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Las bacterias pueden habitar en casi todos los entornos de la Tierra, desde la tundra desértica hasta las selvas tropicales. Esta capacidad de colonizar nichos muy diferentes se debe a su adaptabilidad y a su gran diversidad metabólica, que les permite utilizar una amplia variedad de moléculas para la generación de energía. Es esta enorme variedad de diversidad la que conduce al fenómeno de que menos del 1% de las especies bacterianas del planeta se consideran cultivables, y esto solo es posible gracias a la comprensión de sus necesidades metabólicas y ambientales específicas.
La realización de manipulaciones de los medios y el entorno en el laboratorio no solo permite a los investigadores experimentar para encontrar las condiciones óptimas para el cultivo de una especie de interés, sino que también permite el enriquecimiento, el proceso de cambiar las condiciones para seleccionar especies específicas de un cultivo mixto. Algunas especies microbianas son generalistas y capaces de tolerar una amplia variedad de estados o entornos. Tales organismos pueden crecer fácilmente en condiciones de laboratorio, pero también se les puede impedir que crezcan si se les da un hábitat extremo, lo que puede ayudar si el objetivo es enriquecer para organismos de una cultura mixta que son tolerantes a esta condición.
Los organismos fastidiosos pueden ser cultivables, pero sólo cuando se cumplen condiciones específicas. Las especies de Neisseria o Haemophilus, por ejemplo, requieren medios que contengan glóbulos rojos parcialmente descompuestos y una alta concentración de dióxido de carbono, lo que también puede desalentar el crecimiento de otras especies. Los extremófilos reciben su nombre por su preferencia por condiciones extremas, como temperaturas muy bajas o altas, condiciones reducidas o sin oxígeno, o en presencia de alto contenido de sal. Es probable que estas condiciones sean intolerables para la mayoría de los otros microbios.
Para enriquecer aún más un organismo de interés, algunos tipos de medios contienen indicadores que dan una idea del metabolismo del organismo. El agar sal de manitol inhibe el crecimiento de organismos sensibles al alto contenido de sal. Por lo general, las bacterias gram negativas no pueden sobrevivir, pero el género Staphylococcus grampositivo puede prosperar. Además, el agar MSA indica cualquier colonia capaz de fermentar manitol porque los subproductos ácidos de la fermentación convertirán el indicador de rojo de metilo en el medio a un amarillo brillante. Esto puede permitir una selección más específica de una especie.
Otro medio de enriquecimiento común, el azul de metileno de eosina, contiene colorantes de eosina y azul de metileno, que son tóxicos para los organismos grampositivos. También contiene lactosa y bacterias en estas placas que pueden fermentarse, lo que producirá ácidos que reducen el pH, lo que fomenta la absorción del tinte. Estas colonias absorben grandes cantidades de pigmento y tienen un aspecto oscuro y metálico. En este laboratorio, cultivará cuatro organismos de prueba diferentes en tres condiciones de medio diferentes y luego en condiciones aeróbicas frente a anaeróbicas antes de observar su desarrollo.
Antes de comenzar el experimento, lávese bien las manos y séquelas, antes de ponerse guantes de laboratorio del tamaño adecuado. A continuación, esterilizar la superficie de trabajo con lejía al 5%, limpiándola a fondo. A continuación, tome un asa de inoculación estéril y colóquela con el asa en un matraz vacío de 125 mililitros para que no toque la superficie del banco. Luego, del refrigerador, reúna cuatro platos de agar sal de manitol, o MSA, cuatro platos de agar azul de metileno eosina, EMB y ocho platos de agar de soja tríptico, o TSA. El medio TSA es un medio de crecimiento no selectivo que se utilizará para las dos condiciones ambientales diferentes. Por último, reúna sus culturas de interés en un estante de tubos. Aquí se cultivarán Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermis y Proteus vulgaris.
