Прикладами фотоавтотрофної бактерій можуть служити ціанобактерії, звані також синьо-зеленими бактеріями. Водорості і рослини також є фотоавтотрофамі.
Всі вони здійснюють фотосинтез і використовують вуглекислий газ (ССЬ) в якості єдиного джерела вуглецю. Процес фотосинтезу вперше з'явився у бактерій, можливо саме у ціанобактерії.
Як ми побачимо далі, хлоропласти водоростей і наземних рослин є, мабуть, нащадків колись вільноживучих фотосинтезуючих бактерій, Що оселилися в свій час в гетеротрофних клітинах.
Ціанобактерії широко поширені в поверхневих водах морів та прісних водоймищ. Крім того, вони виявлені в слизових подушковидних утвореннях на затінених грунтах, на скелях, в мулі, на деревині і в деяких живих організмах.
Більшість ціанобактерій представлені поодинокими клітинами, хоча деякі з них об'єднуються, утворюючи вкриті слизом нитки, наприклад Anabaena і Spimlina. На відміну від більшості бактерій вони, подібно водоростям і рослинам, здатні до фотосинтезу, а, отже, і до виділення кисню з води.
На малюнку показано будову типової ціанобактерії Anabaema. Як видно з малюнка, товщу цитоплазми характерним чином пронизують фотосинтетичні мембрани, на яких розташовуються фотосинтетичні пігменти. Пігменти представлені хлорофілом о, схожим на пігмент рослин і водоростей, і специфічним синьо-зеленим пігментом фікоціанін.
Клітини ціанобактерії, Як правило, більші клітин інших бактерій. Здатність ціанобактерії виділяти кисень в процесі фотосинтезу, наявність у них фотосинтетичних мембран, і хлорофіл а свідчать про те, що ціанобак-терии цілком можуть бути еволюційним ланкою між іншими бактеріями і еукаріотами.
Деякі ціанобактерії, Такі як Anabaema, здатні фіксувати азот. Іншими словами, Вони здатні перетворювати міститься в повітрі газоподібний азот в аміак, який потім може бути використаний для синтезу амінокислот, білків та інших азотовмісних органічних сполук. Цей процес відбувається в спеціалізованих клітинах, які називаються Гетероцисти, які утворюються при нестачі азоту.
Гетероцисти експортують містяться в них азотисті речовини в сусідні клітини в обмін на інші поживні речовини, наприклад вуглеводи.
Хемоавтотрофні бактерії
Хемоавтотрофні бактерії організми частіше називають хемосінтезірующімі бактеріями. Як джерело вуглецю вони використовують СО2 (діоксид вуглецю), але енергію отримують в результаті хімічних реакцій.
Вивільнення необхідної енергії відбувається при окисленні таких неорганічних речовин, як аміак та нітрити. Деякі хемоавтотрофні бактерії грають важливу роль в круговороті азоту, беручи участь у процесі, званому нітрифікація.
Процес нітрифікації протікає у дві стадії. На першому етапі аміак окислюється до нітриту, що супроводжується виділенням енергії. Цей етап здійснюється такими, наприклад, бактеріями, як Nitrosotnonas.
Ha другому етапі утворився нітрит окислюється до нітрату з вивільненням додаткової енергії.