bakterier

Dyrkning af bakterier

© FOCI

Bakterier. En laborant poder en række petriskåle med bakteriekulturer. Forsøget skal vise, om bakteriernes vækst hæmmes af forskellige antibiotika, angivet ved pladernes farver.

For at dyrke bakterier må man kende deres vækstkrav. Normalt dyrkes bakterier i reagensglas eller kolber i et flydende næringssubstrat eller på et fast substrat i en såkaldt petriskål. Substratet er en steril, vandig opløsning af en kulstofkilde (fx glukose), en kvælstofforbindelse, fosfat, sulfat samt metalioner, fx kalium, magnesium, jern og zink. Mange bakterier kræver tilsætning af specielle vækststoffer, fx vitaminer, aminosyrer eller blod, for at kunne vokse. Det flydende substrat kan stivnes vha. agar, der opløses ved kogning og størkner ved afkøling. Bakterierne spredes ud over det faste agar-substrat, og de bakterier, der kan dele sig, vil danne kolonier, som bliver synlige, ofte i løbet af 24 timer. Hvis substraterne opbevares i (atmosfærisk) luft, er det kun aerobe bakterier, der kan vokse. For at dyrke anaerobe bakterier må substraterne opbevares iltfrit. Man kender nu vækstkravene for mange sygdomsfremkaldende bakterier, hvorfor disse er lette at dyrke på bestemte agarsubstrater. For en meget stor del af de bakterier, som findes i naturen, kendes vækstkravene ikke, og de kan derfor endnu ikke dyrkes i laboratoriet. I andre tilfælde kan man benytte særlige substrater, der kun giver mulighed for, at netop disse bakterier vokser. På substrater uden kvælstof kan der kun vokse kvælstofbindende bakterier. På uorganiske substrater kan der kun vokse fototrofe bakterier eller bakterier, der får energi ved at ilte fx ammoniak eller svovlbrinte.

Mikroskopi

For at se de enkelte bakterier må man benytte sig af mikroskopi. Da bakterier kun er få gange større end lysmikroskopets opløsningsevne, kan man ikke se strukturdetaljer i bakterier ved lysmikroskopi; hertil skal bruges elektronmikroskop. Farvning gør det lettere at se bakterier i lysmikroskop. Her er det især den metode, der i 1884 blev opfundet af den danske læge Christian Gram, som stadig bliver meget brugt. Ved gramfarvningen udstryges bakterierne på et objektglas og dækkes først i få minutter med en opløsning af krystalviolet, derefter med en jod-jodkalium-opløsning, og til sidst affarves der med alkohol. Nogle bakterier beholder den blå-violette farve og kaldes grampositive, andre affarves og kaldes gramnegative. Det er forskellen i opbygningen af cellevæggen, der giver variationen i farvningen.

Produktionsmåling

I økologiske studier af have og søer kan bakteriers produktion af ny biomasse måles. Dette gøres ved at indbygge radioaktive stoffer i bakterier i vandprøver, fx radioaktivt thymidin, der indbygges i DNA, eller radioaktivt leucin, der indbygges i protein. Derefter måles den indbyggede mængde radioaktivitet, som omregnes til produktion af nyt cellemateriale, idet man kender DNA- og proteinmængden i en bakteriecelle. I havet er bakterieproduktionen gennemsnitlig i størrelsesordenen 20% af primærproduktionen.

Taksonomi

Inddelingen af bakterier i slægter og arter har gennemgået en stærk udvikling i takt med, at vort kendskab til mikroorganismerne er øget. Oprindelig var gramfarvning og mikroskopi vigtig. Bakteriernes vækstkrav har også haft stor betydning for artsinddelingen af bakterier ligesom deres evne til at udnytte forskellige sukkerarter. Yderligere er udseendet af bakteriekolonier ved vækst på et fast substrat af vigtighed for bakteriernes identifikation. Ved den moderne, computerbaserede Numerisk Taksonomi sammenligner man talrige af disse vækstparametre for at karakterisere forskellige bakteriearter. Ved mange klinisk relaterede undersøgelser har en immunologisk karakterisering af bakterier spillet en stor rolle.

© FOCI

Bakterier. Campylobacter jejuni, som kan forårsage fødevareforgiftning, især hos børn og unge. Det er spiralformede bakterier (spiriller). Forstørrelse ca. 2400×.

I nyere tid har nukleotid-sammensætningen af bakteriers DNA også spillet en central rolle, men nu er det dog især opbygningen af ribosomalt RNA, der danner grundlag for analysen af bakteriernes slægtskab.

Ud over bakterier omfatter de prokaryote organismer endnu to betydningsfulde grupper af mikroorganismer, nemlig cyanobakterier (blågrønalger) og Archaea. De sidste anses for at være Jordens ældste, mest oprindelige organismer. Archaea ligner i udseende og biologi bakterier og kaldes også arkebakterier, men de er i en række træk stærkt afvigende fra de egentlige bakterier (eubakterier). De udgør, parallelt med eubakterier og eukaryoter, en af de tre hovedinddelinger af det levende. Cyanobakterier adskiller sig fra de øvrige bakterier ved ligesom planter at indeholde klorofyl a og ved at frigøre ilt under fotosyntesen. Man henregnede dem tidligere til planterne, men man ved nu, at de er eubakterier.

Læs også om bakteriesygdomme i landbrugsplanter.