Принципи на класификация на микроорганизмите

Микроорганизмите (микробите) се считат за едноклетъчни организми, чийто размер не надвишава 0,1 mm. Представители на тази голяма група могат да имат различна клетъчна организация, морфологични признаци и метаболитни възможности, което означава, че основният знак, обединяващ ги, е размерът. Самият термин "микроорганизъм" не е обозначен с таксономично значение. Микробите принадлежат към много различни 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 материали за микробите е необходимо да се въведат правила за тяхното описание и систематизация.

Класификацията на микроорганизмите се характеризира с наличието на следните таксони: домейн, флаг, класа, ред, семейство, род, вид. В микробиологията учените използват биномична система от обективни характеристики, т.е. номенклатурата включва имената на рода и вида.

За повечето микроорганизми е характерна изключително примитивна и универсална структура, поради което тяхното разделяне на таксони не може да се осъществи само с морфологични характеристики. Функционалните характеристики, молекулярните биологични данни и видовете потоци на биохимичните процеси и т.н. също се използват като критерии.

Идентификационни характеристики

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

1. Цитология на клетките (предимно принадлежащи към про-или еукариотни организми).
2. Морфология на клетките и колониите (при специфични условия).
3. Културни характеристики (характеристики на растежа на различни медии).
4. Комплексът от физиологични свойства, върху които се класифицира микроорганизмите според вида на дишането (аеробни, анаеробни)
5. Биохимични признаци (наличие или отсъствие на определени метаболитни пътища).
6. Набор от молекулярно-биологични свойства, включително последователността от нуклеотиди, възможността за хибридизация на нуклеинови киселини с материал от типични щамове.
7. Хемотаксономични показатели, които отчитат химичния състав на различни съединения и структури.
8. Серологични характеристики (реакции "антиген-антитяло" - особено за патогенни микроорганизми).
9. Наличието и естеството на чувствителността към специфични фаги.

Систематиката и класификацията на микроорганизмите, принадлежащи на прокариотите, се извършва с помощта на "Berjee Guide to Systematics of Bacteria". А идентификацията се извършва с детерминанта Berji.

Различни начини за класифициране на микробите

За да се определи таксономичната идентичност на организма, се използват няколко метода за класифициране на микроорганизми.

При формална цифрова класификация всички характеристики се считат за еднакво значими. Това означава, че присъствието или липсата на една или друга характеристика се взема предвид.

Морфофизиологичната класификация предполага изследване на набор от морфологични свойства и характеристики на протичането на метаболитните процеси. В този случай се дава значението и значението на това или онова свойство на обекта. Поставянето на микроорганизми в определена таксономична група и приписването на име зависи главно от тях вид клетъчна организация, морфологията на клетките и колониите, както и естеството на растежа.

Отчитането на функционалните характеристики осигурява възможност за използване на микроорганизми от различни хранителни вещества. Също така е важно да зависим от определени физични и химични фактори на околната среда, и по-специално начини за получаване на енергия. Има такива микроби, за идентифицирането на които е необходимо да се извършат хемотаксономични изследвания. Патогенните микроорганизми се нуждаят от серодиагниза. За да се интерпретират резултатите от горните тестове, се използва детерминанта.

С молекулярна генетична класификация се анализира структурата на молекулите на най-важните биополимери.

Редът за идентификация на микроорганизмите

В наше време идентификацията на специфичен микроскопски организъм започва с изолирането на неговата чиста култура и анализа на нуклеотидната последователност на 16S rRNA. По този начин се определя местоположението на микробите върху филогенетичното дърво и последващата реконкретизация по род и вид се извършва с традиционните микробиологични методи. Стойността на съвпадението, равна на 90%, ни позволява да определим генеричното аксесоар, а 97% - видовете.

