Принципи на класификация на микроорганизмите

Микроорганизмите (микробите) се считат за едноклетъчни организми, чийто размер не надвишава 0,1 mm. Представителите на тази голяма група могат да имат различна клетъчна организация, морфологични характеристики и метаболитни възможности, т.е. основната характеристика, която ги обединява, е размерът. Самият термин "микроорганизъм" не е надарен с таксономичен смисъл. Микробите принадлежат към различни таксономични единици, а други представители на тези единици могат да бъдат многоклетъчни и да достигнат големи размери.

Общи подходи към класификацията на микроорганизмите

В резултат на постепенното натрупване на фактически материал за микробите се наложи въвеждането на правила за тяхното описание и систематизиране.

Класификацията на микроорганизмите се характеризира с наличието на следните таксони: област, тип, клас, разред, семейство, род, вид. В микробиологията учените използват биномиалната система от характеристики на обекта, т.е. номенклатурата включва имената на рода и вида.

Повечето микроорганизми се характеризират с изключително примитивна и универсална структура, следователно тяхното разделяне на таксони не може да се извърши само въз основа на морфологични характеристики. Като критерии се използват функционални характеристики, молекулярно-биологични данни и модели на биохимични процеси и др.

Характеристики на идентификацията

За идентифициране на неизвестен микроорганизъм се провеждат изследвания за изследване на следните свойства:

Цитология на клетки (предимно принадлежащи на про- или еукариотни организми).
Морфология на клетките и колониите (при определени условия).
Културни характеристики (характеристики на растеж върху различни среди).
Комплексът от физиологични свойства, върху коитобазирана класификация на микроорганизмите по тип дишане (аеробно, анаеробно)
Биохимични признаци (наличие или отсъствие на определени метаболитни пътища).
Набор от молекулярно-биологични свойства, включително отчитане на нуклеотидната последователност, възможността за хибридизация на нуклеинови киселини с материала на типични щамове.
Хемотаксономични показатели, предполагащи отчитане на химичния състав на различни съединения и структури.
Серологични характеристики (реакции "антиген - антитяло"; особено за патогенни микроорганизми).
Наличието и естеството на чувствителността към специфични фаги.

Систематиката и класификацията на микроорганизмите, свързани с прокариотите, се извършва с помощта на Ръководството на Bergey за систематика на бактериите. И идентификацията се извършва с помощта на детерминанта на Burgey.

Различни начини за класифициране на микроби

За да се определи таксономичната принадлежност на даден организъм, се използват няколко метода за класифициране на микроорганизмите.

При формална числена класификация всички характеристики се считат за еднакво значими. Тоест, взема се предвид наличието или отсъствието на определена характеристика.

Морфофизиологичната класификация включва изучаването на съвкупността от морфологични свойства и характеристики на хода на метаболитните процеси. В този случай той е надарен със смисъл и значение на определено свойство на даден обект. Поставянето на микроорганизма в една или друга таксономична група и присвояването на име зависи преди всичко от вида на клетъчната организация, морфологията на клетките и колониите и естеството на растежа.

Отчитането на функционалните характеристики осигурява възможността за използване на различни хранителни вещества от микроорганизми. Също така е важно да зависи отнякои физични и химични фактори на околната среда и по-специално начините за получаване на енергия. Има микроби, които изискват хемотаксономични изследвания, за да бъдат идентифицирани. Патогенните микроорганизми изискват серодиагностика. Използва се квалификатор за тълкуване на резултатите от горните тестове.

В молекулярно-генетичната класификация се анализира структурата на молекулите на най-важните биополимери.

Ред за идентифициране на микроорганизми

В наши дни идентифицирането на специфичен микроскопичен организъм започва с изолирането на неговата чиста култура и анализ на нуклеотидната последователност на 16S rRNA. По този начин се определя мястото на микроба във филогенетичното дърво и последващото уточняване по род и вид се извършва чрез традиционни микробиологични методи. Стойността на съвпадението, равна на 90%, ви позволява да определите родовата принадлежност, а 97% - видовата.

