Das Nötigste, was der Mensch zum Leben braucht, sind Nahrung, Wasser und Unterkunft. Bakterien haben dieselben Bedürfnisse; Sie brauchen Nährstoffe für Energie, Wasser, um hydratisiert zu bleiben, und einen Ort zum Wachsen, der ihren Umweltpräferenzen entspricht. Die idealen Bedingungen variieren je nach Bakterium, aber alle enthalten Komponenten in diesen drei Kategorien.
Bakterieller Nährstoffbedarf
Während verschiedene Arten von Bakterien unterschiedliche Ernährung haben, benötigen sie alle Nährstoffe, um Energie bereitzustellen. Energie wird benötigt, um die Arbeit in der Zelle zu befeuern. Viele Bakterien nutzen den Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor oder Schwefel aus ihrer Nährstoffquelle zur Energiegewinnung. Diese Elemente werden während der Zellatmung abgebaut, um ein Coenzym namens Adenosintriphosphat herzustellen, das diese chemische Energie an Stellen innerhalb der Zelle transportiert, die Energie verbrauchen. Einige Bakterien beziehen ihre Energie aus Sonnenlicht mit einzigartigen Stoffwechselmethoden. Wissenschaftler, die Bakterien in einem Labor züchten, verwenden konzentrierte Wachstumsmedien, die leicht verfügbaren Kohlenstoff, Stickstoff, Schwefel und Phosphor zusammen mit vielen Vitaminen und Mineralien enthalten. Sie wählen je nach Präferenz des Bakteriums, das sie züchten möchten, unterschiedliche Medien.
Bakterien brauchen eine Wasserquelle
Ungefähr 70 Prozent einer Bakterienzelle besteht aus Wasser. Komplexe vielzellige Organismen wie der Mensch können ihr eigenes Wasser aufnehmen. Einzelligen Bakterien fehlt diese Fähigkeit, daher müssen sie sich darauf verlassen, dass sie in ihrer Umgebung genügend verfügbares Wasser finden, um ihre Zellmembranen zu durchdringen. Viele Bakterien können ohne Feuchtigkeit längere Zeit überleben, aber ohne sie können sie nicht wachsen und sich vermehren.
Umweltbedingungen für Bakterien
Außerhalb von Nährstoffen und Wasser hat jede Bakterienart eine spezifische Umweltpräferenz. Zu den Präferenzen gehören der beste pH-Wert, der Temperaturbereich, die Lichtmenge, die Konzentration von Gasen wie Sauerstoff und Kohlendioxid und die vorhandene Druckmenge. Die pH-Bedingungen können mit pH-Werten von 6 bis 1 sauer sein; alkalisch mit pH-Werten von 8 bis 14; oder etwas neutral mit einem pH-Wert von etwa 7. Viele Bakterien wachsen gut bei oder nahe einem neutralen pH-Wert von 6,0 bis 8,0. Die Temperaturen variieren ebenfalls, wobei die meisten im Bereich zwischen 40 Grad Fahrenheit und 140 F oder 5 Grad Celsius bis 60 Grad C gedeihen. Einige Bakterien, die Sauerstoff für ihren Stoffwechsel benötigen, können die in der Atmosphäre verfügbaren 10 bis 12 Prozent nutzen, aber diese Menge an Sauerstoff kann für andere Bakterien tödlich sein. Andere Arten benötigen eine sauerstofffreie Umgebung oder einen hohen Kohlendioxidgehalt. Umweltdruck wie osmotischer Druck und atmosphärischer Druck sind ebenfalls wichtig.
Bakterien passen sich unterschiedlichen Bedingungen an
Bakterienarten haben alle eine bevorzugte Umgebung für ein optimales Wachstum, sind jedoch flexibel genug, um sich an Bedingungen anzupassen, die nicht ideal sind. Jede Bakterienart hat ihre eigenen minimalen und idealen Bedingungen, innerhalb derer sie überleben oder gedeihen kann. Um ein bestimmtes Bakterium im Labor zu züchten, sollten ihm Bedingungen zur Verfügung gestellt werden, die den Bedingungen, unter denen es ursprünglich beobachtet und gesammelt wurde, so gut wie möglich entsprechen.