Αρχές ταξινόμησης μικροοργανισμών

Οι μικροοργανισμοί (μικρόβια) θεωρούνται μονοκύτταροι οργανισμοί, το μέγεθος των οποίων δεν υπερβαίνει τα 0,1 mm. Οι εκπρόσωποι αυτής της μεγάλης ομάδας μπορεί να έχουν διαφορετική κυτταρική οργάνωση, μορφολογικά σημάδια και μεταβολικές δυνατότητες, δηλαδή, το κύριο χαρακτηριστικό τους είναι το μέγεθος. Ο ίδιος ο όρος "μικροοργανισμός" δεν έχει ταξινομικό νόημα. Τα μικρόβια ανήκουν σε πολύ διαφορετικές ταξινομικές μονάδες και άλλοι εκπρόσωποι αυτών των μονάδων μπορούν να είναι πολυκύτταροι και να φτάνουν σε μεγάλα μεγέθη.

Γενικές προσεγγίσεις για την ταξινόμηση των μικροοργανισμών

Ως αποτέλεσμα της σταδιακής συσσώρευσης πραγματικών στοιχείων σχετικά με τα μικρόβια, έγινε αναγκαία η εισαγωγή κανόνων για την περιγραφή και τη συστηματοποίησή τους.

Η ταξινόμηση των μικροοργανισμών χαρακτηρίζεται από την παρουσία των ακόλουθων κατηγοριών: πεδίο, φύλο, τάξη, τάξη, οικογένεια, γένος, είδος. Στη μικροβιολογία, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν το διωνυμικό σύστημα αντικειμενικών χαρακτηριστικών, δηλαδή η ονοματολογία περιλαμβάνει τα ονόματα του γένους και του είδους.

Για τους περισσότερους μικροοργανισμούς, είναι χαρακτηριστική μια εξαιρετικά πρωτόγονη και καθολική δομή, επομένως, η διαίρεσή τους στα ταξί δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο με μορφολογικά χαρακτηριστικά. Τα λειτουργικά χαρακτηριστικά, τα μοριακο-βιολογικά δεδομένα και τα πρότυπα των βιοχημικών διεργασιών κ.λπ. χρησιμοποιούνται επίσης ως κριτήρια.

Χαρακτηριστικά αναγνώρισης

Για την αναγνώριση ενός άγνωστου μικροοργανισμού, διεξάγονται μελέτες για να μελετηθούν οι ακόλουθες ιδιότητες:

1. Κυτταρολογία κυττάρων (που κυρίως ανήκουν σε προ- ή ευκαρυωτικούς οργανισμούς).
2. Μορφολογία κυττάρων και αποικιών (σε ειδικές συνθήκες).
3. Πολιτιστικά χαρακτηριστικά (χαρακτηριστικά ανάπτυξης σε διάφορα μέσα).
4. Το σύμπλεγμα φυσιολογικών ιδιοτήτων στις οποίες η ταξινόμηση των μικροοργανισμών με βάση τον τύπο αναπνοής (αερόβια, αναερόβια)
5. Βιοχημικά σημάδια (παρουσία ή απουσία ορισμένων μεταβολικών οδών).
6. Ένα σύνολο μοριακών βιολογικών ιδιοτήτων, συμπεριλαμβανομένης της αλληλουχίας νουκλεοτιδίων, η δυνατότητα υβριδισμού νουκλεϊνικών οξέων με ένα υλικό τυπικών στελεχών.
7. Χημοταξονικοί δείκτες, οι οποίοι λαμβάνουν υπόψη τη χημική σύνθεση διαφόρων ενώσεων και δομών.
8. Ορολογικά χαρακτηριστικά (αντιδράσεις "αντιγόνου-αντισώματος", ειδικά για παθογόνους μικροοργανισμούς).
9. Η παρουσία και η φύση της ευαισθησίας σε συγκεκριμένους φάγους.

Η συστηματική και η ταξινόμηση των μικροοργανισμών που ανήκουν σε προκαρυώτες διεξάγονται με τη βοήθεια του "Berjee Guide to Systematics of Bacteria". Και η ταυτοποίηση γίνεται με τον προσδιορισμό του Berjy.

