Bakteriers vækst


Salmonella, fra United States Department of Health and Human Services

Ordet bakterie kommer af det græske baktêrion som betyder lille stav. Dette sælsomme navn er den givet af den tyske biolog Christian Gottfried Ehrenberg i 1828, men selve bakterien blev opdaget meget før, af den hollandske naturforsker, Antony van Leeuwenhoek allerede i 1676. Navnet skyldes formen på en af de type bakterier der findes, som man også i dag kalder stavformede. Men kort sagt er en bakterie en oftest encellet mikroorganisme uden cellekerne. De findes overalt, i luft, jord og vand. Nogle arter er sygdomsfremkaldende, andre er nødvendige i naturens kredsløb ved bl.a. at nedbryde organisk materiale. Bakterier regnes sammen med blågrønalger for et selvstændigt rige, Prokaryotae (før cellekerne). De kan have størrelser af stor variation, nogle er så små som en halv μm, mens andre kan man se med det blotte øje. Bakterier forplanter sig ved celledeling, således at en modercelle deler sig, og bliver til to nye datterceller, så derfor er det naturligt at antage at populationen af bakterier ville blive fordoblet hver gang, og det ville den i princippet også, men det skal dog nævnes, at ikke alle bakterierne overlever, og væksten er kun tilnærmelsesvist eksponentiel i starten.

En typisk cyklus for en bakteriepopulation:

A:     Er den indledende fase. Denne fase er karakteriseret ved at bakterierne tilvænner sig miljøet og gør sig klar til celledeling.

B:     Er den eksponentielle eller logaritmiske fase, altså en så kraftig tilvækst som muligt i populationen som følge af stor tilgang til energi.

C:     Stationære fase, altså ingen eller lille tilvækst/fald i populationen, som følge af stabil tilgang til energi, og hvor al energien er udnyttet/okkuperet.

D:                  Slutfasen, altså kraftigt fald i populationen, som følge af udtømte energidepoter/føde.

Hvis man starter med at se på forholdene for bakterierne som lever aerobt, kan man se den tydelige kraftige vækst i populationen, og væksten stopper ikke hvor grafen slutter, der var simpelthen for mange bakterier til at laboranterne magtede at tælle hver og én. Dette tyder på, at vi endnu befinder os i fase B, hvilket betyder at der endnu ikke er nogen begrænsninger på deres vækst, dog kunne man forestille sig, at på et tidspunkt ville reagensglasset blive fyldt med bakterier, altså ville vækstpladsen være eneste begrænsning. Kigger man derimod på bakterierne uden ilt bliver det straks mere interessant. Her kan man se, at der ved omkring 300 og 360 mg glukose sker en ændring. Kurven for bakteriernes vækst, som steg i starten, men slet ikke så eksplosivt som dem med ilt, flader ud, og vi nærmer os et stadie der minder om fase C. Jeg har defineret denne fase som en tilstand hvor energiniveauet er stabilt, altså at der lige netop er nok til at vedligeholde populationen – dette passer bare ikke i dette specifikke tilfælde – her var målelige mængder sukker tilbage. Det betyder at den begrænsning der måtte være på bakteriens vækst ikke kan være adgang til næring. På den anden side, kan det vel heller ikke være mangel på mangel af ilt, og skulle man forestille sig, at netop ilt (altså at der blev produceret ilt under nedbrydningen af sukker) var grunden til den manglende vækst, hvilket ville være antageligt da visse bakterier kun kan leve anaerobt, da ville denne forestilling ikke holde, da vi ved at Klebsilla aerogenes klarer sig fint i aerobe forhold. Så det eneste jeg kunne forestille mig som en hæmmer, er det restprodukt der udkommer af den anaerobe nedbrydning, om det måtte være alkohol (ethanol), en form for syre, eventuelt mælkesyre eller et andet giftigt substrat. Dette ville ikke være noget ukendt fænomen, eksempelvis findes der masser af bakterier på vinstokkens (Vitis vinifera) druer. Når disse (druerne/glukosen) gærer, kan bakterierne, som netop står for denne naturlige gæringsproces, og som danner alkohol, kun overleve ved alkoholniveauer på omkring 10-15 %, hvilket vil sige, at den anaerobe nedbrydning af druens sukker stopper, hvis alkoholmængden bliver for stor. Så i dette tilfælde, såvel som i vores, ville der her stadig være målelige mængder af sukker tilbage – men alkoholen, som er en gift for de fleste celler, er hæmmeren for bakteriernes vækst.