn đến chu trình sinh địa hóa (biogeochemical cycles) là sự tuần hoàn của toàn bộ các nguyên tố trong nội bộ một phần hoặc giữa các phần của hệ sinh thái khổng lồ của chúng ta (trái đất), gồm khí quyển, thủy quyển, thạch quyển, và sinh quyển.
Vai trò của vi sinh vật trong đời sống và sản xuất của con người
Chính nhờ sự vô cơ hóa chất hữu cơ mà các nguyên tố trong chất hữu cơ được trở về dạng vô cơ để trả về cho khí quyển và cho đất hay nước, do đó, sự sống không bị ngừng trệ: nhiều khí vô cơ được trả về khí quyển, trong đó CO2 được dung cho cây xanh thực hiện quang hợp, nhiều chất vô sơ được trả về đất và nước trong đó các muối của N,P,S được cơ thể sống hấp thụ để tổng hợp trở lại các chất hữu cơ.
Cũng chính bằng sự vô cơ hóa mà vi sinh vật tham gia vào sự tự làm sạch các tghuyr vực bị ô nhiễm hữu cơ ở mức vừa phải, cũng như tham gia vào sự phân hủy xác sinh vật và chất hữu cơ vẫn xảy ra tự nhiên trong đất, làm cho mặt đất chúng ta đang sống nói chung không bị ngập tràn trong xác động vật thực vật thậm chí không còn chỗ cho chúng ta sống. Mặt khác, sự vô cơ hóa nhờ vi sinh vật là cơ sở của hầu hết các quá trình xử lý sinh học (bioremediations) đối với các môi trường nước và đất.
Trong chương 4 chúng ta sẽ xem xét sự tuần hoàn của các nguyên tố quan trọng hàng đầu đối với sự sống: C, N, P, S, Fe, và Mn.
