منحنى نمو الأحياء الدقيقة:
يختلف نمو الأحياء الدقيقة عنه في المختبر، ففي الطبيعة هنالك عدة عوامل تُؤثّر على نمو الأحياء الدقيقة من حيث توفر مقومات النمو كالغذاء والهواء وغيره. في حين أن الأحياء الدقيقة عندما تنمو في المختبر فإنَّها إذا صح القول تنمو في نظام مغلق (Closed System)، حيث أن كمية الغذاء محدودة ولا يوجد أيّ تصريف للفضلات ووجود الأحياء الدقيقة في مثل هذه البيئة المغلقة يُسمّى (Batch Culture).
فنمو الأحياء الدقيقة وخاصة تلك التي تنقسم بواسطة الإنشطار الثنائي (Binary Fission) في هذا النظام المغلق، حيث تكون كمية الغذاء محدودة ومع تزايد الأعداد لهذه الأحياء الدقيقة فكمية الغذاء تستهلك في مدة قصيرة كذلك، وأن تراكم فضلات الطعام تُؤدي إلى تغيير في تركيز أيون الهيدروجين، وبالتالي يُمكن أن تغير من حامضية وقاعدية الوسط الغذائي، الأمر الذي لا يلائم نمو الأحياء الدقيقة.
نمو الأحياء الدقيقة في هذه الأنظمة المغلقة ينقسم إلى أربع مراحل:
- المرحلة التحضيرية (Lag Phase).
- مرحلة اللوغارتم (Log Or Exponential Phase).
- المرحلة الثابتة (Stationary Phase).
- مرحلة الهلاك (Decline Phase)
1- المرحلة التحضيرية:
في هذه المرحلة البدائية حيث تنقل كمية قليلة من الأحياء الدقيقة المراد دراسة نموها إلى الوسط الغذائي الملائم والمعقم. ففي هذه المرحلة تبدأ الخلايا بإدخال ما تحتاجه من مواد غذائية، وذلك للبدء في بناء محتويات الخلية والإزدياد في الحجم، ولكن لا يوجد إنقسام في هذه الخلايا إلا في وقت متأخر من هذه المرحلة حيث تبدأ الخلايا في الإنقسام. فهذه المرحلة إذا جاز التعبير هي مرحلة جديدة تتكيف فيها الأحياء الدقيقة مع الوسط الغذائي الذي زرعت فيه.
أما من حيث مدة هذه المرحلة فتعتمد على عدة عوامل هي طبيعة وخصائص الأحياء الدقيقة التي زرعت من حيث: طبيعة الوسط الغذائي الذي نقلت منه إذا كان يشبه الوسط الغذائي الجديد أم لا ومن أيّ مرحلة نمو سابقة نقلت منه هذه الأحياء الدقيقة، فإذا ما نقلت من مرحلة النمو الرابعة فذلك يحتاج إلى وقت أطول حتى تستطيع الأحياء الدقيقة المنقولة (المزروعة) من استعادة حيويتها ومباشرة نشاطاتها البيولوجية. كذلك تعتمد هذه المرحلة على أعداد الأحياء الدقيقة التي نقلت إلى الوسط الغذائي الجديد.
2- مرحلة اللوغارتم:
في هذه المرحلة تبدأ الأحياء الدقيقة بالانقسام المنتظم وعلى فترات مجددة وتسير بالإمكانية القصوى لهذه الأحياء معتمدة على نوع الوسط الغذائي الذي توجد فيه وعلى ظروف النمو الأخرى المختلفة، فأهم خصائص هذه المرحلة هي تضاعف عدد الأحياء الدقيقة في فترة زمنية محددة وهذا ما يعطي نوع من الارتفاع المنظم في منحنى النمو إذا ما تم رسم لوغارتم أعداد الأحياء الدقيقة مقابل ساعات الحضانة (Incubation).
الخلايا في هذه المرحلة تكون في قمة النشاط الحيوي وإذا ما أخذت عينة من هذه المرحلة وزرعت في وسط غذائي جديد، فإنَّ المرحلة الأولى التحضيرية تكون قصيرة. تستخدم الأحياء الدقيقة في مثل هذه المرحلة للعديد من الدراسات الحيوية للخلية.
3- المرحلة الثابتة:
مرحلة الثبات هذه يكون فيها نوع من التعادل القريب بين أعداد الأحياء الدقيقة الجديدة وأعداد الأحياء الدقيقة الهالكة، حيث أن نسبة النمو في هذه المرحلة تبدأ بالانحصار بالمقارنة مع المرحلة السابقة، حيث يصل عدد البكتيريا على سبيل المثال إلى رقم عالٍ جداً 9^10 خلية في السنتيمتر المكعب الواحد، (الطحالب والفطريات والبروتوزوا قد لا تصل إلى هذا العدد الهائل) ونتيجة لذلك فإنَّ كمية الغذاء تأخذ بالنفاذ هذا من جهةK ومن جهة أخرى تتم في هذه المرحلة زيادة الفضلات الغذائية وهذين السببين يُؤديان إلى تناقص محدود في عدد الأحياء الدقيقة والذي يكون في نهاية بداية المرحلة الرابعة والأخيرة.
4- مرحلة الهلاك:
تتزايد الفضلات الغذائية في هذه المرحلة ويكون ذلك مصحوباً بتناقص شديد في متطلبات النمو كالغذاء والأكسجين خاصة إذا كانت الأحياء الدقيقة قيد الدراسة. وبهذا يقل النمو وتبدأ الأحياء الدقيقة بالتناقص في العدد.
