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 особености и метаболитни възможности, тоест основната характеристика, която ги обединява, е размерът. Самият термин "микроорганизъм" не е надарен с таксономичен смисъл. Микробите принадлежат към голямо разнообразие от таксономични единици, а други представители на тези единици могат да бъдат многоклетъчни и да достигат 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: домейн, тип, клас, разред, семейство, род, вид. В микробиологията учените използват биномната система от характеристики на обекта, тоест номенклатурата включва имената на рода и вида.
За повечето микроорганизмихарактерна е изключително примитивна и универсална структура, следователно разделянето им на таксони не може да се извърши само по морфологични особености. Като критерии се използват функционални характеристики, молекулярно-биологични данни, модели на биохимични процеси и др.
Идентификация
За идентифициране на неизвестен микроорганизъм се провеждат изследвания за изследване на следните свойства:
- Клетъчна цитология (предимно принадлежащи към про- или еукариотни организми).
- Морфология на клетки и колонии (при специфични условия).
- Културни характеристики (характеристики на растеж в различни медии).
- Комплексът от физиологични свойства, на които се основава класификацията 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 нуклеиновите киселини с материала от тип щамове.
- Хемотаксономични индикатори, които отчитат химичния състав на различни съединения и структури.
- Серологични характеристики (реакции "антиген - антитяло"; особено за патогенни микроорганизми).
- Наличие и естество на чувствителност към специфични фаги.
Систематиката и класификацията на микроорганизмите, свързани с прокариотите, се извършва с помощта на "Ръководството на Burgey за систематиката на бактериите". Идентификацията се извършва с помощта наДетерминантата на Бърджи.
Различни начини за класифициране на микробите
За определяне на таксономичната принадлежност на даден организъм се използват няколко метода за класифициране на микроорганизми.
С официална цифрова класификация всички характеристики се считат за еднакво значими. Тоест, наличието или отсъствието на определена характеристика се взема предвид.
Морфофизиологичната класификация включва изучаването на съвкупността от морфологични свойства и особености на протичането на метаболитните процеси. В този случай той е надарен със значение и значение на определено свойство на обект. Поставянето на микроорганизма в определена таксономична група и присвояването на име зависят преди всичко от типа клетъчна организация, морфологията на клетката и колонията и моделите на растеж.
Отчитането на функционалните характеристики дава възможност за използване на различни хранителни вещества от микроорганизми. Важна е и зависимостта от определени физични и химични фактори на околната среда и в частност начините за получаване на енергия. Има микроби, които изискват хемотаксономични изследвания, за да ги идентифицират. Патогенните микроорганизми изискват серодиагностика. Квалификаторът се използва за интерпретиране на резултатите от горните тестове.
В молекулярно-генетичната класификация се анализира структурата на молекулите на най-важните биополимери.
Процедура за идентифициране на микроорганизми
Днес идентификацията на конкретен микроскопичен организъм започва сизолиране на неговата чиста култура и анализ на нуклеотидната последователност на 16S rRNA. По този начин се определя мястото на микроба върху филогенетичното дърво и последващото уточняване по род и вид се извършва с помощта на традиционни микробиологични методи. Стойността на съвпадението от 90% ви позволява да определите рода, а 97% - вида.
Възможна е още по-ясна диференциация на микроорганизмите по род и вид с помощта на полифилетична (полифазна) таксономия, когато определянето на нуклеотидни последователности се комбинира с използването на информация на различни нива, до екологично. 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 диференциране на групите.
Основни групи еукариотни микроорганизми: водорасли
Този домейн включва три групи, където има микроскопични организми. Говорим за водорасли, протозои и гъби.
Вораслите са едноклетъчни, колониални или многоклетъчни фототрофи, които извършват кислородна фотосинтеза. Разработването на молекулярно-генетична класификация на микроорганизмите, принадлежащи към тази група, все още не е завършено. Ето защо в момента на практика се използва класификацията на водораслите въз основа на състава на пигментите и резервните вещества, структурата на клетъчната стена, наличието на подвижност и метода на размножаване.
Типични представители на тази група саедноклетъчни организми, принадлежащи към динофлагелати, диатомеи, евгленоиди и зелени водорасли. Всички водорасли се характеризират с образуването на хлорофил и различни форми на каротеноиди, но способността да се синтезират други форми на хлорофили и фикобилини при представителите на групата се проявява по различни начини.
Комбинацията от тези или онези пигменти определя оцветяването на клетките в различни цветове. Те могат да бъдат зелени, кафяви, червени, златисти. Клетъчната пигментация е вид характеристика.
Диатомеите са едноклетъчни планктонни форми, при които клетъчната стена изглежда като силиконова двучерупчеста черупка. Някои представители са способни да се движат по вида на плъзгането. Размножаването е както асексуално, така и сексуално.
Местообитанията на едноклетъчните водорасли еуглена са сладководни резервоари. Те се движат с помощта на флагели. Няма клетъчна стена. Способен да расте в тъмнина 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, почва и повърхността на различни земни обекти. Има неподвижни видове, а някои са способни да се движат с помощта на флагели. Точно като динофлагелатите, зелените микроводорасли имат целулозна клетъчна стена. Характерно е съхранението на нишесте в клетките. Размножаването е както асексуално, така и сексуалноначин.
Еукариотни организми: протозои
Основните принципи на класификация на микроорганизмите, принадлежащи към протозоите, се основават на морфологични характеристики, които се различават значително между представителите на тази група.