Още по-ясно разграничаване на микроорганизми в рода и видовете, е възможно използване polyphyletic (многофазен) таксономия, при определяне на нуклеотидната последователност се комбинира с информацията на различни нива, до околната среда. Това означава, че предварително направен списък на групи от други щамове с последващо определяне на филогенетичен положението на тези групи, фиксиране между група разликите и близките си съседи, събиране на данни, което позволява да се прави разлика между групи.

Основните групи от еукариотни микроорганизми: водорасли

Този домейн включва три групи, в които има микроскопични организми. Това са водорасли, протозои и гъби.

Водораслите са едноклетъчни, колониални или многоклетъчни фототрети, които извършват оксигенична фотосинтеза. Развитието на молекулярната генетична класификация на микроорганизмите, принадлежащи към тази група, все още не е завършено. Поради това в момента класификацията на водораслите се прилага 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 динофлагелета, диатомеи, зелени еуглени и зелените водорасли. За всички водорасли се характеризира с образуването на хлорофил и каротиноиди, различни форми, но способността да синтезира други форми на хлорофил и phycobilins представителите на групата се проявява по различни начини.

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

Диатомите са едноклетъчни плактонични форми, в които клетъчна стена има външен вид на силиконова двуслойна обвивка. Част от представителите могат да се движат като приплъзване. Възпроизвеждането е безспорно и сексуално.

Хабитатите на едноклетъчните егуленни водорасли са сладководни резервоари. Преместена с помощта на фланела. Няма клетъчна стена. Те са способни да се развиват в условия на тъмнина, дължащи се на процеса на окисление на органични вещества.

Dinoflagellates имат специална структура на клетъчната стена, тя се състои от целулоза. Тези планктонни едноклетъчни водорасли имат две странични фланела.

За микроскопски представители зелени водорасли местообитанията са свежи и морски водни тела, почвата и повърхността на различни земни обекти. Все още има видове, а някои са способни да се движат с помощта на флагели. Както в динофлагелтите, зелените микроалгали имат целулозна клетъчна стена. Характерно е съхранението на нишесте в клетките. Възпроизвеждането се извършва както есексуално, така и по полов път.

Еукариотични организми: протозои

Основните принципи на класификация на микроорганизмите, принадлежащи към протозои, се основават на морфологични характеристики, които се различават значително сред представителите на тази група.

Ubiquitous, провеждане saprotrophic или паразитни начин на живот до голяма степен определя тяхното многообразие. Хранителни свободно живеещи протозои са бактерии, водорасли, мая, протозои, и дори други малки членестоноги, както и останките на мъртви растения, животни и микроорганизми. Повечето представители нямат клетъчна стена.

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

Представители на протозои

Amoebas се хранят чрез ендоцитоза, се движат с помощта на псевдоподи, същността на репродукцията е примитивен клетъчно делене в две. Повечето от амебата са свободни живи водни форми, но има и някои, които причиняват болести при хората и животните.

В клетките на infusorians има две различни ядра, асексуално възпроизвеждане се състои в напречно разделяне. Има представители, за които сексуалното възпроизводство е характерно. В движението участва координирана система от ресни. Ендоцитозата се получава чрез захващане на храната със специална устна кухина и остатъците се отстраняват през отвор в задния край. В природата инфузорите обитават организми, замърсени с органична материя, както и румени от преживни животни.

Flagellates се характеризират с наличие на флагели. Абсорбцията на разтворените хранителни вещества се извършва от цялата повърхност на МТС. Разделянето се извършва само в надлъжна посока. Сред папагалите има както свободно живеещи, така и симбиотични видове. Основни човешки и животински симбионти - трипанозоми (причина сънна болест), Leishmania (hardhealed причиняват язви), Giardia (водят до чревни разстройства).

В sporovikov от всички protists най-сложен жизнен цикъл. Най-известният представител на sporovikov е малариен плазмодиум.

