Železo bakterije
Naš planet je zarjavel planet. Večina železa, ki je peti najpogostejši element v skorji planeta, je v obliki železovih oksidov. Večji del oksidacije lahko pripišemo kemijski oksidaciji, pomemben del pa predstavlja bakterijska oksidacija. Oksidacijo železa opravijo železo bakterije, ki jim železo predstavlja glavni vir energije.
Železo bakterije. Pri pronicanju vode na površino so namnožile železo oksidirajoče bakterije in povzročile rdečkasto oborine z veliko sluzi.
Železo oksidirajoče bakterije so pogostješe, kot si mislimo. Ko odpremo pipo in iz nje priteče rjavkasta tekočina je zelo verjetno, da imamo opravka z železo bakterijami v vodovodnem ocevju. Če pogledamo v kotliček za WC in v njem najdemo rdečkasto rjavkasto oborino je to precej dober znak, da so prisotne železo bakterije. Če je oborina še sluzasta zapovrh je to že skoraj nezmotljiv znak, da so prisotne železo bakterije. Zelo pogosto železo bakterije vidimo na izviru, ko voda iz notranjosti priteče na površje in železo bakterije oksidirajo v njej prisotno železo.
Prehrana teh bakterij je nenavadna. Kot hrano uporabijo železo v reducirani obliki Fe(2+) in ga pri tem oksidirajo (mu poberejo elektron) da nastane železo Fe(3+). Odvzet elektron bakterije v procesu dihanja porabijo za pridobivanje energije v obliki ATP. Ker je v okolju vedno možna tudi kemijska oksidacija železa si morajo te bakterij poiskati okoljsko nišo, kjer lahko konkurirajo kemiji. Zato te bakterije rastejo predvsem v bolj kislih okoljih, kjer je kemijska oksidacija s kisikom upočasnjena. Lahko pa rastejo tudi v okolju, kjer voda iz anaerobnega okolja priteče v aerobno in tako prehitijo kemijo. S pridobljeno energijo si lahko naredijo novo organsko snov, tako da iz zraka vežejo ogljikov dioksid in ga v biosintezi pretvorijo do sladkorja. To počno podobno kot rastline s pomočjo Calvinovega cikla s to razliko da železo bakterije kot vir energije uporavijo oksidacijo anorganske snovi, rastline pa uporabijo sončno svetlobo. S pridobljenim sladkorjem nato v nadaljevanju izgradijo vse ostale celične komponente.
Pri prehranjevanju železo bakterij ne gre nič po zlu. Ko vzamejo kos železa (npr. železov sulfid pirit) najprej oksidirajo železo do Fe(3+), kar jim omogoči nastanek energije v obliki ATP. Oksidirano železo nato odreagira z disulfidom v piritu in se reducira do Fe(2+). Pri tem nastane elementarno žveplo, ki ga bakterije oksidirajo do sulfata, kar jim omogoča dodatno pridobivanje energije v obliki ATP.
Kljub zelo varčnemu metabolizmu je končni izplen uporabne energije skromen. Reakcija oksidacije železa v osnovi ponuja relativno malo energije. Da preživijo in rastejo morajo bakterije pojesti zelo veliko železa. Njihova števila v naravi so običajno majhna. Npr. na gram tal okrog sto tisoč železo oksidirajočih bakterij. To na prvi pogled izgleda zelo veliko, vendar je manj kot tisočinka procenta celotne mikrobne populacije v enem gramu tal. Končni produkt njihovega početja je oksidirano železo, ki ga že na daleč opazimo po rjavkasto rdeči barvi. Zaradi majhnega izkoristka morajo te bakterije pojesti zelo veliko substrata in imajo posledično zelo velik vpliv na okolje. Ko boš naslednjič opazil rdečkasto obarvano vodo z veliko sluzi, vedi, da imajo železo bakterije svojo pojedino.