Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Агропромышленность arrow Микробиология

СИСТЕМАТИКА ПРОКАРИОТ. ГРУППЫ ПРОКАРИОТНЫХ ОРГАНИЗМОВ

Задача систематики (таксономии) — науки о многообразии и взаимосвязях между организмами — распределение (классификация) множества организмов по группам (таксонам)1. Прежде чем осуществлять такое распределение, необходимо достаточно полно охарактеризовать объекты по основным признакам и согласно отобранной информации идентифицировать их или отнести к неизвестным таксонам. Организмы характеризуют по разнообразным признакам: морфологическим, цитологическим, культуральным, физиологическим, биохимическим, иммунологическим и др. Объем информации для характеристики объектов по существу беспределен, как бесконечен сам процесс познания природы. Для целей идентификации может быть использован ограниченный объем информации, достаточный для распределения организмов по таксономическим группам.

Номенклатура — специальный раздел таксономии. Она имеет дело с правилами присвоения наименований описанным объектам. Для наименования объекта используют биномиальную номенклатуру К. Линнея (К. Linn? (1707—1778)), согласно которой биологическому виду присваивают название, состоящее из двух слов: первое определяет принадлежность организма к определенному роду, второе — виду. Бактериям присваивают названия в соответствии с правилами Международного кодекса номенклатуры бактерий.

Вид является основной таксономической категорией. Вид — это группа близких между собой организмов, имеющих общий корень происхождения и на данном этапе эволюции характеризующихся определенными морфологическими, биохимическими и физиологическими признаками, обособленных отбором от других видов и приспособленных к определенной среде обитания.

Прокариотные организмы относят к одному или разным видам в большой степени эмпирическим путем на основе анализа многих признаков. При этом генетическая информация, содержащаяся в нехромосомных генетических элементах, для определения видовой принадлежности не используется.

Наиболее высокими таксономическими категориями являются роды, семейства, далее следуют порядки, классы, отделы, царства. Для высших таксономических категорий пока нет удовлетворительного определения.

Таксон — группа организмов, обладающих заданной степенью однородности.

В микробиологии употребляются такие термины, как «штамм» и «клон». Под штаммом понимают бактериальные культуры одного вида, выделенные, например, из разных мест обитания. Различия между штаммами не выходят за пределы вида. Клон — еще более узкое понятие — это культура, выделенная из одной клетки.

Систематику биологических объектов делят на два типа: филогенетическую, или естественную, в основе которой лежит установление родственных (генетических, эволюционных) связей между организмами, и практическую, или искусственную, цель которой — выявление степени сходства между организмами для их быстрой идентификации и установления принадлежности к определенным таксонам. Если существующая систематика высших организмов в определенной мере отражает эволюционные связи между ними, т.е. признаки, используемые для выявления степени сходства, отражают и степень родства между этими организмами, то попытка создания на этой же основе систематики прокариот не была успешной.

Важным шагом в развитии систематики прокариот явилось использование признаков, дающих информацию о химическом строении клетки: состав оснований ДНК, ДНК-ДНК- и ДНК-РНК-го- мологии, аминокислотная последовательность белков, строение рибосом, компонентов клеточной стенки и т.д.

Задача быстрой идентификации прокариотных организмов решается с помощью Определителя бактерий Берги, выпускаемого периодически Обществом американских бактериологов с привлечением крупных специалистов в области изучения тех или иных групп бактерий. Первое издание Определителя было выпущено в 1923 г. группой американских бактериологов под руководством Д.Х. Берги (О.Н. Вег- ёеу (1860—1937)); девятое издание в четырех томах вышло в 1984— 1989 гг.

В последнем (девятом) издании Определителя все организмы, отнесенные к царству Ргокагуо1ае, разделены на 33 группы. Идентификационные признаки, по которым осуществляется разделение на группы, как правило, относятся к категории легко определяемых. Они вынесены в названия групп, например: грамотрицательные аэробные палочки и кокки (группа 4), анаэробные грамотрицательные кокки (группа 8), грамположительные палочки и кокки, образующие эндоспоры (группа 13), скользящие бактерии, образующие плодовые тела (группа 24). Главная идея классификации по Берги — легкость идентификации бактерий. Для этого используют совокупность признаков: морфологических (форма тела; наличие или отсутствие жгутиков, капсулы; способность к спорообразованию; особенности внутриклеточного строения; окрашивание по Граму), культуральных (признаки, выявляемые при культивировании в лаборатории чистой культуры), физиолого-биохимических (способы получения энергии; потребности в питательных веществах; отношение к факторам внешней среды; нуклеотидный состав и последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК; наличие и характер минорных оснований в ДНК; нуклеотидный состав рибосомальной РНК; последовательность аминокислот в ферментных белках с аналогичными функциями).

Создание естественной систематики прокариот связано с успехами молекулярной биологии. В XX в. было установлено, что все свойства организма определяются уникальными химическими молекулами — ДНК, поэтому бактерии могут быть классифицированы путем сравнения их геномов. По генетическому материалу оказалось возможным выявление степени сходства и степени родства между организмами. Тонкий метод оценки генетического сходства организмов — сравнение нуклеотидных последовательностей ДНК из разных источников методом ДНК—ДНК-гибридизации. Метод полезен для классификации на уровне вида, т.е. в случае высокой степени гомологии, и малоинформативен для классификации объектов на уровне высоких таксонов. Значение данных о строении ДНК для систематики прокариот огромно, так как позволяет перейти от установления степени сходства к выводам о степени родства между организмами.

