منهجية علم الأحياء الدقيقة للكائنات الحية الدقيقة. التصنيف الحديث للكائنات الحية الدقيقة.

نصيحة الكائنات الحية الدقيقة هي مجموعة جماعية كبيرة، قد يختلف ممثلوها في التنظيم الخلوي والتشكل والقدرات الأيضية، ولكنهم متحدون بالأحجام المجهرية. ولذلك، فإن مصطلح "الكائنات الحية الدقيقة" ليس له أي معنى تصنيفي. ينتمي ممثلو العالم الميكروبي إلى مجموعة واسعة من المجموعات التصنيفية، والتي يمكن أن يكون أعضاؤها الآخرون كائنات متعددة الخلايا، وأحيانًا ذات حجم ضخم. على سبيل المثال، ترتبط فطريات العفن السفليغطاء الفطر

، ويتم دمج الطحالب الدقيقة مع أفراد كبيرة مثل عشب البحر. الكائنات الحية الدقيقة هي أكبر مجموعة من حيث عدد الممثلين وأعضائها منتشرون في كل مكان. جميع أنواع التمثيل الغذائي المعروفة تحدث في الكائنات الحية الدقيقة.

طرق تصنيف الكائنات الحية الدقيقة يتطلب تراكم المواد الواقعية الهائلة إدخال قواعد لوصف الأشياء وتوزيعها في مجموعات. لكي نتمكن من مقارنة النتائج التي حصل عليها الباحثون المختلفون ولتسهيل العمل، أصبح من الضروري تصنيف الكائنات الحية الدقيقة. التصنيف يعني تخصيص شيء محددكائن بيولوجي

إلى مجموعة معينة من التجانس (الأصنوفة) حسب مجمل خصائصها المتأصلة. . تتم دراسة علاقات التبعية والعلاقات المتبادلة بين الأصناف على مختلف المستويات عن طريق التصنيف في التصنيف الحديث للكائنات الحية الدقيقة، يتم قبول التسلسل الهرمي التالي للأصناف: المجال، الشعبة، الطبقة، الرتبة، العائلة، الجنس، النوع. النوع هو الوحدة التصنيفية الأساسية. يستخدم علماء الأحياء الدقيقة نظامًا ذا حدين لتسمية كائن (التسمية)، والذي يتضمن أسماء عامة وأسماء الأنواع، على سبيل المثال،الإشريكية القولونية، Saccharomyces cerevisiae، الزائفة الزنجارية

بالنسبة للتصنيف، من المهم الاتفاق على مجموعة من المعايير التي ستكون حاسمة عند دمج الأشياء في مجموعة. تمتلك معظم الكائنات الحية الدقيقة بنية عالمية وبسيطة للغاية، لذا فإن الأوصاف المورفولوجية ليست كافية لتقسيمها إلى أصناف. واضطر الباحثون إلى استخدام الخصائص الوظيفية للكائنات الحية الدقيقة، أي. لاحظ ميزات التمثيل الغذائي الخاص بهم. علاوة على ذلك، اعتمادًا على النهج المتبع، يمكن أن يكون للعلامات أهمية مختلفة (كان من الضروري وضع بعضها في هذه المجموعة، بينما قد يختلف البعض الآخر).

في الوقت الحالي، من المستحيل تصنيف كائن ميكروبيولوجي دون دراسة مجمل البيانات البيولوجية المورفولوجية والكيميائية الحيوية والجزيئية. عند تحديد كائن حي دقيق غير معروف (تحديد الهوية)، يتم فحص الخصائص التالية:

1. علم خلايا الخلايا (في المقام الأول، التصنيف على أنها مؤيدة أو حقيقية النواة)؛
2. مورفولوجيا الخلايا والمستعمرات (على وسائط معينة وتحت ظروف معينة)؛
3. الخصائص الثقافية (نمط النمو على الوسائط الصلبة والسائلة)؛
4. الخصائص الفسيولوجية (القدرة على استخدام ركائز مختلفة، والموقف من درجة الحرارة، والتهوية، ودرجة الحموضة، وما إلى ذلك)؛
5. الخصائص البيوكيميائية (وجود بعض المسارات الأيضية)؛
6. الخصائص البيولوجية الجزيئية (تسلسل النيوكليوتيدات من الرنا الريباسي 16S، محتوى أزواج GC-AT بالمول%، إمكانية تهجين الأحماض النووية مع مادة السلالات القياسية)؛
7. الخصائص التصنيفية الكيميائية (التركيب الكيميائي للمركبات والهياكل المختلفة، على سبيل المثال، طيف الأحماض الدهنية والتيكويكية في البكتيريا الشعاعية، والأحماض الفطرية في النوكارديا، والمتفطرات، والبكتيريا الوتدية)؛
8. الخصائص المصلية على أساس تفاعلات الأجسام المضادة للمستضد (خاصة بالنسبة للكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض)؛
9. حساسية تجاه فاجات معينة (كتابة فج).