Еукариотични микроорганизми: гъбички

Класификация на микроорганизми чрез вид храна носи представителите на тази група на хетеротрофи. За мнозинството е характерно образуването на мицел. Дишането като правило е аеробно. Но има факултативни анаероби, които могат да преминат към алкохолна ферментация. Методите за възпроизводство са вегетативни, безсрамни и сексуални. Тази характеристика служи като критерий за по-нататъшно класификация на гъбичките.

Ако говорим за важността на представителите на тази група, най-интересното е предшественикът на неаксоновата група дрожди. Има гъби, които нямат мицелен растеж. Сред дрождите има много факултативни анаероби. Съществуват и патогенни видове.

Основните групи микроорганизми - прокариоти: Арчан

Морфологията и класификацията на микроорганизмите - прокариоти ги комбинират в две области: бактерии и архаии, чиито представители имат много съществени различия. Арките нямат типични пептидогликанови (миши) клетъчни стени, типични за бактериите. Те се характеризират с наличието на друг хетерополизахарид, псевдоуремен, в който няма N-ацетилмурамична киселина.

Аркаите са разделени на три фрагмента.

Характеристики на структурата на бактериите

Принципите на класифициране на микроорганизми, които комбинират микроби в даден домейн, се основават на характеристиките на структурата на клетъчната мембрана и по-специално на съдържанието на пептидогликан в нея. В момента има 23 phylums в домейна.

Бактериите са важна връзка в цикъла на веществата в природата. Същността на тяхното значение в този глобален процес е разграждането на растителни и животински остатъци, пречистването на заразени от резервоари организми, модификацията на неорганични съединения. Без тях съществуването на живота на Земята би било невъзможно. Тези микроорганизми живеят навсякъде, хабитатите им могат да бъдат почвата, водата, въздуха, човешкото тяло, животните и растенията.

Следващата класификация на микроорганизмите се извършва под формата на клетки, наличието на адаптации за движение, артикулацията на клетките между тази област. Микробиологията разглежда следните видове бактерии, базирани на формата на клетките: заоблени, пръчковидни, влакнести, навити, спирални. Чрез вида на движението бактериите могат да бъдат неподвижни, флагелирани или да се движат чрез освобождаване на слуз. Изхождайки от метода на артикулация на клетките един с друг, бактериите могат да бъдат изолирани, свързани във формата на двойки, гранули и форми на разклоняване.

Патогенни микроорганизми: класификация

Патогените много сред пръчковидни бактерии (патогени дифтерия, туберкулоза, коремен тиф, антракс) - протозои (Plasmodium фалципарум, Toxoplasma, Leishmania, Giardia, Trichomonas, някои патогенни амеба), актиномицети, микобактерии (причинители на туберкулоза, проказа), плесени и дрожди гъби (микози на патогени, кандидоза). Гъби може да причини различни кожни лезии, като например различни видове лишеи (с изключение на херпес, в които участва появата на вируса). Някои мая са постоянни жители на кожата, в нормалната работа на имунната система да не бъдат неблагоприятно засегнати. Въпреки това, ако дейността е намален имунитет, те причиняват появата на себореен дерматит.

Патогенни групи

Епидемиологичната опасност от микроорганизми е критерий за комбиниране на всички патогени в четири групи, съответстващи на четирите рискови категории. По този начин групите за патогенност на микроорганизмите, които са класифицирани по-долу, са от най-голям интерес за микробиолозите, тъй като пряко засягат живота и здравето на населението.

Най-сигурната, четвъртата група за патогенност, включва микроби, които не представляват заплаха за здравето на дадено лице (или рискът от тази заплаха е незначителен). Това означава, че рискът от инфекция е много малък.

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

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

Първата група патогенност се характеризира с висок риск както за индивида, така и за обществото като цяло. Патоген, който причинява сериозно заболяване в човек или животно, може лесно да бъде предаден по различни начини. Ефективните методи на лечение и превантивните мерки обикновено липсват.

Патогенните микроорганизми, чиято класификация определя тяхната принадлежност към определена група патогенност, причиняват големи щети на здравето на обществото само ако принадлежат към 1-ва или 2-ра група.