Вездесъщото разпространение, поддържането на сапротрофен или паразитен начин на живот до голяма степен определя тяхното разнообразие. Хранителни свободно живеещи протозои са бактерии, водорасли, дрожди, други протозои и дори малки членестоноги, както и мъртви останки от растения, животни и микроорганизми. Повечето представители нямат клетъчна стена.
Могат да водят неподвижен живот или да се движат с помощта на различни устройства: флагели, реснички и прокрака. Има още няколко групи в рамките на таксономичната група на протозоите.
Представители на най-простите
Амебите се хранят чрез ендоцитоза, движат се с помощта на псевдоподи, същността на размножаването се крие в примитивното делене на клетката на две. Повечето амеби са свободно живеещи водни форми, но има някои, които причиняват болести при хората и животните.
Клетките на инфузорията имат две различни ядра, асексуалното размножаване се състои в напречно делене. Има представители, за които е характерно половото размножаване. В движението участва координирана система от реснички. Ендоцитозата се осъществява чрез улавяне на храна в специална устна кухина, а остатъците се екскретират чрездупка в задния край. В природата ресничките живеят във водоеми, замърсени с органични вещества, както и в търбуха на преживните животни.
Флагелатите се характеризират с наличието на жгутици. Усвояването на разтворените хранителни вещества се осъществява 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 трипанозоми (причиняват сънна болест), лайшмания (причиняват трудно заздравяващи язви), giardia (водят до чревни разстройства).
Sporozoans имат най-сложния жизнен цикъл от всички протозои. Най-известният представител на спорозоите е маларийният плазмодий.
Еукариотни микроорганизми: гъби
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 вегетативни, асексуални и полови. Именно тази характеристика служи като критерий за по-нататъшна класификация на гъбичките.
Ако говорим за значението на представителите на тази група, то най-интересната тук е комбинираната нетаксономична група дрожди. Това включва гъби, които нямат етап на растеж на мицел. Сред дрождите има много факултативни анаероби. Има обаче и патогенни видове.
Основни групи прокариотни микроорганизми:archaea
Морфологията и класификацията на прокариотните микроорганизми ги комбинира в два домена: бактерии и археи, чиито представители имат много съществени разлики. Археите нямат пептидогликанови (муреинови) клетъчни стени, типични за бактериите. Характеризират се с наличието на друг хетерополизахарид - псевдомуреин, който не съдържа N-ацетилмурамова киселина.
Археите са разделени на три типа.
Характеристики на структурата на бактериите
Принципите на класификация на микроорганизмите, които обединяват микробите в тази област, се основават на структурните особености на клетъчната мембрана и по-специално съдържанието на пептидогликан в нея. В момента има 23 типа в домейна.
Бактериите са важна връзка в кръговрата на веществата в природата. Същността на тяхното значение в този глобален процес е разлагането на растителни и животински остатъци, пречистването на замърсени с органични вещества водни тела и модифицирането на неорганични съединения. Без тях съществуването на живот на Земята би било невъзможно. Тези микроорганизми живеят навсякъде, тяхното местообитание може да бъде почва, вода, въздух, човешкото тяло, животни и растения.
Според формата на клетките, наличието на устройства за движение, артикулацията на клетките помежду си, този домен се осъществява в рамките на последващата класификация на микроорганизмите. Микробиологията разглежда следните видове бактерии въз основа на формата на клетките: кръгли, пръчковидни, нишковидни, извити, спираловидни. Според вида на движението бактериите могат да бъдат неподвижни, бичукови или движещи се поради екскреция.слуз. Въз основа на начина, по който клетките се артикулират една с друга, бактериите могат да бъдат изолирани, свързани под формата на двойки, гранули и също се откриват разклонени форми.
Патогенни микроорганизми: класификация
Патогенните микроорганизми са много сред пръчковидни бактерии (причинители на дифтерия, туберкулоза, коремен тиф, антракс); протозои (малариен плазмодий, токсоплазма, лайшмания, лямблии, трихомонади, някои патогенни амеби), актиномицети, микобактерии (причинители на туберкулоза, проказа), плесени и дрождеподобни гъби (причинители на микози от кандидия). 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, не оказват вредно въздействие при нормални условия на имунната система. Ако обаче активността на имунната система е намалена, те предизвикват появата на себореен дерматит.
Групи за патогенност
Епидемиологичната опасност от микроорганизми е критерият за групиране на всички патогенни микроби в четири групи, съответстващи на четири рискови категории. По този начин групите за патогенност на микроорганизмите, чиято класификация е дадена по-долу, представляват най-голям интерес за микробиолозите, тъй като те влияят пряко върху живота и здравето на населението.
Най-безопасната, 4-та група по патогенност, включва микроби, които не представляват заплаха за здравето на индивида (или рискът от тази заплаха е незначителенмалък). Тоест рискът от инфекция е много малък.
3-та група се характеризират 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. Налични са ефективни методи за лечение и профилактика.
1-ва група на патогенност се характеризира с висок риск както за отделния човек, така и за обществото като цяло. Патоген, който причинява тежко заболяване при човек или животно, може лесно да се предава по различни начини. Ефективни лечения и превантивни мерки обикновено не са налични.
Патогенните микроорганизми, чиято класификация определя принадлежността им към една или друга група по патогенност, причиняват големи вреди на общественото здраве само ако принадлежат към 1-ва или 2-ра група.
