Het is moeilijk voor te stellen dat er iets overleeft in de diepste, donkerste delen van de oceaan of de heetste vulkanen. Sommige organismen gedijen echter goed onder deze extreme omstandigheden. Een dergelijke voorwaarde is zoutgehalte, of zoutheid. Voor bacteriën speelt de zoutconcentratie een belangrijke rol bij de celgroei.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Sommige organismen die obligate halofielen worden genoemd, hebben zout nodig om in celkweek te groeien of om buiten het laboratorium te overleven. Halotolerante organismen hebben geen zout nodig, maar kunnen matig zoute omgevingen aan. Niet-halofielen groeien niet in celculturen die zout bevatten of overleven onder zoute omstandigheden. Het toevoegen van zout aan kweekmedium is een eenvoudige manier voor wetenschappers om in het laboratorium te selecteren tegen niet-halofielen.
Bacteriën kweken in het laboratorium
Als het gaat om het kweken van bacteriën in een laboratorium, bieden wetenschappers zes basisprincipes om celgroei te garanderen: rijk aan voedingsstoffen kweekmedium, geschikte temperatuur, juiste pH, metaalionen en – soms – zout, gas (zuurstof of kooldioxide) en water. Zelfs met een zorgvuldige voorbereiding vormen sommige organismen, zoals symbiotische bacteriën, die van nature afhankelijk zijn van een gastheer om te overleven, nog steeds uitdagingen wanneer wetenschappers proberen ze in het laboratorium te laten groeien.
Hoe zit het met zout?
Natriumchloride, of zout, is een voedingsstof die verschillende organismen op verschillende manieren beïnvloedt. Sommige organismen zijn bijvoorbeeld obligate halofielen, wat betekent dat ze zout nodig hebben om te overleven en zullen lyseren of openbreken als het zoutgehalte daalt tot een laag niveau. Andere halofiele organismen zijn slechts halotolerant, wat betekent dat ze geen zout nodig hebben om te overleven, maar matig zoute omgevingen kunnen verdragen. Halofielen behoren tot een grotere groep, extremofielen genaamd, die gedijen onder extreme omstandigheden.
Wetenschappers categoriseren obligate halofielen op basis van hoe zout ze hun omgeving verkiezen. Lichte halofielen gedijen goed in omgevingen die 1 tot 6 procent zout bevatten. Matige halofielen geven de voorkeur aan 6 tot 15 procent zout. Extreme halofielen genieten van de zoutste omgevingen van allemaal met 15 tot 30 procent zout. Wetenschappers gebruiken deze categorieën om kweekmedium te bereiden dat perfect geschikt is voor de organismen die ze willen laten groeien. Halotolerante organismen geven de voorkeur aan zoutvrije omgevingen, maar kunnen overleven bij een laag of matig zoutgehalte.
Voor niet-halofielen kan zout dodelijk zijn. Wanneer wetenschappers de groei van niet-halofielen in het laboratorium willen remmen, nemen ze zout in het kweekmedium op om te voorkomen dat niet-halofielen groeien. Dit wordt een selectief medium genoemd.
Halofiele organismen in het echte leven
Halofiele organismen gedijen op verwachte en onverwachte plaatsen buiten het laboratorium. U kunt halofielen tegenkomen in pekelvijvers, zoutmijnen, kust- en diepzeegebieden en woestijnen. Zelfs sommige voedingsmiddelen vormen een fatsoenlijke omgeving voor halofielen om hun intrek te nemen, waaronder sojasaus, ansjovis en zuurkool.
Zout is een belangrijke voedingsstof voor het kweken van bacteriën in cultuur, omdat het wetenschappers in staat stelt voor of tegen halofiele organismen te selecteren. Weten hoe zout organismen verschillend beïnvloedt, is vooral waardevol voor mensen die extremofielen bestuderen.