تأثير العوامل البيئية على نمو الأحياء الدقيقة

تأثير العوامل البيئية على نمو الأحياء الدقيقة:

يتأثّر نمو الأحياء الدقيقة بالعوامل الفيزيائية والكيميائية المحيطة بها وهنالك عدة عوامل يُمكن دراسة تأثيرها على نمو الأحياء الدقيقة. ومن تأثير العوامل البيئية على نمو الأحياء الدقيقة:

1. تركيز الأملاح (Salt Concentration).
   
2. تأثيرتركيز أيونات الهيدروجين (Effect Of PH).
   
3. تأثير الحرارة (Effect Of Temperature).
   
4. تأثير تركيز الأكسجين (Effect Of Oxygen Concentration).
   
5. تأثير الضغط (Effect Of Pressure).
   
6. تأثير الإشعاع (Effect Of Radiation).
   
7. مثبطات النمو الكيماوية (Chemical Growth Inhibitors).
   

أولاً: تركيز الأملاح

إنَّ خلايا الأحياء الدقيقة تنفصل عن البيئة المحيطة بها بواسطة الغشاء البلازمي ذو النفاذية الخاصة، ولكن بالرغم من ذلك فإنَّها تتأثّر بزيادة الضغط الإسموزي حول الخلايا. إذا وضعت الأحياء الدقيقة في بيئة مائية تقل فيها نسبة الأملاح في خارج الخلايا عنه في داخل الخلايا (Hypnotic)، فهذا يُؤدي إلى خروج الماء من الخلايا، الأمر الذي يُؤدي إلى إنكماشها (Shrinkage).

الأحياء الدقيقة تختلف عن بعضها البعض في مقاومة الضغط الإسموزي فبعضها كمعظم أنواع البكتيريا والطحالب والفطريات تحتوي على جدار خلوي يُساعد بعض الشيء في الحفاظ على شكل خلايا هذه الأحياء الدقيقة، ولكن لكل نوع من الأحياء الدقيقة مقدرته الذاتية على مقاومة الأملاح وتراكيزها خارج الخلية فمثل هذه الأحياء الدقيقة تُنتج بعض العناصر في داخل الخلية التي من شأنها الحفاظ على الضغط الأسموزي على جانبي الغشاء البلازمي.

إنَّ الأحياء الدقيقة التي تستطيع العيش في محلول ملحي عالي التركيز تُسمّى بالأحياء الدقيقة مقاومة الأملاح (Halo tolerant Microorganisms)، والمثال لهذا النوع من الأحياء الدقيقة هي البكتيريا الكروية العنقودية (Staphylococci)، حيث يُمكن العيش في وسط ملحي يصل تركيزه إلى 5-7% وتعيش أيضاً في الأوساط الغذائية العادية.

كذلك فإنَّ هنالك أحياء دقيقة لا تستطيع العيش إلا في وسط غذائي عالي الملوحة وتُسمّى ب (Halophiles)، مثل هذه الأحياء الدقيقة هي تلك التي توجد في مياه البحار والمحيطات المالحة حتى البحر الميت، فإنَّ هنالك بعض أنواع البكتيريا (Halo bacterium)، وكذلك أنواع الطحالب (Dunaliella Salina)، قد فصلت منه.

ثانياً: تأثير تركيز أيونات الهيدروجين

سالب لوغاريتم تركيز أيونات الهيدروجين يُدعى (PH). وهذا ما يُؤثّر على حامضية أو قاعدية المحلول المحيط بخلايا الأحياء الدقيقة. مُعظم الأحياء الدقيقة تحبذ العيش في المحيط متعادل الحامضية والقاعدية بينما توجد كذلك بعض الأحياء الدقيقة التي تعيش في جو حامضي، حيث يوجد كثيراً في المياه الساخنة الحامضة حيث تصل درجة (PH) فيها إلى ما بين 1-3 درجة مئوية؛ ومثال على ذلك البكتيريا المُسمّاة (Thiobacillus)، وتُسمّى هذه الأحياء الدقيقة التي تعيش في هذا الوسط الحامضي ب (Acidophiles).

توجد بعض الأحياء الدقيقة التي تحبذ العيش في محيط قاعدي وتُسمّى (Alkalophiles)، ومثال على ذلك بكتيريا الكوليرا (Vibrio Cholera).