Διαφορετικοί τρόποι ταξινόμησης των μικροβίων

Για να προσδιοριστεί η ταξινομική ταυτότητα ενός οργανισμού, χρησιμοποιούνται διάφορες μέθοδοι ταξινόμησης μικροοργανισμών.

Με την επίσημη αριθμητική ταξινόμηση, όλα τα χαρακτηριστικά θεωρούνται εξίσου σημαντικά. Δηλαδή, λαμβάνεται υπόψη η παρουσία ή απουσία ενός ή άλλου χαρακτηριστικού.

Η μορφοφυσιολογική ταξινόμηση συνεπάγεται τη μελέτη του συνόλου των μορφολογικών ιδιοτήτων και χαρακτηριστικών της πορείας των μεταβολικών διεργασιών. Σε αυτή την περίπτωση, δίνεται η σημασία και η σημασία αυτής ή εκείνης της ιδιότητας του αντικειμένου. Η τοποθέτηση ενός μικροοργανισμού σε μια ταξονομική ομάδα και η ιδιοποίηση ενός ονόματος εξαρτώνται κυρίως από τον τύπο της κυτταρικής οργάνωσης, τη μορφολογία των κυττάρων και αποικιών και τη φύση της ανάπτυξης.

Η καταγραφή των λειτουργικών χαρακτηριστικών παρέχει τη δυνατότητα χρήσης μικροοργανισμών διαφόρων θρεπτικών ουσιών. Είναι επίσης σημαντικό να εξαρτάται από ορισμένους φυσικούς και χημικούς παράγοντες του περιβάλλοντος και ιδιαίτερα από τρόπους απόκτησης ενέργειας. Υπάρχουν τέτοια μικρόβια, για τα οποία είναι απαραίτητη η διεξαγωγή χημειοταξικολογικών μελετών. Οι παθογόνοι μικροοργανισμοί χρειάζονται οροδιαγνωστικότητα. Για την ερμηνεία των αποτελεσμάτων των παραπάνω δοκιμών, χρησιμοποιείται ένας καθοριστικός παράγοντας.

Με μοριακή γενετική ταξινόμηση, αναλύεται η δομή των μορίων των σημαντικότερων βιοπολυμερών.

Η σειρά αναγνώρισης των μικροοργανισμών

Στον καιρό μας, η ταυτοποίηση ενός συγκεκριμένου μικροσκοπικού οργανισμού ξεκινά με την απομόνωση της καθαρής του καλλιέργειας και την ανάλυση της ακολουθίας νουκλεοτιδίων του 16S rRNA. Έτσι, προσδιορίζεται η θέση του μικροβίου στο φυλογενετικό δέντρο και η επακόλουθη περιγραφή ανά είδος και είδος γίνεται με παραδοσιακές μικροβιολογικές μεθόδους. Η τιμή της σύμπτωσης ίση με 90% μας επιτρέπει να καθορίσουμε τη γενική υπαγωγή, και το 97% - το είδος.

Μια ακόμη σαφέστερη διαφοροποίηση των μικροοργανισμών ανάλογα με το γένος και το είδος είναι δυνατή με τη χρήση ταξινομίας πολυφαίρεσης (πολυφασικής), όταν ο προσδιορισμός των νουκλεοτιδικών αλληλουχιών συνδυάζεται με τη χρήση πληροφοριών διαφόρων επιπέδων, μέχρι το οικολογικό επίπεδο. Με άλλα λόγια, αναζητούνται εκ των προτέρων ομάδες παρόμοιων στελεχών, με επακόλουθο καθορισμό των φυλογενετικών θέσεων αυτών των ομάδων, καθορίζοντας τις διαφορές μεταξύ των ομάδων και των πλησιέστερων γειτόνων τους, συλλέγοντας δεδομένα που επιτρέπουν διαφοροποίηση των ομάδων.

