独立栄養生物
特に光合成独立栄養体は、地球環境における主要な一次生産者であり、光合成により光エネルギーを化学エネルギーに変換することで、無機炭素源である二酸化炭素から有機分子を構築する。無機化合物から炭素を取り込む過程は炭素固定と呼ばれ、現在6種類が知られている。
ほとんどの独立栄養生物は還元剤として水を使用するが、硫化水素などの他の水素化合物を使用するものも知られている。ほとんどの化学独立栄養体はリソトロフ(無機栄養生物)であり、硫化水素、水素ガス、元素硫黄、アンモニウム、酸化第一鉄などの無機電子供与体を還元剤(生合成と化学エネルギー放出のための水素源)として使用する。独立栄養生物は、光合成や化合物の酸化中に生成されるATPの一部を利用して、 NADPをNADPHに還元することで有機化合物を形成する。
光独立栄養生物(Photoautotroph)は、光合成を発達させることによって、従属栄養細菌から進化したと考えられている。初期の光合成細菌は硫化水素を使用していたが、一部の光合成細菌は光合成に硫化水素ではなく水を利用するように進化し、シアノバクテリアの誕生に至ったと考えられている。