Bakterieller Pleomorphismus und Wettbewerb in einem relativen Feuchtigkeitsgradienten

Die Reaktion verschiedener bakterieller Arten auf reduzierte Wasserverfügbarkeit wurde mithilfe einer einfachen Technik des relativen Feuchtigkeitsgradienten untersucht. Interessanterweise wurden deutliche Unterschiede in Morphologie und Wachstumsmustern zwischen Populationen derselben Art, die bei unterschiedlicher relativer Luftfeuchtigkeit wachsen, beobachtet. Gram-positive Kokken erhöhten ihre Zellgröße, je näher sie den Feuchtigkeitsgrenzen für das Wachstum kamen, und staphylokokkalische Arten begannen, in Tetraden-/kubischen Formationen zu wachsen, anstatt in ihren normalen traubenartigen Strukturen. Gram-negative Stäbchen zeigten wellenartige Muster und bildeten größere Wellen, je filamenteus sie bei niedriger Luftfeuchtigkeit wurden. Im Gegensatz dazu wurden die Zellen des gram-positiven Bakteriums Bacillus subtilis kürzer, gebogen und schließlich nahezu kokkoid. Darüber hinaus begann B. subtilis bei niedriger Luftfeuchtigkeit zu sporulieren. Die veränderte Morphologie und/oder die Wachstumsbedingungen von Bakterien, die bei niedriger Luftfeuchtigkeit wachsen, könnten ökologisch relevanter sein als ihr lehrbuchmäßiges Erscheinungsbild bei hoher Luftfeuchtigkeit, da ihre natürlichen Lebensräume oft trocken sind. Transmissionselektronenmikroskopische Analysen zeigten, dass Staphylokokken, die bei niedriger Luftfeuchtigkeit gewachsen sind, signifikant verdickte Zellwände aufweisen, was erklären könnte, warum diese Zellen eine erhöhte Resistenz gegen Vancomycin zeigten. Wir kommen zu dem Schluss, dass unsere Technik des relativen Feuchtigkeitsgradienten weitreichend anwendbar ist, um die Auswirkungen der relativen Luftfeuchtigkeit auf mikrobielles Überleben, Wachstum und Wettbewerbserfolg an festen-Luft-Oberflächen zu untersuchen, was sie zu einem vielseitigen Werkzeug in der mikrobiellen Ökologie macht.