Fattori che influenzano la crescita dei microrganismi

I microrganismi sono simili agli organismi più complessi in quanto hanno bisogno di una varietà di materiali dal loro ambiente per funzionare e raggiungere due obiettivi primari: fornire energia sufficiente per gestire i loro processi ed estrarre i mattoni per riparare se stessi o procreare. Oltre a ciò che assorbono, i microrganismi prosperano anche in ambienti particolari. Questi ambienti variano tanto quanto gli organismi stessi, e anche la quantità e la distribuzione degli elementi in un particolare ambiente possono essere molto importanti. Gli scienziati utilizzano queste informazioni per coltivare microrganismi nei laboratori per la sperimentazione.

Tutti i microrganismi hanno bisogno di cibo. Le fonti di cibo possono variare, ma gli organismi estraggono principalmente carbonio e azoto da sostanze come proteine, grassi e carboidrati. Alcuni microrganismi cercano e assorbono tali particelle. Altri possono eseguire reazioni chimiche con elementi circostanti come l'anidride carbonica per ottenere ciò che di cui hanno bisogno, mentre altri ancora possono produrre i propri zuccheri semplici attraverso la fotosintesi simile a impianti. L'azoto, utilizzato per sintetizzare le proteine, può essere prelevato dall'atmosfera circostante o da altra materia organica.

In generale, maggiore è la temperatura, più facilmente i microrganismi possono crescere fino a un certo punto. Sia le temperature molto alte che quelle molto basse ostacolano i processi enzimatici da cui dipendono i microrganismi sopravvivono, ma singole specie di microrganismi sono cresciute fino a preferire diversi livelli di temperatura. Gli scienziati di solito li dividono in tre diversi gruppi: psicrofili, mesofili e termofili. Gli psicrofili preferiscono temperature da 0 a 5 gradi Celsius; ai mesofili piace nel mezzo, 20-45 gradi Celsius; e ai termofili piace caldo, prosperando a temperature intorno o superiori a 55 gradi.

I microrganismi preferiscono anche un certo livello di pH nella sostanza o nell'ambiente in cui crescono, cioè preferiscono avere particolari qualità acide nell'ambiente circostante. La maggior parte dei microrganismi, inclusa la maggior parte dei patogeni umani, sono neutrifili, organismi che preferiscono un livello di pH neutro. Ad alcuni piacciono i livelli di pH elevati, ma molto spesso, se le condizioni sono troppo acide, gli enzimi dell'organismo si rompono.

Il libero flusso dell'acqua è vitale per i microrganismi affinché le loro cellule scambino materiali e per i loro processi metabolici. Tutti i microrganismi richiedono un certo livello di acqua, ma alcuni possono sopravvivere in condizioni di bassa umidità conservando tutta l'acqua che trovano e rimanendo in un ambiente ricco di umidità. Come regola generale, però, maggiore è l'umidità, maggiore sarà il numero di microrganismi presenti.

Oltre all'acqua, i microrganismi di solito richiedono la presenza di alcuni elementi nell'aria, i gas che assorbono per produrre i nutrienti necessari. L'azoto è un elemento necessario, così come l'ossigeno. Ci sono molti microrganismi che richiedono un ambiente ricco di ossigeno per sopravvivere, ma altri in realtà prosperano in ambienti a basso contenuto di ossigeno. Tra questi due estremi c'è un'ampia varietà che può preferire più o meno ossigeno e che sarà in grado di prosperare ugualmente indipendentemente dalla quantità di ossigeno presente.