Najważniejsze składniki żywych organizmów: tlen, wodór, węgiel, azot i siarka.
Zwierzęta pobierają azot z tkanek innych zwierząt w postaci białek
Rośliny pobierają azot w postaci azotanów i azotynów.
Bakterie pobierają azot z tych samych źródeł co rośliny i zwierzęta+ atmosferyczny azot cząsteczkowy.
Bakterie wychwytujące azot cząsteczkowy posługują się nitrogenazą oraz silnie redukującą substancją- ferredoksyną- białkiem zawierającym żelazo.
Proces wiązania azotu atmosferycznego jest energetycznie bardzo kosztowny i może się odbywać tylko w obfitości substratu oddechowego.
Siarka występuje w białkach w postaci zredukowanych grup sulfhydrylowych.
Najbardziej rozpowszechnionym źródłem siarki są wysoko utlenione siarczany (wymagana energochłonna redukcja)( mniej utlenione: siarczyny, tiosiarczyny, siarka rodzima)
Oddychanie- utlenianie substratu organicznego.
Anaerobioza- oddychanie beztlenowe
Redukcję siarczanów przeprowadzają bezwzględnie beztlenowe bakterie. Produktem reakcji jest siarkowodór.
Denitryfikacja- redukcja azotanów, też bakterie.
Produktami denitryfikacji, oprócz utlenionego substratu są azotyny, azot cząsteczkowy, amoniak.
Typ procesów metabolicznych polegający na redukcji związków nieorg. Ograniczony jest do bakterii i Archaea.
Z fermentacji korzystają bakterie i grzyby rozkładając np. cukry. Produktami reakcji są kwasy organiczne i alkohole oraz dwutlenek węgla
Fermentacja alkoholowa drożdży : C6H1206 2C2H5OH + 2CO2
Metanogeneza- rodzaj oddychania beztlenowego bakterii metanogennych, redukują CO2 do metanu wykorzystując wodór jako donor 4H2+CO2 CH4+2H2O+131 kJ*mol-1
Oddychanie tlenowe- utlenianie organicznych związków węgla tlenem dostarcza najwięcej energii bo różnica potencjału redoks jest największa
Denitryfikacja- (oddychanie beztlenowe)- najpospolitszy proces utleniania związków organicznych.
Desulfuryzacja- (o.b) -redukcja siarczanów i siarki
Metanogeny są symbiontami pierwotniaków, skrajnie termofilne, konkurują o wodór z bakteriami desulfuryzacyjnymi.
Bakterie octanorodne to beztlenowe chemolitoautotrofy, wytwarzają kwas octowy jako produkt utleniania substratów
Byt głębinowych ekosystemów morskich jest niezależny od energii słonecznej
Cieplice głębinowe powstają w miejscach pękania cienkiej skorupy ziemskiej wskutek aktywności tektonicznej i wydobywania się gorącej magmy.
Woda wypłukuje z magmy substancje mineralne, co2, metan, po czym wypływa jako gorące źródła
Gorąca woda w zetknięciu z chłodną wodą na dnie oceanu ochładza sięi rozpuszczone w niej substancje wytrącają się, tworząc nieraz wysokie „kominy”
W pobliżu źródeł woda jest znacznie cieplejsza i bogata w zredukowane związki mineralne: siarkowodór i metan.