Οι κύριες ομάδες ευκαρυωτικών μικροοργανισμών: άλγες

Αυτός ο τομέας περιλαμβάνει τρεις ομάδες όπου υπάρχουν μικροσκοπικοί οργανισμοί. Αυτά είναι άλγη, πρωτόζωα και μύκητες.

Τα άλγη είναι μονοκύτταρα, αποικιακά ή πολυκυτταρικά φωτοτρύπανα, τα οποία διεξάγουν φωτοσύνθεση με οξυγόνο. Η ανάπτυξη της μοριακής γενετικής ταξινόμησης μικροοργανισμών που ανήκουν σε αυτή την ομάδα δεν έχει ακόμη ολοκληρωθεί. Ως εκ τούτου, αυτή τη στιγμή η ταξινόμηση των φυκών εφαρμόζεται στην πράξη με βάση τη σύνθεση των χρωστικών ουσιών και των αποθεματικών ουσιών, τη δομή του κυτταρικού τοιχώματος, την παρουσία κινητικότητας και τη μέθοδο αναπαραγωγής.

Τυπικοί εκπρόσωποι αυτής της ομάδας είναι μονοκύτταροι οργανισμοί που ανήκουν σε διφωσφορικό, διατοματικό, ευγενικό και πράσινο φύκι. Όλα τα άλγη χαρακτηρίζονται από το σχηματισμό χλωροφύλλης και διάφορες μορφές καροτενοειδών, αλλά η ικανότητα να συνθέτουν άλλες μορφές χλωροφύλλης και φυκοβιλινών στην ομάδα εκδηλώνεται με διαφορετικούς τρόπους.

Ο συνδυασμός αυτών ή άλλων χρωστικών προκαλεί τον χρωματισμό των κυττάρων σε διαφορετικά χρώματα. Μπορούν να είναι πράσινα, καφέ, κόκκινα, χρυσά. Η κυτταρική χρωστική είναι χαρακτηριστική του είδους.

Τα διάτομα είναι μονοκυτταρικές μορφές πλακτρονίου στις οποίες το κυτταρικό τοίχωμα έχει την εμφάνιση ενός βιδωτού κελύφους πυριτίου. Ένα μέρος των αντιπροσώπων είναι σε θέση να μετακομίσει σαν μια ολίσθηση. Η αναπαραγωγή είναι ασφυκτική και σεξουαλική.

Τα ενδιαιτήματα μονοκύτταρων φύλλων euglena είναι δεξαμενές γλυκού νερού. Μετακινήθηκε με τη βοήθεια του μαστιγίου. Δεν υπάρχει κυτταρικός τοίχος. Είναι ικανά ανάπτυξης σε συνθήκες σκοταδιού λόγω της διαδικασίας οξείδωσης οργανικών ουσιών.

Dinoflagellates έχουν μια ειδική δομή του κυτταρικού τοιχώματος, αποτελείται από κυτταρίνη. Αυτά τα πλαγκτονικά μονοκύτταρα άλγη έχουν δύο πλευρικές μαστίγες.

Για τους μικροσκοπικούς εκπροσώπους των πράσινων φυκών, τα νωπά και τα θαλάσσια υδάτινα σώματα, το έδαφος και η επιφάνεια των διαφόρων αγροτικών αντικειμένων είναι ενδιαιτήματα. Υπάρχουν ακόμη είδη, και μερικά είναι ικανά να μετακινούνται με τη χρήση μαστιγίων. Ακριβώς όπως και στα διφωσφονικά, τα πράσινα μικροφυτία έχουν κυτταρικό τοίχωμα κυτταρίνης. Χαρακτηριστικό είναι η αποθήκευση αμύλου στα κύτταρα. Η αναπαραγωγή γίνεται ασυζητηριακά και σεξουαλικά.

Ευκαρυωτικοί οργανισμοί: πρωτόζωα

Οι βασικές αρχές ταξινόμησης των μικροοργανισμών που ανήκουν στα πρωτόζωα βασίζονται σε μορφολογικά χαρακτηριστικά, τα οποία διαφέρουν σημαντικά μεταξύ των εκπροσώπων αυτής της ομάδας.

