ما هي شروط نمو البكتيريا
ليس بالضرورة أن تكون كل أنواع البكتيريا الموجودة في عالمنا ضارة ومُسببة للأمراض، فقد استطاع العلماء إثبات وجود عددٍ لا بأس به من البكتيريا المفيدة لمختلف الكائنات الحية عمومًا والبشر خصوصًا؛ وحتى يتمكن من مُحاربة الضارة وتعزيز نمو المفيدة منها كان لا بد من تحديد الظروف الملائمة لعيش كل نوعٍ على حدا ومعرفة شروط نمو البكتيريا من ماءٍ وحرارةٍ وحموضةٍ.
أهمّ عوامل أو شروط نمو البكتيريا
- الأوكسجين:
يُعتبر الأوكسجين عنصرًا هامًا وحيويًا يُؤثر على حياة البكتيريا ونموها بشكلٍ كبيرٍ، فبينما تُبدي كافة الكائنات حقيقية النوى حاجةً للأوكسجين خلال نموها، تتميز بعض أنواع البكتيريا الأخرى بالقدرة على النمو في الأوساط اللاهوائية، حيث تحتاج البكتيريا إلى الأوكسجين إذ تعتمد في إنتاج الطاقة والتنفس على انتقال الإلكترونات إليه كونه قادرًا على استقبالها.
أما البكتيريا اللاهوائية فلا تحتاج إلى الأوكسجين لأنها تعتمد على طرقٍ لإنتاج الطاقة لا تتطلب وجوده مثل بكتيريا كلوستريديوم بوتولينيوم (مطثية وشيقية) المُسببة للتسمم، وبكتيريا اللستيريا المولدة للخلايا الوحيدة ذات التأثير الضار على الحوامل وحديثي الولادة وكل من يُعاني من ضعفٍ في الجهاز المناعي.
لذلك تُعتبر إحدى أهم طرق حفظ الطعام المعلّب وغيره، وضعه في أماكنَ مُفرغّة من الهواء تمامًا بحيث لا تتوافر شروط نمو البكتيريا في الوسط، ولا تحصل على الأوكسجين اللازم للنمو.
- درجة الحرارة:
تكيّفت معظم أنواع البكتيريا للعيش والنمو في مختلف درجات الحرارة الباردة منها والحارة، فمثلًا تُدعى بعضها بالبكتيريا المحبة للبرودة (Psychrophilic) كونها قادرة على النمو في درجات حرارةٍ أقل من 15 درجة سيلسيوس أي حوالي 59 درجة فهرنهايت، وذلك أمرٌ مُتوقعٌ لأن متوسط الحرارة تحت سطح التربة في المناطق المُعتدلة يبلغ حوالي 12 درجة سيلسيوس أي قرابة 45 درجة فهرنهايت.
أما البكتيريا المعتدلة (Mesophilic) فهي تلك القادرة على النمو ضمن درجات حرارةٍ تتراوح بين 20 و45 درجة سيلسيوس بالرغم من مقاومتها لانخفاض الحرارة حتى 10 درجات سيلسيوس أيضًا، بينما تنمو البكتيريا المعتادة على الحرارة ضمن درجاتٍ أعلى من 60 سيلسيوس مثل تلك التي تعيش في الينابيع الحارة.
- درجة PH:
يعني هذا الرمز اختصارًا لدرجة الحموضة أو القلوية في بيئةٍ محددةٍ وتُعتبر من شروط نمو البكتيريا الأكثر أهميّةً، حيث تنمو أغلب أنواعها ضمن أوساطٍ تكون قيمة PH فيها طبيعية تتراوح بين 6.5-7.0، بينما تُبدي بعضها قدرةً على العيش والنمو في أوساطٍ ذات حموضةٍ مرتفعةٍ والبعض الآخر في أوساطٍ ذات حموضةٍ منخفضةٍ والتي تكون فيها قيمة PH أقل من 1.0، ولذلك تُدعى البكتيريا التي تعيش في الوسط الحمضي أليفة الحمض حيث تكون درجة حموضتها الداخلية قريبةً من الحد الطبيعي.
أحيانًا ينتج عن نمو بعض أنواع البكتيريا حمضًا يؤدي إلى تخفيض درجة الحموضة في الوسط المحيط بها، فيتوقف نموها إلا إن تعدّلت حموضتها الداخلية نتيجةً لسببٍ من الأسباب.
- الماء أو الرطوبة:
يُعتبر الماء من أهمّ شروط نمو البكتيريا ويلعب دورًا هامًا في نموّها من خلال عملية التناضح (Osmosis)، حيث ينتقل خلالها الماء عبر غشاء البكتيريا من المنطقة التي يكون فيها تركيز الماء أعلى إلى المنطقة ذات التركيز الأقل دون الحاجة للطاقة الناتجة عن عمليات الأيض، فانتقال الماء يحدث نتيجةً لوجود فرقٍ أو اختلافٍ في التركيز.
في البداية لا بدّ أن نوضح أن المحلول يتكون من مادةٍ مُذابةٍ ومادةٍ مُذيبةٍ، فمثلًا السكر (مادةٌ مُذابةٌ) ينحل في الماء (مادة مُذيبة) فيصبح محلولًا، وهنا يُقصد بالمادة المُذابة كل الشوارد والجزيئات المذابة في الماء لتُكون محلولًا ملحيًا يُؤثر تركيزه على عملية التناضح، وعلى نمو البكتيريا أيضًا.
فكلما كان تركيز المحلول الموجودة فيه البكتيريا أعلى كلما قلت قدرة جزيئات الماء الحرة على المرور عبر غشاء البكتيريا، وقد وُجد أن البكتيريا تعيش في ثلاث بيئاتٍ مختلفة الظروف هي البيئة متساوية التركيز والبيئة مرتفعة التركيز والبيئة منخفضة التركيز.
- يكون تركيز الماء والماد المُذابة داخل البكتيريا وخارجها نفسه في البيئة متساوية التركيز، وبالتالي يمر الماء عبر غشاء الخلية بعدلٍ متساوٍ داخل الخلية وخارجها.
- أما في البيئة مرتفعة التركيز يكون تركيز الماء أعلى خارج الخلية، بينما تركيز المادة المذابة هو الأعلى خارجها، فينتقل الماء من داخل الخلية إلى خارجها.
- وفي البيئة منخفضة التركيز يكون تركيز الماء أعلى خارج الخلية، وتركيز المادة المذابة أعلى داخلها، وبالتالي ينتقل الماء من خارج الخلية إلى داخلها.
يمكن القول أن معظم أنواع البكتيريا تحتاج للعيش في أوساطٍ متساويةٍ أو منخفضة التركيز لتتمكن من النمو بشكلٍ طبيعيٍّ، إلا أن أنواعًا قليلةً منها تغلّبت على البيئات ذات الظروف مرتفعة التركيز واستطاعت التأقلم معها والنمو فيها.
وتصنع البكتيريا طعامها إما عن طريق التركيب الضوئي باستخدام ضوء الشمس والماء وثاني أكسيد الكربون أو بواسطة التركيب الكيميائي باستخدام ثاني أكسيد الكربون والماء والمواد الكيميائية مثل الأمونيا والنيتروجين والكبريت وغيرها.
تحتاج البكتيريا إلى الرطوبة لتنمو، والأطعمة الموجودة على شكل مسحوق لا توفر البيئة أو الظروف اللازمة لنمو البكتيريا، لكن في اللحظة التي تتم فيها اضافة الماء الى ذلك المسحوق تبدأ البكتيريا بالنمو.
تتوقف البكتيريا عن النمو عند التبريد .
التبريد لا يقتل البكتيريا إنما يبطئ نموهم فقط.
من أهم الأماكن التي يمكن أن تتواجد فيها البكتيريا هي:
1- التربة الزراعية
2- المنتجات المختلفة .
3- البيئة.
لا تموت البكتيريا عندما يتم تبريدها أو تجميدها. إن درجات الحرارة المنخفضة تؤدي فقط إلى إبطاء عملية التمثيل الغذائي وبالتالي إبطاء معدل انقسامها.
وتتكاثر هذه البكتيريا بسرعة في درجة تتراوح بين 10 – 60 درجة مئوية ويفضل تخزين الطعام في أقل من 7 درجات في الثلاجة لأن ذلك يبطئ من نمو البكتيريا.
البكتيريا تتكون من خلية واحدة فقط، وعادة ما يكون طولها عدة ميكروميترات، وهم يتواجدون معًا بالملايين.
1-كانديدا أوريس (المبيضات أوريس) أحد أنواع الفطريات (الخمائر).
2-الزائفة الزنجارية صنفتها منظمة الصحة العالمية كواحدة من أكبر الأخطار التي تُهدد صحة الإنسان.
3-بكتيريا النيسرية البنية (مرض السيلان).
4-بكتيريا السلمونيلا .
5-الراكدة البومانية.
6-السل المقاوم للعقاقير.
وتشير التقديرات إلى أن حوالي 500 حتي 1000 أنواع البكتيريا تعيش في أمعاء الإنسان بينما تعيش أعداد مماثلة تقريبًا على سطح الجلد.
كلمة بكتيريا هي الجمع من كلمة بكتيريا في اللاتينية الجديدة، وتُرجمت للغة اليونانية من الكلمة اليونانية وتعني "قضيب أو عصا" لأن أول أنواع البكتيريا التي تم اكتشافها كانت على شكل عصا.