化学合成バクテリアの種類

金属イオンを利用するバクテリア

化学合成は主に無機物の酸化によって行われます。酸化は分子から電子を奪う反応で、奪われた電子は他の分子に渡り、有機分子へと変換されます。鉄、ヒ素、マンガン、ウランなどの金属イオンを電子供給源として利用するバクテリアは、使用する金属名で分類されます。

湿地や汚水が多い環境、腸内などに生息します。二酸化炭素と水素を組み合わせて酸素を生成し、同時に副産物としてメタンを放出します。

深海熱水噴出口やメキシコ湾のコールドシープなど、硫化水素が豊富な環境に生息します。硫化水素を元素硫黄に酸化しながら、有機分子を合成します。チューブワームの内部でも共生関係が見られ、ワームが硫化水素をバクテリアに供給し、バクテリアが有機栄養を生産します。

窒素化合物を利用する化学合成バクテリアは、主に3つのグループに分かれます。

土壌中のアンモニアから硝酸塩を生成します。アンモニア（NH₃）は窒素と水素からなり、まず硝酸イオン（NO₂⁻）に酸化され、続いて硝酸塩（NO₃⁻）へと変換されます。硝酸塩は植物が根から吸収できる窒素源です。

硝酸塩を分解し、窒素や亜硝酸塩に戻すことで土壌の窒素供給を減少させます。

マメ科植物の根粒に共生し、大気中の窒素（N₂）を硝酸塩に変換します。この反応はエネルギー的に困難で、ハーバー法（Fritz Haber が1918年に開発）で人工的に模倣されています。