Η ευρεία διάδοση, η διαχείριση ενός σαπροτροπικού ή παρασιτικού τρόπου ζωής καθορίζει σε μεγάλο βαθμό την ποικιλομορφία τους. Τα πρωτόζωα που ζουν χωρίς τρόφιμα είναι βακτήρια, άλγη, μαγιά, άλλα πρωτόζωα και ακόμη και μικρά αρθρόποδα, καθώς και νεκρά υπολείμματα φυτών, ζώων και μικροοργανισμών. Οι περισσότεροι εκπρόσωποι δεν διαθέτουν κυτταρικό τοίχο.

Μπορούν να οδηγήσουν έναν ακινητοποιημένο τρόπο ζωής ή να κινηθούν με τη βοήθεια διαφόρων προσαρμογών: flagella, cilia και pseudopods. Μέσα στην ταξονομική ομάδα των πρωτόζωων υπάρχουν αρκετές ομάδες.

Εκπρόσωποι πρωτοζώων

Τα αμοιβάδια τρέφονται με ενδοκύτωση, κινούνται με τη βοήθεια ψευδοποδίων, η ουσία της αναπαραγωγής είναι η πρωταρχική διαίρεση του κυττάρου σε δύο. Οι περισσότερες από τις αμοιβάδες είναι ελεύθερες ζώντες υδρόβιες μορφές, αλλά υπάρχουν και μερικές που προκαλούν ασθένειες ανθρώπων και ζώων.

Στους κλωβούς των εγχυτήρων υπάρχουν δύο διαφορετικοί πυρήνες, η ασεξουαλική αναπαραγωγή συνίσταται σε εγκάρσια διαίρεση. Υπάρχουν εκπρόσωποι για τους οποίους η σεξουαλική αναπαραγωγή είναι χαρακτηριστική. Ένα συντονισμένο σύστημα κλαδιών συμμετέχει στο κίνημα. Η ενδοκύτωση επιτυγχάνεται με τη λήψη τροφής με ειδική στοματική κοιλότητα και τα υπολείμματα απομακρύνονται μέσω μιας οπής στο οπίσθιο άκρο. Στη φύση, το infusoria κατοικούν σε οργανισμούς που έχουν μολυνθεί με οργανική ύλη, καθώς και σε αιχμές μηρυκαστικών.

Τα σημαδούρια χαρακτηρίζονται από την παρουσία μαστιγίων. Η απορρόφηση διαλυμένων θρεπτικών συστατικών πραγματοποιείται από ολόκληρη την επιφάνεια του MTC. Η διαίρεση λαμβάνει χώρα μόνο κατά τη διαμήκη κατεύθυνση. Ανάμεσα στα μανταρίνια υπάρχουν τόσο ελεύθερα ζωντανά όσο και συμβιωτικά είδη. Οι κύριοι συνδυασμοί των ανθρώπων και των ζώων είναι οι τρυπανοσώματα (προκαλούν ασθένεια του ύπνου), η λεϊσμανία (προκαλούν έλκοντα σκληρά για να θεραπεύσουν), η λάμπλια (οδηγούν σε εντερικές διαταραχές).

Σε sporovikov από όλους τους protists ο πιο πολύπλοκος ή δύσκολος κύκλος ζωής. Ο πιο διάσημος εκπρόσωπος του σποροβίκου είναι το πλασματίδιο της ελονοσίας.

Ευκαρυωτικοί μικροοργανισμοί: μύκητες

Η ταξινόμηση των μικροοργανισμών σύμφωνα με τον τύπο τροφίμων ταξινομεί τους αντιπροσώπους αυτής της ομάδας ως ετερότροφα. Για την πλειοψηφία, ο σχηματισμός μυκηλίου είναι χαρακτηριστικός. Η αναπνοή, κατά κανόνα, είναι αερόβια. Υπάρχουν όμως αναπληρωματικοί αναερόβιοι που μπορούν να στραφούν στη ζύμωση με αλκοόλ. Οι μέθοδοι αναπαραγωγής είναι φυτικές, ασεξουαλικές και σεξουαλικές. Αυτό το χαρακτηριστικό αποτελεί κριτήριο για την περαιτέρω ταξινόμηση των μυκήτων.

