ما هي الشروط الثلاثة المثالية لنمو البكتيريا؟

الضروريات الأساسية التي يحتاجها الإنسان للعيش هي الغذاء والماء والمأوى. للبكتيريا نفس هذه الاحتياجات. يحتاجون إلى العناصر الغذائية للحصول على الطاقة ، والمياه للبقاء رطبًا ، ومكانًا للنمو يلبي تفضيلاتهم البيئية. تختلف الظروف المثالية بين أنواع البكتيريا ، لكنها تشمل جميعًا مكونات في هذه الفئات الثلاث.

في حين أن أنواعًا مختلفة من البكتيريا لها أنظمة غذائية مختلفة ، إلا أنها تتطلب جميعًا العناصر الغذائية لتوفير الطاقة. الطاقة ضرورية لتغذية العمل داخل الخلية. تستخدم العديد من البكتيريا الكربون أو النيتروجين أو الفوسفور أو الكبريت من مصدرها الغذائي لإنتاج الطاقة. يتم تكسير هذه العناصر أثناء التنفس الخلوي لصنع إنزيم مساعد يسمى أدينوزين ثلاثي الفوسفات ، والذي ينقل تلك الطاقة الكيميائية إلى أماكن داخل الخلية تستهلك الطاقة. تحصل بعض البكتيريا على طاقتها من ضوء الشمس باستخدام طرق التمثيل الغذائي الفريدة. يستخدم العلماء الذين يزرعون البكتيريا في المختبر وسائط نمو مركزة تحتوي على الكربون والنيتروجين والكبريت والفوسفور المتاح بسهولة إلى جانب العديد من الفيتامينات والمعادن. يختارون وسائط مختلفة اعتمادًا على تفضيل البكتيريا التي يرغبون في نموها.

ما يقرب من 70 في المئة من الخلية البكتيرية تتكون من الماء. يمكن للكائنات الحية المعقدة متعددة الخلايا ، مثل البشر ، أن تبتلع مياهها. تفتقر البكتيريا وحيدة الخلية إلى هذه القدرة ، لذلك يجب أن تعتمد على إيجاد ما يكفي من الماء المتاح في بيئتها من خلال أغشية الخلايا. يمكن للعديد من البكتيريا البقاء على قيد الحياة لفترات طويلة دون رطوبة ، ولكن بدونها لا يمكنها النمو والتكاثر.

بعيدًا عن المغذيات والماء ، لكل نوع من أنواع البكتيريا تفضيل بيئي محدد. تشمل التفضيلات أفضل درجة حموضة ونطاق درجة حرارة وكمية الضوء وتركيز الغازات مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون وكمية الضغط الموجودة. قد تكون ظروف الأس الهيدروجيني حمضية بمستويات أس هيدروجيني من 6 إلى 1 ؛ قلوية مع مستويات الأس الهيدروجيني من 8 إلى 14 ؛ أو محايد إلى حد ما مع درجة حموضة حوالي 7. تنمو العديد من البكتيريا جيدًا عند أو بالقرب من درجة حموضة محايدة من 6.0 إلى 8.0. تتفاوت درجات الحرارة أيضًا ، فمعظمها تزدهر في النطاق بين 40 درجة فهرنهايت و 140 فهرنهايت ، أو 5 درجات مئوية إلى 60 درجة مئوية. يمكن لبعض البكتيريا التي تحتاج إلى الأكسجين لعملية التمثيل الغذائي أن تستخدم نسبة 10 إلى 12 في المائة المتوفرة في الغلاف الجوي ، ولكن هذه الكمية من الأكسجين يمكن أن تكون قاتلة للبكتيريا الأخرى. تتطلب الأنواع الأخرى بيئة خالية من الأكسجين ، أو مستوى عالٍ من ثاني أكسيد الكربون. الضغط البيئي مثل الضغط الاسموزي والضغط الجوي مهمان أيضًا.

تتمتع جميع الأنواع البكتيرية ببيئة مفضلة للنمو الأمثل ، ولكنها مرنة بدرجة كافية للتكيف مع الظروف الأقل من المثالية. كل نوع بكتيري له نطاقه الخاص من الظروف الدنيا والمثالية ، والتي من خلالها يمكنه البقاء على قيد الحياة أو الازدهار. لتنمية بكتيريا معينة في المختبر ، يجب تزويدها بظروف تطابق ، قدر الإمكان ، الظروف التي تمت ملاحظتها وجمعها في الأصل.