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L'environnement des bactériesbactéries ne se limite pas au microenvironnement. Certaines interactions peuvent se faire à beaucoup plus longue portée, voire embrasser la Terre tout entière. L'histoire de l'oxygène va nous servir d'exemple pour comprendre de quoi il s'agit.
Respiration des bactéries et cyanobactéries
Au début de l'histoire de la Terre, et au début de l'histoire de la vie, pendant plus d'un milliard d'années, l'atome d'oxygène n'existait pratiquement qu'à l'état combiné, par exemple dans l'eau (H2O).
Les premiers êtres vivants (uniquement des bactéries), tiraient leur énergie de réactions d'oxydoréduction qui nous paraissent étranges (elles existent pourtant encore de nos jours, mais sont connues des seuls microbiologistes). Elles « respiraient » les nitrates ou les sulfates, certaines utilisaient l'énergie solaire, mais faisaient une photosynthèsephotosynthèse qui ne libérait pas d'oxygène mais du soufre ou du sulfate par exemple, en oxydant une source d'hydrogènehydrogène comme les sulfuressulfures (SH2).
Et puis, il y a un peu plus de deux milliards d'années, certaines de ces bactéries photosynthétiques ont réussi à utiliser la source d'hydrogène combinée la plus abondante mais la plus difficile à utiliser, l'eau (tellement difficile que la technologie humaine n'est pas encore parvenue à l'utiliser dans des conditions favorables). Ces bactéries, les cyanobactériescyanobactéries, ou du moins leurs descendantes, existent toujours aujourd'hui, diversifiées en une multitude d'espècesespèces réparties dans toutes les eaux du Globe.
Bactéries : respiration de l'O2 et apparition des eucaryotes
Et l'hydrolyse de l'eau, source d'énergie la plus efficace, libère de l'oxygène gazeux, notre O2, notre source de vie. Si l'histoire s'en était tenue là, elle se serait probablement vite arrêtée, car l'O2, en forte concentration devient un toxique violent, et les bactéries productrices en seraient peut-être mortes, au bout de quelques millions d'années, de même d'ailleurs que toutes les autres bactéries vivant dans les mers qui s'enrichissaient progressivement en oxygène dissout. Mais les bactéries capables de respirer nitrates ou sulfates, ont à leur tour réussi à se transformer, et il est apparu parmi elles des bactéries capables de respirer l'O2, en se prémunissant contre les dangers des dérivés toxiques. Beaucoup plus efficace, cette respiration (la seule que nous connaissions bien, car c'est encore celle que nous utilisons) s'est répandue, et a eu deux conséquences. La plus spectaculaire pour nous, évidemment, c'est l'apparition des eucaryoteseucaryotes par transformation en mitochondriesmitochondries, puis en chloroplasteschloroplastes de bactéries respirant ou produisant l'O2 respectivement. Et tout ce qui s'en est suivi, apparition des métazoairesmétazoaires et des plantes, et bien sûr, des êtres humains.
