MORFOLOGIA COLONIAL BACTERIANA: CARACTERÍSTIQUES I TIPUS - BIOLOGIA - 2025

La morfologia colonial bacteriana són aquelles característiques descriptives que ajuden els microbiòlegs a determinar i completar el "perfil" d'una espècie bacteriana cultivable. Cal tenir present que molts tipus de bacteris en un medi agarizado poden ser fàcilment distingibles per les característiques dels seus agregats cel·lulars en forma de colònies.

Aquest atribut de les colònies bacterianes és fàcilment visible en mitjans de cultiu sòlids, bé s'hagin "sembrat" o inoculat amb cultius purs (una sola espècie aïllada) o amb cultius mixtes (una barreja d'espècies desconegudes), en el cas moltes vegades es empra com a caràcter per a la identificació taxonòmica.

Diferents morfologies colonials de Staphylococcus aureus (Font: New Hansen via Wikimedia Commons)

La morfologia d'una colònia bacteriana és molt variable, tant des del punt de vista macroscòpic com microscòpic, fet que es demostra a partir de l'observació de colònies mitjançant microscòpia electrònica de rastreig, on poden apreciar-se detalls sorprenents de la seva ultraestructura.

Ja que tant els bacteris com altres microorganismes són capaços de créixer sobre superfícies sòlides en forma de colònies, el coneixement de les característiques d'aquest tipus de creixement és molt important per a aquells que estudien microbis en el seu entorn natural i les seves relacions amb l'ambient (" ecòlegs microbians ").

Característiques de el creixement colonial

La major part de les espècies de bacteris que són cultivades en un laboratori i que es troben en els ambients naturals tenen la capacitat de créixer tant en mitjans líquids com en mitjans sòlids.

Enmig líquid

El creixement en mitjans líquids usualment és "seguit" experimentalment a través de mesuraments de la densitat òptica de l'cultiu a través del temps.

Aquest procés consisteix a inocular un medi nutritiu estèril amb l'espècie bacteriana d'interès i fer un seguiment en el temps de l'augment de "terbolesa", que és determinat com un augment de la densitat òptica, la qual es mesura amb un aparell electrònic anomenat espectrofotòmetre.

Un cop s'evidencia que els valors de densitat òptica a determinada longitud d'ona no augmenten més, l'investigador usualment gràfica els valors obtinguts en funció de el temps i obté el que es coneix com una corba de creixement bacterià.

En les corbes així obtingudes és fàcilment apreciable un comportament regular (perquè es dóna pràcticament en totes les espècies de bacteris analitzades), ja que s'observen quatre fases ben definides:

- Una fase "lag" o de retard.

- Una fase logarítmica o exponencial (de creixement brusc).

- una fase estacionària (plató de la corba).

- una fase de mort (disminució de la densitat òptica).

Enmig sòlid

El creixement bacterià en medi sòlid és un tant diferent que en medi líquid, ja que les cèl·lules no estan disperses en un fluid en moviment, sinó que s'agreguen formant colònies ben definides.

Normalment, el creixement en medi sòlid és més ràpid cap als extrems de la colònia o, en altres paraules, les cèl·lules que es divideixen més activament són a la perifèria, mentrestant les que són a la regió central són més "antigues", són inactives i pateixen processos d'autòlisi (mort).

Alguns autors atribueixen aquestes diferències de creixement en les colònies a l'existència de gradients d'oxigen, de nutrients i fins i tot de productes tòxics produïts pels bacteris a l'interior de les colònies, afirmant que cap als extrems hi ha més concentracions de nutrients i d'oxigen que cap al centre.

En vista que les vores de les colònies són de menor gruix que la porció central, l'oxigen i el material nutritiu difonen més fàcilment en aquestes zones que al centre, on, per contra, els processos de difusió són tan lents que impedeixen una divisió cel·lular eficient.

És important comentar, a més, que la definició d'un patró morfològic donat en una colònia bacteriana és un procés summament controlat, no només metabòlicament, sinó també en relació amb l'expressió de gens, amb els processos de comunicació intercel·lular, etc.