Още по-ясна диференциация на микроорганизмите по род и вид е възможна с помощта на полифилетична (многофазна) таксономия, когато определянето на нуклеотидните последователности се комбинира с използването на информация на различни нива, до екологичното. Тоест, първо се извършва търсене на групи от подобни щамове, последвано от определяне на филогенетичните позиции на тези групи, фиксиране на разликите между групите и техните най-близки съседи и събиране на данни за разграничаване на групите.

Основни групи еукариотни микроорганизми: водорасли

Тази област включва три групи, където има микроскопични организми. Говорим за водорасли, протозои и гъбички.

Водораслите са едноклетъчни, колониални или многоклетъчни фототрофи, които извършват кислородна фотосинтеза. развитиемолекулярно-генетичната класификация на микроорганизмите, принадлежащи към тази група, все още не е завършена. Следователно в момента водораслите се класифицират на практика въз основа на състава на пигментите и резервните вещества, структурата на клетъчната стена, наличието на подвижност и метода на възпроизвеждане.

Типични представители на тази група са едноклетъчни организми, принадлежащи към динофлагелати, диатомеи, евгленоиди и зелени водорасли. Всички водорасли се характеризират с образуването на хлорофил и различни форми на каротеноиди, но способността за синтезиране на други форми на хлорофили и фикобилини при представителите на групата се проявява по различен начин.

Комбинацията от тези или онези пигменти причинява оцветяването на клетките в различни цветове. Те могат да бъдат зелени, кафяви, червени, златисти. Клетъчната пигментация е характеристика на вида.

Диатомеите са едноклетъчни планктонни форми, при които клетъчната стена прилича на силиконова двучерупчеста черупка. Някои представители са способни да се движат по вид плъзгане. Размножаването е както безполово, така и сексуално.

Местообитанията на едноклетъчните водорасли еуглена са сладководни резервоари. Движат се с помощта на флагели. Няма клетъчна стена. Способен да расте на тъмно поради процеса на окисляване на органични вещества.

Динофлагелатите имат специална структура на клетъчната стена, тя се състои от целулоза. Тези планктонни едноклетъчни водорасли имат два странични флагела.

За микроскопичните представители на зелените водорасли местообитанията са пресни и морски водни тела, почвата и повърхността на различни земни обекти. Има неподвижни видове, а някои са способни да се придвижват с помощта на флагели. Точно като динофлагелати, зеленимикроводораслите имат целулозна клетъчна стена. Характерно е съхранението на нишесте в клетките. Размножаването се извършва както безполово, така и по полов път.

еукариотни организми: протозои

Основните принципи за класификация на микроорганизмите, принадлежащи към протозоите, се основават на морфологични характеристики, които значително варират сред представителите на тази група.

Повсеместното разпространение, поддържането на сапротрофен или паразитен начин на живот до голяма степен определя тяхното разнообразие. Протозоите, живеещи свободно от храна, са бактерии, водорасли, дрожди, други протозои и дори малки членестоноги, както и мъртви останки от растения, животни и микроорганизми. Повечето представители нямат клетъчна стена.

Те могат да водят стационарен начин на живот или да се движат с помощта на различни устройства: флагели, реснички и псевдоподи. В рамките на таксономичната група на протозоите има още няколко групи.

Представители на най-простите

Амебите извършват хранене чрез ендоцитоза, движат се с помощта на псевдоподи, същността на възпроизвеждането се крие в примитивното разделяне на клетката на две. Повечето амеби са свободно живеещи водни форми, но има и такива, които причиняват заболявания при хора и животни.

