„Za přísně definovaných a dodržovaných laboratorních podmínek si živá bytost dělá, co chce.“ Podoba kolonie je daná proměňováním celku, metamorfózou. Kolonie má minimální vlastnosti těla, takové ty jednoduché očekávatelné, v našem případě je to zabrání místa, tj. velikost a k ní patřící zjevnost. K této zjevnosti patří vyhmatávání, jestli má nebo nemá ke svému projevu místo a jaký ten projev je. Proto je místo změřeno - obsazeno - dohodnuto dřív, než je tělo realizováno. Ještě větší úsilí, jak má tělo vypadat, je rozhodnutí, zda vůbec být, rozhodnutí, zda vůbec v porostu tělo udělám, nebo ne.
Růst a komunikace kolonií
Bakterie navzájem komunikují v rámci těla kolonie a kolonie komunikují také mezi sebou a upravují svůj růst a morfogenezi podle toho, kolik místa je pro růst k dispozici, zda se tam vyskytují sousedi a jací. Růst kolonií lze založit dvěma způsoby: při výsevu naředěné kultury se jednotlivé buňky octnou na misce dost daleko od sebe; při sázení se hustá suspenze buněk definovaně usadí na malou plochu. Buňky se v obou případech začnou dělit a zakládají kolonii, která je po pár hodinách nebo dnech vidět pouhým okem.
Studie pojímá bakterie jako primárně mnohobuněčné organismy, které v průběhu svého růstu prodělávají ontogenezi s citlivými „embryonálními“ stádii. Na katedře filosofie a dějin přírodních věd PřF UK dává tým vedený doc. A. Markošem přednost kultivaci a studiu morfologie bakteriálních makrostruktur na Petriho misce, „on the dish“. Modelové pokusy na tak jednoduché úrovni, jakou jsou bakteriální konsorcia, umožňují formulovat jisté hypotézy ohledně povahy živých organismů obecně. Předně není nikdy možné uvažovat o jednotlivci mimo působení jeho vnějšku.
Laboratorní izolace a identifikace
Určení bakteriálního druhu je nezbytné, jak pro vědeckou práci, tak pro praxi, kdy se musí mikroflóra vzorku diferencovat, vyizolovat a přesně identifikovat. V běžné diagnostické praxi je možno postup identifikace obecně rozdělit do čtyř fází: Izolace čisté kultury. Mikroskopické vyšetření. Kultivační vyšetření. Biochemická diagnostika.
Izolace čisté kultury
Základní podmínkou pro úspěšnou identifikaci mikroorganismu je izolace čisté kultury. Nejjednodušší způsob izolace je opakované frakcionované očkování. Jako výchozí materiál se volí samostatná kolonie typických vlastností.
Kultivační a biochemické vlastnosti: Kultivačním vyšetřením se zjišťuje charakter růstu v tekutých a polotuhých půdách, typ kolonií a pigmentace. Při posuzování bakteriálních kolonií narostlých na tuhých půdách na Petriho miskách si všímáme následujících znaků: Znak - Možnosti popisu: Velikost, Tvar, Povrch, Profil, Konzistence. Mikroskopické a makroskopické morfologické znaky samy o sobě nestačí k dokonalému určení. Mnohem více informací poskytují vlastnosti vyplývající z rozdílné enzymové výbavy jednotlivých skupin mikroorganismů. Používají se k tomu biochemické testy založené na stanovení přeměn uhlíkatých a dusíkatých substrátů, na průkazu typických enzymů a na důkazu specifických metabolitů.
(Pokračování tématu kultivace a identifikace zahrnuje i klasifikaci médií a význam univerzálních versus selektivních médií, dále pak detaily o indikátorových bakteriích a o kvalitativních limitech pro pitnou i koupací vodu.)
Kultivační a biochemické testy v praxi
Koliformní bakterie slouží jako indikátor obecného bakteriálního znečištění. Při jejich nálezu se rapidně zvyšuje pravděpodobnost žaludečních a střevních problémů. Koliformní bakterie představují saprofytické bakterie, osídlující střevní trakt, ale žijící běžně i v půdě. Escherichia coli a její kmeny jsou běžnou součástí gastrointestinálního traktu, především sliznice tlustého střeva člověka i všech savců. Do určité míry mohou představovat prospěšné i patogenní kmene. Enterokoky jsou grampozitivní kokovité bakterie, které jsou součástí přirozené mikroflóry a nacházejí se ve vodách, půdě i na rostlinách. Při mikrobiologickém vyšetření bývají izolovány z povrchových a odpadních vod, půdy, rostlin, krmiv i potravin. Případy koliformních bakterií jsou řešeny i v legislativních normách a ukazují na kvalitu pitné vody i procesu dezinfekce.
Indikátorové bakterie a jejich definice
Do HPC (heterotrophic plate count) skupiny patří bakterie obývající různé prostředí a vykazující růst mezi 20 a 37 °C. Indikátorové bakterie se vyznačují různým rozsahem teplot a často se kultivují na masopeptonovém agaru. Koliformní bakterie tvoří kolonie ve 24 hodin na 36 ± 2 °C s laktózou, bez spór, gramnegativní tyčinky. E. coli je definována jako koliformní bakterie, které produkují indol z tryptofanu a mohou být detekovány také pomocí enzymu b-D-glukuronidázy s fluorescencí. Do roku 2004 byla definice koliformních bakterií širší, dnes se vyvažuje s ohledem na moderní analytické metody.
Konkrétně pro pitnou vodu a koupaliště se sledují různé ukazatele, například E. coli, termotolerantní koliformní bakterie, intestinální enterokoky, koliformní bakterie a Clostridium perfringens. Při vyhodnocování kontaminace se zohledňuje i původ mikroorganismů - mohou pocházet z trávicího traktu, nebo z prostředí, vody či půdy. Různé rody bakterie se liší svým fyziologickým profilem a stanovené limity pro pitnou vodu se liší podle konkrétních vyhlášek a norem.
Bacterial Colony Morphology with Live Examples
Vědecké modely a experimenty ukazují, že bakterie mohou vytvářet makroskopické struktury a konsorcia, která fungují jako celek, a že pochopení těchto struktur pomáhá porozumět obecným principům života mikroorganismů. V čistých axenických kulturách lze pozorovat, jak dvě kmeny Serratia a E. coli interagují, vytvářejí charakteristické kolonie a následně chiméry, které si zachovávají svou identitu i v rámci společného média. Chiméra je bakteriální struktura vznikající v gnotobiotických podmínkách a ukazuje, jak spolu mohou bakterie spolupracovat, soupeřit a ovlivňovat růst druhého partnera.
Celkově lze říci, že studium kolonií a jejich tvarů v nateru spolu s identifikací na základě kultivačních a biochemických metod poskytuje komplexní pohled na mikroorganismy jako na dynamické, interagující struktury, které mohou fungovat jako individuální jednotky i jako kooperativní společenství.