A més, la morfologia d'una colònia depèn de nombrosos factors ambientals com la composició de l'mig, la temperatura, percentatge d'humitat, entre d'altres.

Tipus de formes de les colònies bacterianes

La morfologia d'una colònia bacteriana pot analitzar des d'una perspectiva macroscòpica (a ull nu) o microscòpica (valent-se d'instruments d'observació com els microscopis).

Des del punt de vista macroscòpic, la morfologia de les colònies bacterianes pot analitzar-se en funció de les característiques de la forma general, de l'elevació i dels marges o vores.

Els tipus de morfologia que pot presentar una colònia bacteriana (Font: No machine-readable Autor provided. Ewen assumed (based on copyright claims). Via Wikimedia Commons)

L'apreciació de la forma general i de les característiques dels marges o vores s'aconsegueix mirant les colònies de baix a dalt (quan aquestes estan cultivades en una placa de Petri, en condicions controlades); mentre que el tipus d'elevació es distingeix el mirar la colònia de perfil o de costat mantenint la placa a l'alçada dels ulls.

Segons la seva forma general

En aquest cas, les colònies bacterianes poden ser:

- puntiformes: aquelles que creixen com petits agregats de punts propers entre si.

- Circulars: són colònies molt uniformes, completament rodones.

- filamentoses: les colònies que creixen com filaments que es projecten des d'una regió central o nucli.

- Irregulars: aquestes colònies que no tenen formes definides i que són més aviat amorfes.

- rizoides: com el seu nom indica, aquestes colònies creixen de forma semblant a les arrels d'una planta.

- Fusiformes: aquelles colònies que presenten una forma allargada, com si es tractés d'una el·lipse les vores han estat estirats longitudinalment.

Segons els marges o vores

Les colònies poden presentar diferents tipus de marges o vores, entre els quals destaquen:

- Enter

- Ondulat

- lobulat

- Erosionat

- filamentós

- Arrissat (aquells que es veuen com els anells d'un arbre).

Segons la seva elevació

Finalment, segons l'elevació que presentin aquests agregats cel·lulars bacterians sobre un mitjà sòlid, les colònies poden ser:

- Planas: les que tenen poca o cap elevació.

- Elevades: es projecten lleugerament sobre la superfície, però ho fan de manera regular, és a dir, l'elevació és uniforme en tot el diàmetre de la colònia.

- convexes: les que eleven més notòriament en el centre, però els marges romanen més aviat adossats a la superfície.

- Pulvinadas: les que s'assemblen a un "dom" que sobresurt de la superfície prominentment.

- Umbonadas: aquelles colònies que presenten vores elevats però que es caracteritzen per "projectar" una major massa de cèl·lules cap al centre, adquirint una forma similar a una mama ("mamiliforme").

segons textura

A més de les característiques esmentades, les colònies bacterianes també poden presentar textures diferents que poden ser apreciades a simple vista, de manera tal que s'han definit les colònies

- Suaus i brillants

- rugoses

- arrugades

- Seques o amb aspecte polsegós.

referències

1. Matsushita, M., Hiramatsu, F., Kobayashi, N., Ozawa, T., Yamazaki, I., & Matsuyama, T. (2004). Colony formation in bacteri: experiments and modeling. Biofilms, 1 (4), 305-317.
2. Matsushita, M., Wakita, J., Itoh, H., Watanabe, K., Arai, T., Matsuyama, T.,… & Mimura, M. (1999). Formation of colony patterns by a bacterial cell population. Physica A: Statistical Mechanics and its Applications, 274 (1-2), 190-199.
3. Prescott, H., & Harley, JP (2003). Microbiology. McGraw Hill Higher Education, 412-413.
4. Shapiro, JA (1995). The significances of bacterial colony patterns. Bioessays, 17 (7), 597-607.
5. Shapiro, JA, & Trubatch, D. (1991). Sequential events in bacterial colony Morphogenesis. Physica D: Nonlinear Phenomena, 49 (1-2), 214-223.
6. Sousa, AM, Machado, I., Nicolau, A., & Pereira, MO (2013). Improvements on colony morphology identification towards bacterial profiling. Journal of microbiological methods, 95 (3), 327-335.