Mikroorganismide kasvu mõjutavad tegurid

Mikroorganismid sarnanevad keerukamate organismidega, kuna nende toimimiseks on vaja mitmesuguseid materjale oma keskkonnast saavutada kaks peamist eesmärki - varustada piisavalt energiat oma protsesside juhtimiseks ja eraldada ehitusplokid enda parandamiseks või paljunema. Lisaks sellele, mida nad sisse võtavad, arenevad mikroorganismid ka teatud keskkondades. Need keskkonnad varieeruvad sama palju kui organismid ise ning isegi elementide hulk ja jaotus konkreetses keskkonnas võib olla väga oluline. Teadlased kasutavad seda teavet mikroorganismide kasvatamiseks laborites katsetamiseks.

Kõik mikroorganismid vajavad toitu. Toiduallikad võivad olla erinevad, kuid organismid eraldavad süsinikku ja lämmastikku peamiselt sellistest ainetest nagu valgud, rasvad ja süsivesikud. Mõned mikroorganismid otsivad ja absorbeerivad selliseid osakesi. Teised võivad selle saamiseks teha keemilisi reaktsioone ümbritsevate elementidega, näiteks süsinikdioksiidiga nad vajavad, samas kui teised saavad samasuguse fotosünteesi abil ise toota oma lihtsaid suhkruid taimed. Lämmastikku, mida kasutatakse valkude sünteesimiseks, võib võtta ümbritsevast atmosfäärist või muudest orgaanilistest ainetest.

Üldiselt, mida kõrgem temperatuur, seda kergemini võivad mikroorganismid teatud punktini kasvada. Väga kõrged ja väga madalad temperatuurid takistavad ensüümi protsesse, millest sõltuvad mikroorganismid ellu jääda, kuid üksikud mikroorganismide liigid on kasvanud eelistama erinevaid mikroorganismide liike temperatuur. Teadlased jagavad need tavaliselt kolme erinevasse rühma: psührofiilid, mesofiilid ja termofiilid. Psührofiilid eelistavad temperatuuri 0–5 kraadi Celsiuse järgi; mesofiilidele meeldib see keskel, 20–45 kraadi Celsiuse järgi; ja termofiilidele meeldib, et see on kuum, õitseb temperatuuril umbes 55 kraadi või üle selle.

Mikroorganismid eelistavad ka teatud pH-taset aines või keskkonnas, kus nad kasvavad, see tähendab, et nad eelistavad oma ümbruses olla eriti happelised. Enamik mikroorganisme, sealhulgas enamik inimese patogeene, on neutriilid, organismid, mis eelistavad neutraalset pH-taset. Mõnele meeldib kõrge pH tase, kuid kõige sagedamini, kui tingimused on liiga happelised, lagunevad organismi ensüümid.

Vee vaba voolamine on mikroorganismide jaoks eluliselt vajalik nende rakkude materjalivahetuseks ja ainevahetusprotsessideks. Kõik mikroorganismid vajavad teatud veetaset, kuid vähesed võivad niiskuses madalates tingimustes ellu jääda, säilitades kogu leitud vee ja viibides niiskuses rikkas keskkonnas. Üldreeglina leitakse siiski, et mida rohkem niiskust, seda rohkem mikroorganisme leidub.

Lisaks veele vajavad mikroorganismid tavaliselt teatud elementide olemasolu õhus - gaase, mida nad neelavad vajalike toitainete tootmiseks. Lämmastik on üks vajalik element, nagu ka hapnik. On palju mikroorganisme, mille ellujäämiseks on vaja hapnikurikast keskkonda, kuid tegelikult õitsevad teised hapnikuvaeses keskkonnas. Nende kahe äärmuse vahel on lai valik, mis võib eelistada rohkem või vähem hapnikku ja mis suudab võrdselt õitseda olenemata sellest, kui palju hapnikku leidub.