KOLONIAL BAKTERIEL MORFOLOGI: KARAKTERISTIKA OG TYPER - BIOLOGI - 2025

Den koloniale bakteriemorfologi er de beskrivende træk, der hjælper mikrobiologer med at bestemme og fuldføre "profilen" af en kultiverbar bakterieart. Det skal tages i betragtning, at mange typer bakterier i et agariseret medium let kan skelnes ved kendetegnene for deres cellulære aggregater i form af kolonier.

Denne egenskab af bakteriekolonier er let synlig på faste dyrkningsmedier, hvad enten de er blevet "podet" eller inokuleret med rene kulturer (en enkelt isoleret art) eller med blandede kulturer (en blanding af ukendte arter), i hvilket tilfælde de ofte er brugt som et tegn til taxonomisk identifikation.

Forskellige koloniale morfologier af Staphylococcus aureus (Kilde: New HanseN via Wikimedia Commons)

Morfologien i en bakteriekoloni er meget variabel, både fra det makroskopiske og mikroskopiske synspunkt, et faktum, der demonstreres fra observationen af ​​kolonier ved hjælp af scanning af elektronmikroskopi, hvor fantastiske detaljer om deres ultrastruktur kan værdsættes.

Da både bakterier og andre mikroorganismer er i stand til at vokse på faste overflader i form af kolonier, er viden om egenskaber ved denne type vækst meget vigtig for dem, der studerer mikrober i deres naturlige miljø og deres forhold til miljøet (" mikrobielle økologer ”).

Karakteristika for kolonial vækst

De fleste af de bakterier, der dyrkes i et laboratorium og findes i naturlige miljøer, har evnen til at vokse i både flydende og faste medier.

I flydende medium

Vækst i flydende medier "spores" eksperimentelt gennem målinger af den optiske tæthed af kulturen over tid.

Denne proces består af inokulering af et sterilt næringsmedium med de bakterier, der er af interesse, og overvågning af stigningen i "turbiditet" over tid, der bestemmes som en stigning i den optiske densitet, der måles med en elektronisk enhed kaldet et spektrofotometer..

Når det først er tydeligt, at de optiske densitetsværdier ved en given bølgelængde ikke stiger yderligere, grafer forskeren normalt de opnåede værdier som en funktion af tiden og opnår det, der er kendt som en bakterievækstkurve.

I de således opnåede kurver kan en let opdagelse af en regelmæssig adfærd (fordi den forekommer i praktisk taget alle de analyserede bakteriearter), da fire veldefinerede faser observeres:

- En "forsinkelse" eller forsinkelsesfase.

- En logaritmisk eller eksponentiel fase (med pludselig vækst).

- en stationær fase (sæt af kurven).

- en dødsfase (fald i optisk densitet).

I fast medium

Bakterievækst i et fast medium er noget anderledes end i et flydende medium, da cellerne ikke er spredt i en bevægelig væske, men snarere samlet for at danne veldefinerede kolonier.

Normalt er væksten i fast medium hurtigere mod ekstremerne af kolonien, eller med andre ord, cellerne, der deler sig mere aktivt, er i periferien, mens de, der er i det centrale område, er mere "gamle", de er inaktive og de gennemgår processer med autolyse (død).

Nogle forfattere tilskriver disse vækstforskelle i kolonierne eksistensen af ​​gradienter af ilt, næringsstoffer og endda toksiske produkter, der er produceret af bakterier inde i kolonierne, med angivelse af, at der mod ekstremerne er højere koncentrationer af næringsstoffer og ilt end mod midten.

I betragtning af at koloniernes grænser er mindre tykke end den centrale del, diffunderer oxygen og næringsstof lettere i disse områder end i midten, hvor tværtimod diffusionsprocesserne er så langsomme, at de forhindrer effektiv celledeling.

Det er også vigtigt at kommentere, at definitionen af ​​et givet morfologisk mønster i en bakteriekoloni er en meget kontrolleret proces, ikke kun metabolisk, men også i relation til genekspression, intercellulær kommunikationsprocesser osv.

Derudover afhænger morfologien i en koloni af adskillige miljøfaktorer såsom miljøets sammensætning, temperatur, procentdel af fugtighed, blandt andre.

