مورفولوجيا المستعمرة البكتيرية: الخصائص والأنواع - مادة الاحياء - 2025

إن مورفولوجيا البكتيريا الاستعمارية هي تلك السمات الوصفية التي تساعد علماء الأحياء الدقيقة على تحديد وإكمال "المظهر الجانبي" للأنواع البكتيرية القابلة للزراعة. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن العديد من أنواع البكتيريا الموجودة في وسط مهجّر يمكن تمييزها بسهولة من خلال خصائص مجاميعها الخلوية في شكل مستعمرات.

هذه الخاصية من المستعمرات البكتيرية يمكن رؤيتها بسهولة في وسط الاستزراع الصلب ، سواء تم "بذرها" أو تلقيحها بمزارع نقية (نوع منعزل واحد) أو بمزارع مختلطة (خليط من أنواع غير معروفة) ، وفي هذه الحالة تكون في كثير من الأحيان تستخدم كحرف لتحديد التصنيف.

الأشكال الاستعمارية المختلفة للمكورات العنقودية الذهبية (المصدر: New HanseN عبر ويكيميديا ​​كومنز)

إن مورفولوجيا المستعمرة البكتيرية متغيرة للغاية ، من وجهة النظر العيانية والميكروسكوبية ، وهي حقيقة يتم توضيحها من خلال مراقبة المستعمرات باستخدام الفحص المجهري الإلكتروني ، حيث يمكن تقدير التفاصيل المذهلة لبنيتها التحتية.

نظرًا لأن كل من البكتيريا والكائنات الدقيقة الأخرى قادرة على النمو على الأسطح الصلبة في شكل مستعمرات ، فإن معرفة خصائص هذا النوع من النمو مهمة جدًا لأولئك الذين يدرسون الميكروبات في بيئتهم الطبيعية وعلاقاتهم مع البيئة (" علماء البيئة الميكروبية ").

خصائص النمو الاستعماري

معظم أنواع البكتيريا التي تزرع في المختبر وتوجد في البيئات الطبيعية لديها القدرة على النمو في كل من الوسائط السائلة والصلبة.

في وسط سائل

عادة ما يتم "تتبع" النمو في الوسائط السائلة تجريبيًا من خلال قياسات الكثافة البصرية للثقافة بمرور الوقت.

تتكون هذه العملية من تلقيح وسط غذائي معقم بالأنواع البكتيرية ذات الأهمية ومراقبة الزيادة في "العكارة" بمرور الوقت ، والتي يتم تحديدها على أنها زيادة في الكثافة الضوئية ، والتي يتم قياسها بجهاز إلكتروني يسمى مقياس الطيف الضوئي..

بمجرد أن يتضح أن قيم الكثافة الضوئية عند طول موجة معين لا تزداد أكثر ، يقوم الباحث عادة برسم بياني للقيم التي تم الحصول عليها كدالة للوقت ويحصل على ما يعرف بمنحنى النمو البكتيري.

في المنحنيات التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة ، يمكن تمييز السلوك المنتظم بسهولة (لأنه يحدث عمليًا في جميع أنواع البكتيريا التي تم تحليلها) ، حيث تمت ملاحظة أربع مراحل محددة جيدًا:

- مرحلة "التأخر" أو التأخير.

- مرحلة لوغاريتمية أو أسية (نمو مفاجئ).

- مرحلة ثابتة (مجموعة المنحنى).

- مرحلة الموت (انخفاض في الكثافة البصرية).

في وسط صلب

يختلف النمو البكتيري في وسط صلب إلى حد ما عن الوسط السائل ، حيث لا تنتشر الخلايا في سائل متحرك ، بل تتجمع لتشكل مستعمرات محددة جيدًا.

عادة ، يكون النمو في الوسط الصلب أسرع نحو أقصى المستعمرة أو ، بعبارة أخرى ، تكون الخلايا التي تنقسم بنشاط أكبر في المحيط ، في حين أن الخلايا الموجودة في المنطقة الوسطى تكون أكثر "قديمة" ، فهي غير نشطة ويخضعون لعمليات التحلل الذاتي (الموت).

يعزو بعض المؤلفين هذه الاختلافات في النمو في المستعمرات إلى وجود تدرجات من الأكسجين والمغذيات وحتى المنتجات السامة التي تنتجها البكتيريا داخل المستعمرات ، مشيرين إلى أنه في أقصى الحدود توجد تركيزات أعلى من المغذيات والأكسجين عن باتجاه المركز.

بالنظر إلى أن حدود المستعمرات أقل سمكًا من الجزء المركزي ، ينتشر الأكسجين والمواد الغذائية بسهولة أكبر في هذه المناطق منها في الوسط ، حيث ، على العكس من ذلك ، تكون عمليات الانتشار بطيئة جدًا لدرجة أنها تمنع انقسام الخلية الفعال.

من المهم أيضًا التعليق على أن تعريف نمط مورفولوجي معين في مستعمرة بكتيرية هو عملية محكومة بدرجة عالية ، ليس فقط من الناحية الأيضية ، ولكن أيضًا فيما يتعلق بالتعبير الجيني ، وعمليات الاتصال بين الخلايا ، إلخ.