Αν μιλάμε για τη σημασία των εκπροσώπων αυτής της ομάδας, το πιο ενδιαφέρον είναι η πρόδρομη μη-αξονομική ομάδα ζύμης. Υπάρχουν μύκητες που στερούνται ένα στάδιο μυκηλιακής ανάπτυξης. Μεταξύ της ζύμης υπάρχουν πολλά προαιρετικά αναερόβια. Ωστόσο, υπάρχουν και παθογόνα είδη.

Οι κύριες ομάδες μικροοργανισμών-προκαρυώτες: ο Αρχεάν

Η μορφολογία και η ταξινόμηση των μικροοργανισμών -προκαρυωτικών, τα συνδυάζει σε δύο τομείς: βακτήρια και αρχαιότητες, των οποίων οι εκπρόσωποι έχουν πολλές σημαντικές διαφορές. Τα Archaea δεν έχουν τυπικά κυτταρικά τοιχώματα πεπτιδογλυκάνης (ποντικού) τυπικά για βακτήρια. Χαρακτηρίζονται από την παρουσία ενός άλλου ετεροπολυσακχαρίτη - ψευδοουρήμης, στην οποία δεν υπάρχει Ν-ακετυλομουραμικό οξύ.

Οι αρχαίοι χωρίζονται σε τρία θύματα.

Χαρακτηριστικά της δομής των βακτηρίων

Οι αρχές της ταξινόμησης των μικροοργανισμών που συνδυάζουν τα μικρόβια σε δεδομένο τομέα βασίζονται στα χαρακτηριστικά της δομής της κυτταρικής μεμβράνης και ειδικότερα στην περιεκτικότητα της πεπτιδογλυκάνης σε αυτήν. Προς το παρόν υπάρχουν 23 phylums στον τομέα.

Τα βακτήρια είναι ένας σημαντικός κρίκος στον κύκλο των ουσιών στη φύση. Η ουσία της σπουδαιότητάς τους σε αυτή την παγκόσμια διαδικασία είναι η αποσύνθεση φυτικών και ζωικών υπολειμμάτων, ο καθαρισμός των μολυσμένων με νερό οργανισμών, η τροποποίηση των ανόργανων ενώσεων. Χωρίς αυτούς, η ύπαρξη ζωής στη Γη θα ήταν αδύνατη. Αυτοί οι μικροοργανισμοί ζουν παντού, το βιότοπό τους μπορεί να είναι χώμα, νερό, αέρας, ανθρώπινο σώμα, ζώα και φυτά.

Η ακόλουθη ταξινόμηση μικροοργανισμών διεξάγεται με τη μορφή κυττάρων, η παρουσία προσαρμογών για κίνηση, η άρθρωση των κυττάρων μεταξύ αυτού του τομέα. Η μικροβιολογία θεωρεί τους ακόλουθους τύπους βακτηριδίων που βασίζονται στο σχήμα των κυττάρων: στρογγυλεμένες, σχήματος ράβδου, νηματοειδούς, πτυχωτού, σπειροειδούς. Με τον τύπο της κίνησης, τα βακτήρια μπορεί να είναι ακίνητα, να μαστιγωθούν ή να κινηθούν μέσω της απελευθέρωσης βλέννας. Με βάση τη μέθοδο της άρθρωσης των κυττάρων μεταξύ τους, τα βακτήρια μπορούν να απομονωθούν, εμπλεγμένα με τη μορφή ζευγαριών, κόκκων και μορφών διακλάδωσης.