Typer af former for bakteriekolonier

Morfologien i en bakteriekoloni kan analyseres fra et makroskopisk perspektiv (med det blotte øje) eller mikroskopisk (ved hjælp af observationsinstrumenter såsom mikroskoper).

Fra et makroskopisk synspunkt kan morfologien af ​​bakteriekolonier analyseres på baggrund af karakteristika for den generelle form, højde og marginer eller kanter.

Typerne af morfologi, som en bakteriekoloni kan præsentere (Kilde: Ingen maskinlæsbar forfatter leveret. Ewen antog (baseret på ophavsretskrav). Via Wikimedia Commons)

Værdsættelsen af ​​den generelle form og karakteristika ved marginer eller kanter opnås ved at se på kolonierne nedenfra og op (når disse dyrkes i en petriskål under kontrollerede forhold); mens elevationstypen skelnes ved at se på kolonien i profil eller fra siden og holde pladen i øjenhøjde.

I henhold til dens generelle form

I dette tilfælde kan bakteriekolonierne være:

- Pegede: dem, der vokser som små aggregater af punkter tæt på hinanden.

- Cirkulær: de er meget ensartede kolonier, helt runde.

- Glødetråd: kolonierne, der vokser som filamenter, der projicerer fra en central region eller kerne.

- Uregelmæssigt: de kolonier, der ikke har definerede former, og som er temmelig amorfe.

- Rhizoider: som navnet antyder vokser disse kolonier svarende til en plantes rødder.

- Fusiform: de kolonier, der har en langstrakt form, som om det var en ellipse, hvis kanter er strækket i længderetningen.

I henhold til marginer eller grænser

Kolonier kan have forskellige typer marginer eller grænser, herunder:

- Hele

- Krøllet

- Lobuleret

- Erroded

- Glødende

- Krøllet (dem der ligner ringe på et træ).

I henhold til dens højde

Endelig, afhængigt af forhøjelsen af ​​disse bakteriecelleaggregater på et fast medium, kan kolonierne være:

- Flad: dem med lidt eller ingen højde.

- Forhøjet: de projicerer lidt på overfladen, men de gør det på en regelmæssig måde, det vil sige, at højden er ensartet i hele koloniens diameter.

- Konveks: dem, der stiger mere synligt i midten, men hvis margener forbliver temmelig fastgjort til overfladen.

- Pulvinat: dem, der ligner en "kuppel", der stikker fremtrædende fra overfladen.

- Umbonadas: de kolonier, der har hævede kanter, men er kendetegnet ved at "projicere" en større masse af celler mod midten og få en form, der ligner et bryst ("mamiliform").

I henhold til tekstur

Ud over de nævnte egenskaber kan bakteriekolonierne også præsentere forskellige strukturer, der kan værdsættes med det blotte øje, på en sådan måde, at kolonierne er blevet defineret

- Blød og skinnende

- Rå

- rynket

- Tør eller støvet i udseendet.

Referencer

1. Matsushita, M., Hiramatsu, F., Kobayashi, N., Ozawa, T., Yamazaki, Y., & Matsuyama, T. (2004). Kolonidannelse i bakterier: eksperimenter og modellering. Biofilms, 1 (4), 305-317.
2. Matsushita, M., Wakita, J., Itoh, H., Watanabe, K., Arai, T., Matsuyama, T.,… & Mimura, M. (1999). Dannelse af kolonimønstre af en bakteriecellepopulation. Physica A: Statistical Mechanics and its Applications, 274 (1-2), 190-199.
3. Prescott, H., & Harley, JP (2003). Mikrobiologi. McGraw Hill Videregående Uddannelse, 412-413.
4. Shapiro, JA (1995). Betydningen af ​​bakteriekolonimønstre. Bioessays, 17 (7), 597-607.
5. Shapiro, JA, & Trubatch, D. (1991). Sekventielle begivenheder i bakteriekolonimorfogenese. Physica D: Ikke-lineær fænomen, 49 (1-2), 214-223.
6. Sousa, AM, Machado, I., Nicolau, A., & Pereira, MO (2013). Forbedringer i identifikation af kolonimorfologi mod bakteriel profilering. Tidsskrift for mikrobiologiske metoder, 95 (3), 327-335.