Para empezar, enciende un mechero Bunsen, que se utilizará para esterilizar las herramientas. Luego, coloque una placa MSA, una placa EMB y dos placas TSA a mano. A continuación, seleccione uno de los cultivos bacterianos. Inocularás las cuatro placas con el primer cultivo. Con la mano libre, recoja el asa de inoculación y luego esterilícelo en la llama del quemador hasta que brille de color naranja durante un par de segundos. Deje que el lazo se enfríe en el aire. Luego, abra el tubo de cultivo de caldo y flamee rápidamente la abertura. Sumerja el bucle en el cultivo y luego coloque el organismo en el primer cuadrante de la primera placa. A continuación, vuelva a esterilizar el bucle con llama y raye el segundo cuadrante. Repita esta acción de esterilización con llama y luego rayado para completar el tercer y cuarto cuadrante. El rayado de esta manera debería proporcionar colonias aisladas y también permitir la confirmación de que el cultivo no está contaminado.
Ahora, vuelva a colocar la tapa y etiquete la parte inferior del plato con el nombre de la bacteria, el tipo de medio, la fecha y sus iniciales. Luego, repita el recubrimiento de rayas usando el mismo cultivo bacteriano para cada una de las tres placas restantes, teniendo cuidado de etiquetarlas cada vez. Ahora que se ha rayado el primer cultivo, repita estos pasos para las otras bacterias para obtener una placa MSA inoculada, una placa EMB y dos placas TSA para cada especie. Una vez que se hayan transferido todos los organismos, enciende el bucle por última vez.
Para determinar qué organismos pueden crecer en un entorno con oxígeno reducido, abra un sistema de cámara de gas sellado y coloque un conjunto de cuatro placas de bacterias TSA en su interior. Luego, coloque una bolsita de condición anaeróbica en la cámara y séllela herméticamente. Finalmente, coloque todas las placas, incluidas las que están dentro del sistema de cámara de gas sellado, en una incubadora a 37 grados centígrados durante la noche. En el futuro, revise las placas cada 24 a 48 horas para que las colonias tengan tiempo de crecer y metabolizar cualquier reactivo indicador.
Para evaluar qué tan bien respondieron las diferentes especies bacterianas a cada condición de crecimiento, primero examine las placas de crecimiento y registre qué especies pudieron producir colonias en cada tipo de medio y en la condición anaeróbica versus aeróbica. Observe el color de los organismos que crecen, así como el tamaño y la forma de las colonias.
El medio de agar con sal de manitol es selectivo para organismos grampositivos que pueden sobrevivir en 6. Cloruro de sodio al 5%. En este experimento, esto significó que los gramnegativos E. coli y P. vulgaris no crecieron debido a las altas concentraciones de sal. Sin embargo, S. epidermis y S. aureus pudieron crecer, lo que confirma que son gram positivos. Además, existe una clara diferencia entre las dos especies porque el S. aureus es capaz de fermentar manitol convirtiendo el indicador de rojo metilo en el medio a un amarillo brillante debido a los subproductos ácidos de la fermentación. Esto no se observó en el caso de S. epidermis.
El medio EMB, por otro lado, es selectivo para los organismos gramnegativos porque los tintes de eosina y azul de metileno son tóxicos para las células grampositivas. La membrana externa de las bacterias gramnegativas evita que estos tintes tóxicos entren en las células, lo que significa que pueden crecer. Además, este medio indica si la especie bacteriana presente es capaz de fermentar la lactosa. Aquí, las colonias de E. coli adquieren un color púrpura oscuro, a veces con un brillo metálico verde que indica fermentación. P. vulgaris crece en este medio, pero no fermenta la lactosa, por lo que aparece de un color rosado claro a púrpura por estar en presencia del tinte. En la condición anaeróbica, las especies bacterianas en los medios TSA aún deberían crecer, pero pueden hacerlo muy mal en comparación con aquellas con abundante oxígeno. Esto se debe a que ninguna de las especies de prueba son anaerobios obligados.
Experimentos como este para enriquecer el entorno de crecimiento pueden ayudar a favorecer y aislar una especie específica de una muestra mixta. También pueden ayudar a determinar las condiciones óptimas de crecimiento para diferentes especies bacterianas en un entorno de laboratorio, lo que ayuda a futuras investigaciones.