Флагелатите се характеризират с наличието на камшичета. Абсорбцията на разтворените хранителни вещества се извършва от цялата повърхност на CPM. Разделянето става само в надлъжна посока. Сред флагелатите има както свободно живеещи, така и симбиотични видове. Основните симбионти на хората и животните са трипанозомите (причиняват сънна болест), лейшманията (причиняват трудно заздравяващи язви), лямблиите (водят до чревни разстройства).

От всички протозои спорозоите имат най-сложен жизнен цикъл. Повечетоизвестен представител на спорозоите е маларийният плазмодий.

еукариотни микроорганизми: гъбички

Класификацията на микроорганизмите според вида на хранене отнася представителите на тази група към хетеротрофите. Повечето се характеризират с образуването на мицел. Дишането обикновено е аеробно. Но има и факултативни анаероби, които могат да преминат към алкохолна ферментация. Методите на размножаване са вегетативен, безполов и полов. Именно тази характеристика служи като критерий за по-нататъшна класификация на гъбите.

Основните групи микроорганизми-прокариоти: археи

Морфологията и класификацията на прокариотните микроорганизми ги обединяват в две области: бактерии и археи, чиито представители имат много съществени разлики. Археите нямат типични за бактериите клетъчни стени от пептидогликан (муреин). Те се характеризират с наличието на друг хетерополизахарид - псевдомуреин, в който липсва N-ацетилмураминова киселина.

Археите са разделени на три вида.

Характеристики на структурата на бактериите

Принципите на класификация на микроорганизмите, които обединяват микробите в тази област, се основават на структурните характеристики на клетъчната мембрана и по-специално съдържанието на пептидогликан в нея. В момента в домейна има 23 типа.

Според формата на клетките, наличието на устройства за движение, съчленяването на клетките помежду си, тази област се извършва в рамките на последващата класификация на микроорганизмите. Микробиологията разглежда следните видове бактерии въз основа на формата на клетките: кръгли, пръчковидни, нишковидни, навити, спираловидни. Според вида на движението бактериите могат да бъдат неподвижни, флагелирани или да се движат поради отделянето на слуз. Въз основа на начина, по който клетките артикулират една с друга, бактериите могат да бъдат изолирани, свързани под формата на двойки, гранули,срещат се и разклонени форми.

Патогенни микроорганизми: класификация

Сред пръчковидни бактерии има много патогенни микроорганизми (причинители на дифтерия, туберкулоза, коремен тиф, антракс); протозои (малариен плазмодий, токсоплазма, лайшмания, лямблия, трихомонада, някои патогенни амеби), актиномицети, микобактерии (причинители на туберкулоза, проказа), плесени и дрожди (причинители на микози, кандидоза). Гъбите могат да причинят всякакви кожни лезии, например различни видове лишеи (с изключение на херпес зостер, в който участва вирусът). Някои дрожди, като постоянни обитатели на кожата, нямат вредно въздействие при нормални условия на имунната система. Въпреки това, ако активността на имунитета намалява, тогава те причиняват появата на себореен дерматит.

Групи на патогенност

Третата група се характеризира с умерен риск от инфекция за индивида, нисък риск за обществото като цяло. Такива патогени теоретично могат да причинят заболяване и дори да го направят, има доказано ефективни лечения, както и набор от превантивни мерки, които могат да предотвратят разпространението на инфекцията.

Втората група на патогенност включва микроорганизми, които представляват висок риск за индивида, но нисък за обществото като цяло. В този случай патогенът може да причини тежко заболяване при хората, но не се разпространява от един заразен човек на друг. Има ефективни методи за лечение и профилактика.

1-ва група на патогенност се характеризира с висок риск както за индивида, така и за обществото като цяло. Патоген, който причинява тежко заболяване при хора или животни, може лесно да се предава по различни начини.Обикновено не са налични ефективни лечения и превантивни мерки.

Патогенните микроорганизми, чиято класификация определя принадлежността им към една или друга група на патогенност, причиняват голяма вреда на здравето на обществото само ако принадлежат към 1-ва или 2-ра група.