A Föld történelme során a mikrobiális anyagcsere a bolygó bioszférájának fejlődése és fenntartása mögött álló hajtóerő volt. Az eukarióta szervezetek, mint például a növények és az állatok általában szerves molekuláktól függenek az energia, a növekedés és a szaporodás szempontjából. A prokarióták viszont a szerves és szervetlen anyagok széles skáláját képesek metabolizálni, az összetett szerves molekuláktól, mint a cellulóz, a szervetlen molekulákig és ionokig, mint a légköri nitrogén (N2), molekuláris hidrogén (H2), szulfid (S2-), mangán (II) ionok (Mn2+), vas (Fe2+) és vas (Fe3+), hogy csak néhányat említsünk. Az ilyen anyagok metabolizálásával a mikrobák kémiailag átalakítják azokat más formákká. Egyes esetekben a mikrobiális anyagcsere olyan vegyi anyagokat termel, amelyek károsak lehetnek más élőlényekre, más esetekben viszont olyan anyagokat állít elő, amelyek más élőlények anyagcseréjéhez és túléléséhez nélkülözhetetlenek (1. ábra).
1. ábra. A prokarióták nagy anyagcsere-változatossággal rendelkeznek, ami fontos következményekkel jár más életformákra nézve. A savas bányavíz (balra) súlyos környezeti probléma, amely a bányászati folyamatok során a szulfidoxidáló baktériumok víz- és oxigénbeviteléből ered. Ezek a baktériumok anyagcseréjük melléktermékeként nagy mennyiségű kénsavat termelnek, ami alacsony pH-jú környezetet eredményez, amely számos vízi növényt és állatot elpusztíthat. Másrészt néhány prokarióta létfontosságú más életformák számára. Számos növény gyökércsomóiban (jobbra) nitrogénmegkötő baktériumok élnek, amelyek a légköri nitrogént ammóniává alakítják, és így hasznosítható nitrogénforrást biztosítanak a növények számára. (bal oldali kredit: D. Hardesty, USGS Columbia Environment Research Center munkájának módosítása; jobb oldali kredit: Celmow SR, Clairmont L, Madsen LH és Guinel FC munkájának módosítása)