Bakterienkultur: Bakterienwachstum

Veröffentlicht von: Dr. rer. nat. Geraldine Nagel (24. August 2012)

Bakterien benötigen zu ihrer Vermehrung keiner sexuellen Vorgänge. Sie vermehren sich vor allem durch einfache Zweiteilung. Auf diese Weise entsteht ein genetisch identischer Klon der bakteriellen Zelle. Die Zeit, die für einen Vermehrungszyklus benötigt wird (die sog. Generationszeit), schwankt zwischen 15 Minuten und 24 Stunden. E.-coli-Bakterien benötigen beispielsweise nur circa 20 Minuten für einen Vermehrungszyklus, Tuberkulosebakterien dagegen im Durchschnitt 20 Stunden.

Die Wachstumsdauer beziehungsweise Generationszeit hängt neben der Bakterienart auch stark vom Milieu ab, in dem diese wächst. Beobachtet man das Bakterienwachstum einer Kultur über die Zeit, so ergibt sich eine charakteristische Wachstumskurve. Diese lässt sich in vier Phasen unterteilen:

  1. Lagphase (Latenzphase):
    In der Lagphase passt sich der Stoffwechsel der Bakterien an die Bedingungen des umgebenden Nährmediums an. Nährstoffe aus dem Medium werden aufgenommen und die für die Verarbeitung notwendigen Enzyme hergestellt. Es kommt noch nicht zu einer Teilung der Zellen, sondern nur zu einer Vermehrung ihres Volumens.
  2. Logphase (logarithmische Phase, exponentielle Phase):
    Die Bakterien teilen sich und die Zellzahl nimmt exponentiell bzw. logarithmisch zu. Das bedeutet, dass es nicht zu einem stetigen, linearen Wachstum kommt. Vielmehr vermehren sich die Bakterien in kurzer Zeit sehr stark.
  3. Stationäre Phase:
    Nach einer Weile sind die Nährstoffe im Medium erschöpft und es haben sich giftige Stoffwechselprodukte der Bakterien im Nährmedium angesammelt. Die Bakterien unterbrechen ihre Wachstumsvorgänge, die Zellteilungen werden eingestellt und die Zellzahl nimmt nicht weiter zu.
  4. Absterbephase:
    In der Absterbephase können fehlende Nährstoffe den Energiebedarf der ruhenden, stationären Bakterien nicht mehr decken. Giftige Stoffwechselprodukte im Nährmedium behindern den Zellstoffwechsel. Es setzen Absterbevorgänge ein und es kommt zum fortschreitenden Untergang von Bakterienzellen.