On the behaviour of pure cultures of marine micro-organisms in sterilized and re-inoculated sediments

Kurzfassung

Im Anschluß an unsere Untersuchungen zur Bakterienverteilung in sterilisierten und durch Mischkulturen wieder beimpften Sedimenten wurden ähnliche Versuche mit Reinkulturen mariner Bakterien durchgeführt. Sedimentfraktionen definierter Korngröße wurden entsalzt, getrocknet und in Glaszylinder gefüllt. Diese wurden entweder mit oder ohne zusätzliche Nährböden im Autoklaven sterilisiert und anschließend mit Reinkulturen von Meeresbakterien, die aus Nordseesedimenten isoliert wurden, beimpft. Hierbei wurden jeweils wenige Zellen in den über dem Sediment stehenden Nährboden eingebracht. Das Verhalten der Bakterien wurde nach verschiedenen Zeitabständen durch Keimzahlbestimmungen im Überstand, an der Sedimentoberfläche und in 5 cm Tiefe überprüft. In Fällen, in denen mehrere Stämme gleichzeitig verwendet wurden, ließen sich diese durch die unterschiedliche Farbe der Kolonien auf Agar unterscheiden. Bei rascher Vermehrung im Überstand besiedelten die untersuchten Stämme sehr schnell die Sedimentoberfläche und drangen ebenso schnell bis zu 4 mm tief in das Sediment ein. In dieser obersten Sedimentzone übertrafen die Keimzahlen bereits nach 2 Tagen die Werte im Überstand. Einige der Stämme drangen sehr rasch, aber in geringeren Zahlen, auch bis zum Boden der Experimentiergefäße vor (5 cm Tiefe). Bei der Verwendung verschiedener Sterilisierungsarten und verschiedener zusätzlicher Nährböden ergaben sich bei einem Stamm Verhaltensunterschiede. Es entwickelten sich andersfarbige Varianten. Die Zufügung von Sedimentextrakten zum klassischen Nährboden 2216 E nachZobell erbrachte nach längerer Kultur in Sedimentsäulen die meisten Kolonien in der Originalfarbe. Da die Kulturgefäße während der Dauer des Versuches mechanisch nicht bewegt wurden, konnte eine schnelle aktive Durchwanderung des Sedimentes durch mobile Bakterien gezeigt werden. Dies wird durch die physikalischen Eigenschaften der Sedimente zum Teil behindert.

Summary

1. The behaviour of pure cultures of marine micro-organisms in sterilized sediments was studied by inoculation of the supernatant liquid media with mobile bacteria.

2. The largest numbers of bacteria developed at the sediment surface down to 4 mm depth and not in the supernatant liquid, in spite of the fact that the supernatant liquid only was inoculated.

3. Most of the strains tested reached the bottom of the sediment within a few days.

4. Strain 31 did not reach the bottom of the sediment in case of dry sterilisation of the sediment column.

5. Strain 31 developed in all media different coloured variants, except in media with additional sediment extract where the original red colour remained. In these media bacteria reached well to the bottom of the sediment columns tested.

6. The original organic matter of the sediment fractions tested was usually sufficient to support growth of the bacteria examined. After several days of incubation, bacteria reached the same numbers as was the case with additional nutrient substances.

7. Active movement of bacteria through fine grained sediments is possible. Population of sterile sediments from the supernatant water column is possible and progresses rapidly.

8. Decrease in bacteria numbers with increasing sediment depth is not connected to nutrient concentration.