Παθογόνοι μικροοργανισμοί: ταξινόμηση

Παθογόνοι μικροοργανισμοί είναι πολλοί μεταξύ βακτηριδίων σχήματος ράβδου (παθογόνα της διφθερίτιδας, της φυματίωσης, του τυφοειδούς, του άνθρακα). Πρωτόζωα (ελονοσιακό πλασμόδιο, τοξόπλασμα, λεϊσμανία, λάμπλια, τριχόμωνες, μερικές παθογόνες αμοιβάδες), ακτινομύκητα, μυκοβακτήρια (παθογόνα φυματίωσης, λέπρα), μούχλα και μύκητες παρόμοιες με ζύμες (παθογόνα μύκωσης, καντιντίαση). Οι μύκητες μπορούν να προκαλέσουν κάθε είδους αλλοιώσεις του δέρματος, για παράδειγμα, διαφορετικούς τύπους λειχήνων (εκτός από τον περιβάλλοντα έρπητα, στην εμφάνιση του οποίου συμμετέχει ο ιός). Ορισμένες ζύμες, που είναι μόνιμοι κάτοικοι του δέρματος, δεν έχουν επιβλαβές αποτέλεσμα στην κανονική λειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος. Ωστόσο, αν η δραστηριότητα της ανοσίας μειωθεί, προκαλούν την εμφάνιση σμηγματορροϊκής δερματίτιδας.

Ομάδες παθογένειας

Ο επιδημιολογικός κίνδυνος των μικροοργανισμών είναι το κριτήριο για το συνδυασμό όλων των παθογόνων σε τέσσερις ομάδες που αντιστοιχούν στις τέσσερις κατηγορίες κινδύνου. Έτσι, οι ομάδες μικρογονιδίων παθογονικότητας, η ταξινόμηση των οποίων δίνεται παρακάτω, παρουσιάζουν σημαντικό ενδιαφέρον για τους μικροβιολόγους, καθώς επηρεάζουν άμεσα τη ζωή και την υγεία του πληθυσμού.

Η ασφαλέστερη, η 4η ομάδα παθογένειας, περιλαμβάνει μικρόβια που δεν αποτελούν απειλή για την υγεία ενός ατόμου (ή ο κίνδυνος αυτής της απειλής είναι αμελητέος). Δηλαδή, ο κίνδυνος μόλυνσης είναι πολύ μικρός.

Η τρίτη ομάδα χαρακτηρίζεται από μέτριο κίνδυνο μόλυνσης για ένα άτομο, χαμηλό κίνδυνο για την κοινωνία ως σύνολο. Τέτοια παθογόνα μπορούν θεωρητικά να προκαλέσουν ασθένειες και ακόμη και αν συμβεί αυτό, υπάρχουν αποδεδειγμένες αποτελεσματικές μέθοδοι θεραπείας, καθώς και μια σειρά προληπτικών μέτρων που μπορούν να αποτρέψουν την εξάπλωση της λοίμωξης.

Η δεύτερη ομάδα παθογονικότητας περιλαμβάνει μικροοργανισμούς που αντιπροσωπεύουν δείκτες υψηλού κινδύνου για το άτομο, αλλά είναι χαμηλοί για την κοινωνία ως σύνολο. Στην περίπτωση αυτή, το παθογόνο μπορεί να προκαλέσει σοβαρή ασθένεια στους ανθρώπους, αλλά δεν εξαπλώνεται από το ένα μολυσμένο σε άλλο. Υπάρχουν αποτελεσματικές μέθοδοι θεραπείας και πρόληψης.

Η πρώτη ομάδα παθογένειας χαρακτηρίζεται από υψηλό κίνδυνο τόσο για το άτομο όσο και για την κοινωνία ως σύνολο. Ένα παθογόνο που προκαλεί μια σοβαρή ασθένεια σε ένα άτομο ή ένα ζώο μπορεί εύκολα να μεταδοθεί με διάφορους τρόπους. Οι αποτελεσματικές μέθοδοι θεραπείας και τα προληπτικά μέτρα συνήθως δεν υπάρχουν.

Οι παθογόνοι μικροοργανισμοί, η ταξινόμηση των οποίων καθορίζει την ένταξή τους σε μια συγκεκριμένη ομάδα παθογένειας, προκαλούν μεγάλες ζημιές στην υγεία της κοινωνίας μόνο αν ανήκουν στην 1η ή την 2η ομάδα.