Бактерии играют важную роль в круговоротах веществ: углерода, азота, серы, фосфора. Они превращают эти элементы в вещества, которые могут использовать растения и животные, а после смерти этих организмов бактерии снова расщепляют сложные органические вещества, возвращая в круговорот элементы, из которых они состоят.
Всё живое нуждается в азоте для роста, но ни растения, ни животные не могут получить его без помощи бактерий. Азотфиксирующие бактерии превращают газообразный азот из воздуха в аммиак в почве, воде и клубеньках на корнях растений. А нитрифицирующие бактерии превращают аммиак в нитраты, которые растения могут использовать для производства белков.
Мартин Бейеринк (1851—1931 гг.) — голландский микробиолог и ботаник, создатель Делфтской школы микробиологов. Исследовал почвенные микроорганизмы и роль бактерий в круговороте веществ в природе. В 1888 году выделил чистые культуры азотфиксирующих клубеньковых бактерий, играющих значительную роль в жизни бобовых растений, а в 1901 году — из почвы азотфиксирующую бактерию Azotobacter chroococcum.
Большая часть животных и растений живёт в тех или иных отношениях с бактериями и другими микроорганизмами. Эти отношения могут быть как взаимовыгодными, так и откровенно паразитическими.
Рыба-удильщик и кальмар. Биолюминесцентные (светящиеся) бактерии часто живут в симбиозе с морскими животными. Рыбам-удильщикам они помогают приманивать в темноте добычу. А некоторым кальмарам наоборот, маскироваться на фоне светлой поверхности воды, скрываясь от хищников, которые могли бы атаковать их снизу.
Бактерия Vibrio fischeri обладает биолюминесцентными свойствами и встречается в симбиозе с различными морскими животными.
Бактерии рода Wolbachia — паразиты насекомых многих видов. Они передаются через самок потомству и разными способами умудряются снижать количество самцов в популяции. Вот лишь три варианта того, как они это делают:
- истребляют мужские эмбрионы
- вызывают отклонение в созревании яиц, что приводит к рождению исключительно самок
- влияют на работу мужских половых желёз и вызывают превращение самцов в самок
Лишайники — организмы, образованные симбиозом грибов и микроскопических зелёных водорослей и/или цианобактерий.
Синекольчатый осьминог. Тетродотоксин — один из смертоносных ядов, воздействующих на нервную систему жертвы. Он часто встречается у морских животных, например у синекольчатого осьминога, который обитает у берегов Австралии. Яд вырабатывают бактерии, живущие в слюнных железах осьминога.
Многие животные живут в симбиозе с бактериями и другими микроорганизмами, помогающими им переваривать пищу.
Медицинской пиявке помогает переваривать поглощённую кровь и сохранять её в жидком виде находящиеся в её кишечнике бактерии-симбионты Aeromonas hydrophila.
Личинки жука-чернотелки Tenebrio molitor и жука-зофобаса Zophobas morio способны к биоразложению различных полистирольных материалов. В этом им помогают бактерии, живущие у них в кишечнике.
Симбиотические микроорганизмы (археи-метаногены, бактерии, грибы, простейшие), обитающие в желудке жвачных животных, позволяют им усваивать пищу, содержащую большое количество клетчатки.