بالإضافة إلى ذلك ، يعتمد مورفولوجيا المستعمرة على العديد من العوامل البيئية مثل تكوين البيئة ودرجة الحرارة ونسبة الرطوبة وغيرها.

أنواع أشكال المستعمرات البكتيرية

يمكن تحليل مورفولوجيا المستعمرة البكتيرية من منظور مجهري (بالعين المجردة) أو مجهري (باستخدام أدوات المراقبة مثل المجاهر).

من وجهة النظر العيانية ، يمكن تحليل مورفولوجيا المستعمرات البكتيرية وفقًا لخصائص الشكل العام والارتفاع والهوامش أو الحواف.

أنواع التشكل التي يمكن أن تقدمها مستعمرة بكتيرية (المصدر: لم يتم توفير مؤلف يمكن قراءته آليًا. افترض إوين (بناءً على مطالبات حقوق النشر). عبر ويكيميديا ​​كومنز)

يتحقق تقدير الشكل العام وخصائص الحواف أو الحواف من خلال النظر إلى المستعمرات من الأسفل إلى الأعلى (عندما تزرع في طبق بتري ، في ظل ظروف خاضعة للرقابة) ؛ بينما يتم تمييز نوع الارتفاع من خلال النظر إلى المستعمرة في الجانب أو من الجانب ، مع إبقاء اللوحة في مستوى العين.

حسب شكله العام

في هذه الحالة ، يمكن أن تكون المستعمرات البكتيرية:

- المدببة: تلك التي تنمو كمجموعات صغيرة من النقاط قريبة من بعضها البعض.

- دائرية: هي مستعمرات موحدة للغاية ، مستديرة بالكامل.

- الخيطية: المستعمرات التي تنمو كخيوط تنبت من منطقة مركزية أو نواة.

- غير منتظم: تلك المستعمرات التي ليس لها أشكال محددة وغير متبلورة نوعًا ما.

- الجذور: كما يوحي الاسم ، تنمو هذه المستعمرات بشكل مشابه لجذور النبات.

- مغزلي الشكل: تلك المستعمرات التي لها شكل ممدود ، وكأنها قطع ناقص ، وقد امتدت حوافها طوليا.

حسب الهوامش أو الحدود

يمكن أن يكون للمستعمرات أنواع مختلفة من الهوامش أو الحدود ، من بينها:

- كل

- مجعد

- فصيص

- متآكلة

- خيطي

- مجعد (تلك التي تشبه حلقات الشجرة).

حسب ارتفاعها

أخيرًا ، اعتمادًا على ارتفاع تكتلات الخلايا البكتيرية على وسط صلب ، يمكن أن تكون المستعمرات:

- مسطح: الذين لديهم ارتفاع ضئيل أو بدون ارتفاع

- مرتفع: يبرزون قليلاً على السطح ، لكنهم يفعلون ذلك بطريقة منتظمة ، أي أن الارتفاع موحد في جميع أنحاء قطر المستعمرة.

- محدب: تلك التي ترتفع بشكل ملحوظ في المركز ، ولكن تظل هوامشها متصلة بالسطح.

- Pulvinate: الذي يشبه "القبة" التي تبرز بشكل بارز من السطح.

- Umbonadas: تلك المستعمرات التي لها حواف بارزة ولكنها تتميز "بإسقاط" كتلة أكبر من الخلايا باتجاه المركز ، واكتساب شكل مشابه للثدي ("الثدييات").

حسب الملمس

بالإضافة إلى الخصائص المذكورة ، يمكن للمستعمرات البكتيرية أن تقدم أيضًا قوامًا مختلفًا يمكن تقديره بالعين المجردة ، بطريقة تم فيها تحديد المستعمرات.

- ناعم ولامع

- الخام

- متجعد

- جاف أو مغبر في المظهر.

المراجع

1. ماتسوشيتا ، إم ، هيراماتسو ، إف ، كوباياشي ، إن ، أوزاوا ، ت. ، يامازاكي ، واي. ، وماتسوياما ، ت. (2004). تكوين مستعمرة في البكتيريا: التجارب والنمذجة. الأغشية الحيوية، 1 (4) ، 305-317.
2. ماتسوشيتا ، إم ، واكيتا ، جيه ، إيتوه ، إتش ، واتانابي ، ك. ، أراي ، ت. ، ماتسوياما ، ت. ،… وميمورا ، إم (1999). تشكيل أنماط مستعمرة من قبل مجموعة الخلايا البكتيرية. فيزياء أ: الميكانيكا الإحصائية وتطبيقاتها ، 274 (1-2) ، 190-199.
3. بريسكوت ، إتش ، وهارلي ، جي بي (2003). علم الاحياء المجهري. ماكجرو هيل للتعليم العالي ، 412-413.
4. شابيرو ، جا (1995). دلالات أنماط المستعمرات البكتيرية. Bioessays، 17 (7) ، 597-607.
5. شابيرو ، جا ، وتروباتش ، د. (1991). الأحداث المتتالية في تشكل مستعمرة البكتيريا. فيزيكا د: الظواهر غير الخطية ، 49 (1-2) ، 214-223.
6. Sousa، AM، Machado، I.، Nicolau، A.، & Pereira، MO (2013). تحسينات في تحديد مورفولوجيا المستعمرة نحو التنميط البكتيري. مجلة الطرق الميكروبيولوجية، 95 (3) ، 327-335.