Принципы систематики и классификации микроорганизмов

Систематика, таксономия, микроорганизмов заключается в распределении (классификации) их по определенным группам (таксонам) с учетом формы, размеров, окраски, подвижности и других физиологических, культуральных, биохимических свойств. До сих пор нет единой естественной классификации микроорганизмов, отражающей эволюцию отдельных видов бактерий. Положение многих бактерий в системе еще точно не установлено. Сначала в основу классификации были положены морфологические признаки. Однако для научно обоснованной классификации этого недостаточно. Морфологические признаки бактерий немногочисленны и непостоянны. Варьируют и физиологические свойства микроорганизмов в зависимости от условий развития.

В настоящее время для этой цели используют комплекс признаков: фенотипические (морфологические, культуральные, физиологические и другие свойства) и генотипические (физико-химические свойства ДНК). Геносистематика позволяет определять микроорганизмы не по сходству, а по родству.

Основная таксономическая единица в системах классификации бактерий — вид. В микробиологии применяют термин штамм — понятие более узкое, чем вид. Штаммами называют различные культуры одного и того же вида, выделенные из разных мест обитания. Для установления вида бактерий используют морфологические (форма клеток, размеры, спорообразование, подвижность, окраска по Граму), культуральные (рис. 44 — характер роста на различных питательных средах: жидких и твердых, образование пигмента) и физиологические (отношение бактерий к различным источникам питания: углероду, азоту, сахарам и т. д.).

Как для растений и животных, так и для бактерий применяют биноминальную номенклатуру: родовое и видовое названия. Первое слово обозначает род и пишется на латинском языке с прописной буквы, второе слово обозначает видовое название микроорганизма и пишется со строчной буквы (на русском языке оба слова пишут со строчной). Например, сенная палочка — бациллюс субтилис (Bacillus subtllis); название бактериям дают, учитывая их морфологические и физиологические особенности. В классификации бактерий используют следующие таксономические категории: вид, род, семейство, порядок, класс, отдел, царство.

Вид объединяет организмы одной или нескольких разновидностей; род — группу родственных видов; семейство — группу родственных родов; порядок — группу родственных семейств. В СССР используют две системы классификации бактерий: Н. А. Красильникова («Определитель бактерий и актиномицетов», 1949 г.) и Д. X. Берги («Определитель бактерий», 1984 г.). В настоящем учебнике приведено описание наиболее важных в практическом отношении групп микроорганизмов, которые относятся к прокариотам или типичным бактериям и групп микроорганизмов, отличающихся от истинных бактерий рядом признаков.

Группа истинных бактерий (эубактерии). Истинные бактерии (эубактерии) представляют собой одноклеточные организмы шаровидной, палочковидной и извитой форм, размеры которых составляют в длину 5—20, в ширину — 0,5—2 мкм; подвижные бактерии имеют жгутики. В группу входят неспорообразующие и спорообразующие виды, аэробы и анаэробы, сапрофиты и паразиты.

1. Неспорообразующие бактерии. Семейство Pseudomonodaceae, род Pseudomonas — палочковидные, не образующие спор, подвижные, разлагают органические вещества (белки, жиры, углеводы, гумус).

Семейство Azotobacteriaceae, роды Azotomonas, Azotobac-ter— имеют клетки от палочковидной до овальной формы, не образуют спор, подвижные, для них характерна способность фиксировать, или связывать, молекулярный азот атмосферы. Семейство Acetobacteriaceae, роды Acetobacter, Cluconobac-ter — отличаются от вышеописанных организмов тем, что окисляют спирт в уксусную кислоту, широко распространены на цветах: плодах, овощах и т. д.

Семейство Nitrobacteriaceae, роды NUrosomonas, Nitrobac-ter — палочковидные, не образующие спор, подвижные и неподвижные, широко распространены в почвах, водоемах; характерна способность окислять аммиак до нитритов (N0,") и нитратов (NO,).

Семейство Enterobacteriaceae, роды Escherichia, Salmonella — палочковидные микроорганизмы, обитающие в кишечнике человека и животных, служат возбудителями кишечных инфекций.

• 2. Спорообразующие бактерии. Семейство Bacillaceae, роды Bacillus, Clostridium, Desulfotomaculum — палочковидные клетки, подвижные, аэробы и анаэробы. Споры бацилл могут располагаться в различных частях материнской клетки, а споры клостридий чаще бывают шире материнской клетки, что обусловливает образование клостридиальной или плектридиальной форм клеток. Микроорганизмы данной группы широко распространены в почве, воде и принимают активное участие в разложении органических соединений, связывают атмосферный азот и служат возбудителями болезней человека, животных, растений и насекомых.
• 3. Кокковидные и спиралевидные формы истинных бактерий. Семейство Micrococcaceae, род Micrococcus — бактерии сферической формы, спор не образуют, аэробы или факультативные анаэробы, широко распространены в почве и пресных водоемах.

Семейство Streptococcaceae, роды Streptococcus, Pedioco-cus — клетки овальной формы, соединенные в цепочки разной длины, факультативные анаэробы, широко распространены в почве, на поверхности растений, в молоке. Большую роль играют в получении кисломолочных продуктов и силосовании кормов.

Семейство Peptococcaceae, роды Peptococcus, Ruminococ-cus — клетки сферические, неподвижные, спор не образуют, анаэробы, широко распространены в почве, на поверхности растений, в желудочно-кишечном тракте животных и человека.

Семейство Spirillaceae, род Spirillum — имеют вид изогнутых палочек, неспорообразующие, подвижные, широко распространены в загрязненных реках, озерах. К спиралевидным формам истинных бактерий относят роды Vibrio, Desulfovibrio, представители которых характеризуются изогнутостью клеток в виде запятой; среди них есть болезнетворные для человека и животных формы.