У эукариотных микроорганизмов колебания нуклеотидного состава ДНК (молярная доля, %) таковы: у грибов — 26—70, у водорослей — 37—68, у простейших — 22—68; у высших растений и животных — 35—45. Колебания в составе оснований ДНК у вирусов приблизительно такие же, как у прокариот.

Все прокариотические микроорганизмы объединены в царство Procaryotae, которое подразделяется на четыре отдела. Они, в свою очередь, делятся на секции, классы, порядки, семейства, роды, виды.

Отдел I. GraciHeutes (от лат. gracilus — тонкий, стройный, cutes — кожа). Включает в себя грамотрицательные микроорганизмы. В отделе девять секций.

Секция 1. Спирохеты. Порядок Spirochaetales. Включает в себя два семейства: Spirochaetaceae (четыре рода), Leptospiraceae (один род).

Секция 2. Спиралевидные и изогнутые аэробы (микроаэрофилы). Одно семейство — Spirillaceae, в котором шесть родов. Патогенны для человека и животных микроорганизмы рода Campylobacter.

Секция 3. Грамотрицательные неподвижные изогнутые бактерии. Одно семейство — Spirosomonaceae, в котором патогенных три рода.

Секция 4. Аэробные грамотрицательные палочки, округлые и кокки. Включает восемь семейств, два из которых имеют патогенные микроорганизмы. Семейство Pseudomonadaceae включает в себя четыре рода, более 25 видов, среди которых имеются патогенные ( Р. mallei и др.). Семейство Neisseriaceae имеет 16 родов. Роды Neisseria и Moraxella содержат патогенные для человека и животных микроорганизмы. Роды Bordetella, Brucella и Franciselia не внесены в семейства: содержат патогенные для человека и животных виды.

Секция 5. Грамотрицательные факультативные анаэробы. Имеют три семейства: Enterobacteriaceae, Vibrionaceae и Pasteurellaceae. Семейство Enterobactehaceae имеет 14 родов (Escherichia, Salmonella, Citrobacter, Klebsiella, Enterobacter, Erwinia, Shigella, Proteus, Yersinia и др.). Семейство Vibrionaceae имеет два рода. В род Vibrio включены патогенные микроорганизмы. Семейство Pasteurellaceae имеет три основных рода: Pasteurella, Haemophilus и Actinobacillus, содержащие патогенные виды микроорганизмов.

Секция 6. Строгие анаэробы. Изогнутые грамотрицательные палочки. Одно семейство — Bacteroidaceae, в котором 13 родов, среди которых имеются патогенные.

Секция 7. Диссимилирующие и разлагающие сульфат бактерии. Включает семь непатогенных родов.

Секция 8. Анаэробные грамотрицательные кокки. Включает одно семейство — Vellonellaceae, в котором три рода.

Секция 9. Риккетсии и хламидии. Имеется два порядка: Rickettsiales и Chlamydiales. Порядок Rickettsiales включает три семейства: Rickett- siaceae, Bartonellaceae и Anaplasmataceae. Семейство Rickettsiaceae имеет три трибы, в которые внесено восемь родов. Семейство Bartonellaceae содержит два рода, a Anaplasmataceae — четыре. Порядок Chlamydiales имеет одно семейство Chlamydiaceae и один род — Chlamydia. Все семейства содержат патогенные микроорганизмы.

Отдел IL Firmicutes (отлат.f?rmis — крепкий, cutes — кожа). В отдел включены главным образом грамположительные бактерии.

Секция 12. Грамположительные кокки. Имеется два семейства: Жсгососсасеае и Deinococcaceae. Семейство Micrococcaceae включает четыре рода: Micrococcus, Stomatococcus, Planococcus, Staphylococcus.

В секцию кроме указанных двух семейств внесены десять самостоятельных родов: Streptococcus, Leuconostos, Pedicoccus, Sarcina и др.

Секция 13. Спорообразующие грамположительные палочки и кокки. Включает шесть родов: Bacillus, Clostridium, Sporolactobacillus, Spo- rosarcina и др. Первые два рода имеют патогенные виды.

Секция 14. Неспорообразующие грамположительные палочки. Включает семь родов: Lactobacillus, Listeria, Erysipelotrix и др. Имеются патогенные.

Секция 15. Неспорообразующие внутриклеточные грамположительные палочки. Включает 21 род: Corynebacterium, Microbacterium, Propionibacterium, Eubacterium, Asotobacterium, Bifidobacterium, Acti- nomices и др.

Секция 16. Микобактерии. Включает одно семейство Mycobacterioceae. Семейство имеет один род Mycobacterium, в котором 49 видов: М. tuberculosis, М. bovis, М. avium, М. paratuberculosis, М. leprae и др.

Секция 17. Nocardioforms. Включает девять родов: Nocardia, Pseudococcus, Pseudonocardia и др.

Отдел III. Tenericutes. Объединяет грамотрицательные прокариоты без клеточной стенки, но имеющие цитоплазматическую мембрану. В отделе десятая секция — микоплазмы, класса Mollicutes (от лат. molli — мягкий, cutes — покров, кожа). В классе один порядок — Mycoplasmatales и три семейства: Mycoplasmataceae, Acholeplasmataceae, Spiroplasmata- сеае. В основном патогенные микоплазмы включены в семейство Mycoplasmataceae.

Секция 11. Эндосимбионты.

Отдел IV. Mendosicutes. Прокариоты, среди которых нет патогенных бактерий; метанобразующие, сероокисляющие, галофилы, мико- плазмоподобные, термоацидофильные и другие наиболее древние по происхождению бактерии (архебактерии).

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы