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.

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.

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.

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.

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.

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.