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以二氧化碳为唯一碳源的生物称为自养生物，其中包括植物、藻类、蓝藻、紫色和绿色细菌。某些不从光照中获取能量的细菌和古细菌也属自养生物。自养生物为地球上所有其他生物提供赖以生存的能量，同时还在地球的氮和硫的循环中扮演重要角色。目前已知的碳途径有四条。2007年12月14日的Science上，Berg等人介绍了世上最古老的生命形式——古细菌所利用的第五条固碳途径。