ثالثاً: تأثير الحرارة

خلايا الأحياء الدقيقة كسائر الخلايا تتأثّر بالحرارة نزولاً وصعوداً. بصفة عامة فإنَّ درجات الحرارة تُؤثّر على عديد من الأنزيمات في الخلايا، بحيث أن سرعة التفاعلات الكيميائية تتضاعف لارتفاع عشر درجات مئوية. وكذلك وإنَّ الارتفاع الحاد في درجات الحرارة يُؤدي إلى تغير في طبيعة البروتينات الموجودة في الخلية بما في ذلك الإنزيمات (Denaturation)، والأغشية الخلوية.

إنَّ نمو الأحياء الدقيقة يتأثّر كلَّما زادت أو نقصت درجة الحرارة. في حين أن هناك درجة إعتدال تُحبذها خلايا هذه الأحياء حيث يبلغ معدل النمو قمته عند هذه الدرجة والتي تُسمّى درجة النمو المثالي (Optimum Temperature).

رابعاً: تأثير تركيز الأكسجين

إنَّ الأحياء الدقيقة التي تعيش في وجود الأكسجين تُسمّى أحياء دقيقة هوائية (Aerobic). بينما التي تعيش في الجو خالي من الأكسجين تُسمّى أحياء دقيقة لا هوائية (Anaerobic)، بينما التي تعيش في جو خالي من الأكسجين للنمو بشكل أكبر إذا ما وجد الأكسجين فهذه الأحياء الدقيقة تُسمى (Facultative Anaerobes).

هناك بعض الأحياء الدقيقة الهوائية التي لا تستطيع العيش تحت نسبة الأكسجين العادية الموجودة وهي 20%، بينما تُحبذ العيش في جو يحتوي على نسبة أقل من الأكسجين من 2-10% وتُسمّى هذه الأحياء الدقيقة ب (Microaerophiles).

خامساً: تأثير الضغط

العديد من الأحياء الدقيقة تعيش على سطح الأرض أو الماء حيث يكون مُعرضاً لواحد ضغط جوي في حين أن هنالك أنواع من البكتيريا تعيش في أعماق البحار حيث تتعرض للضغط الجوي يعادل من (600-1000)، حيث تكون درجة الحرارة (2-3) درجة مئوية. وتحت هذه الظروف فإن هذه الأحياء الدقيقة تتحمل ضغط شديد يُسمى (Hydrostatic Pressure)، وهذه الأنواع التي تستطيع العيش تحت هذه الظروف البيئية (Barophilic Microorganisms).

سادساً: تأثير الإشعاع

إنَّ الشمس هي مصدر كبير للإشعاع حيث تحتوي على الضوء المرئي (Visible)، وغير مرئي (Invisible)، كالأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة الحمراء أوأشعة إكس أوأشعة جاما. إنَّ العديد من الإشعاعات الكهرومغناطيسية مُضرة بالأحياء الدقيقة وخاصة الإشعاعات المتأينة (Ionizing Radiation).

إنَّ العديد من التغيرات يُمكن أن تحدث داخل الخلايا نتيجة لتعرضها للإشعاعات المتأينة مثل تحطيم روابط الهايدروجين، أكسدة الروابط الثنائية، تحطيم العديد من المركبات العضوية حلقية الشكل وإلى تجميع العديد من الجزيئات. فكل هذه التغيرات أو بعضها تُؤدي إلى نهاية الخلية وتحطيمها.

سابعاً: مثبطات النمو الكيماوية

بالإضافة إلى مُعظم العوامل الفيزيائية الأخرى، والتي تتحكّم في نمو الأحياء الدقيقة فإنَّ هناك بعض المواد الكيماوية التي تُؤثّر على نمو ووجود الأحياء الدقيقة. فإذا ما أضيفت هذه المواد الكيماوية بشكل مخفف فإنَّها تُؤدي إلى تثبيط النمو ولكن إذا ما أضيفت بشكل مركز (تبعاً لنوع المواد الكيماوية)، فإنَّها تُؤدي إلى قتل الأحياء الدقيقة وتعقيم الوسط المراد تعقيمه.

إضافة إلى هذه المواد الكيماوية فإنَّ هنالك العديد من المضادات الحيوية (Antibiotics)، التي تفرزها بعض الأحياء الدقيقة ويتأثّر بها بعض آخر، فتعتبر هذه المضادات الحيوية أحد دفاعات الأحياء الدقيقة عن نفسها ضد غيرها وقد استطاع الإنسان الإستفادة منها لعلاج بعض الأمراض المسببة من قِبَل بعض الأحياء الدقيقة الحساسة لهذه المواد.