في بعض الأحيان يلاحظ أن الكائنات الحية الدقيقة لديها عناصر خارج الصبغي، بما في ذلك البلازميدات الصامتة (المبهمة). يجب أن نتذكر أنه يمكن فقدان البلازميدات بسهولة.

عند تحديد الكائنات الحية الدقيقة بدائية النواة، يعتمد الباحثون المعاصرون على تعليمات دليل بيرجي لعلم البكتيريا النظامية ويستخدمون دليل تحديد بيرجي.

حاليا، هناك عدة طرق رئيسية لتصنيف الكائنات الحية، بما في ذلك الكائنات الحية الدقيقة.

يعتبر التصنيف العددي الرسمي أن جميع علامات الكائن الحي لها نفس الأهمية. ويجب أن تكون المعايير التي تؤخذ في الاعتبار بديلة، أي. يكون حاضرا (+) أو (-) غائبا عن كائن معين. تعتمد دقة وضعها في هذه المجموعة على اكتمال دراسة الكائن الحي. ولقياس درجة التشابه والاختلاف بين الأشياء، تم تطوير برامج حاسوبية خاصة تقارن بين الكائنات الحية وفقا لمجموعة من الخصائص المدروسة. يتم تجميع الكائنات الحية المماثلة في مجموعات.

للتصنيف المورفولوجي، من الضروري دراسة مجمل الخصائص المورفولوجية والسمات الأيضية للكائنات الحية. في الوقت نفسه، يتم أخذ الأهمية المختلفة للمعايير المطبقة في الاعتبار: تعتبر بعض الخصائص إلزامية وهامة للكائن، في حين أن البعض الآخر قد يكون موجودا بدرجات متفاوتة أو غائبا تماما. لوضع الكائنات الحية الدقيقة في مجموعة وتعيين اسم لها، يتم تحديد نوع التنظيم الخلوي أولاً، ويتم وصف مورفولوجية الخلايا والمستعمرات، بالإضافة إلى نمط النمو في أوساط معينة وتحت ظروف معينة. وتشمل الخصائص الوظيفية للكائن إمكانية استخدام العناصر الغذائية المختلفة، وعلاقتها بالعوامل البيئية الفيزيائية والكيميائية، وكذلك تحديد طرق الحصول على الطاقة وتفاعلات التبادل البناءة. بالنسبة لبعض الكائنات الحية الدقيقة، من الضروري إجراء دراسات التصنيف الكيميائي. عادة ما تخضع الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض للتشخيص المصلي. يتم استخدام نتائج كل هذه الاختبارات عند العمل مع المحدد. حاليًا، لتحديد الكائنات الحية الدقيقة بدائية النواة، يستخدم الباحثون معرفًا سمي على اسم عالم البكتيريا الأمريكي بيرجي، الذي اقترح الأساس لمثل هذا التصنيف في عام 1923.

يتضمن التصنيف الوراثي الجزيئي تحليل بنية جزيئات البوليمرات الحيوية المهمة. يجب أن يكون مثل هذا الجزيء محفوظًا ومهمًا لعملية الحياة الأساسية. اقترح البروفيسور كارل ووز من جامعة إلينوي أخذ الحمض النووي الريبي الريباسي 16S بدائية النواة (18S rRNA للكائنات حقيقية النواة) كأساس. هذا الجزيء هو جزء من الريبوسومات، والتي هي المسؤولة في جميع الكائنات الحية عن أهم عملية حياة - تخليق البروتين. يتغير جهاز تخليق البروتين قليلاً بمرور الوقت، حيث أن أي خلل كبير يمكن أن يؤدي إلى موت الخلايا. لذلك، في جزيئات الرنا الريباسي كائنات مختلفةمعظم النيوكليوتيدات لا تتغير، والجزء الذي يتغير أثناء التطور يكون فريدًا بالنسبة لكائن حي معين. يتكون الرنا الريباسي 16S من 1500 نيوكليوتيدات، 900 منها محافظة، أي. فهو يحتوي على الكثير من المعلومات، ولكن ليس بشكل مفرط، ويمكن اعتباره نوعًا من "الكرونومتر" الجيني البيولوجي. مقارنة باستخدام خاص برامج الكمبيوترمن خلال تسلسل النيوكليوتيدات لهذا الجزيء في كائنات مختلفة، من الممكن الحصول على مجموعات من أوجه التشابه بين الكائنات البيولوجية، مما يعكس العلاقات المرتبطة بينها وتطورها التطوري. بناءً على العديد من المقارنات، تم بناء شجرة النشوء والتطور، حيث تم تقسيم جميع ممثلي العالم الحي إلى ثلاثة مجالات كبيرة (الإمبراطوريات، الممالك الفائقة): البكتيريا، والعتائق، وحقيقيات النوى. يحتوي نطاق البكتيريا والعتائق على كائنات بدائية النواة فقط، في حين يشمل مجال حقيقيات النوى جميع حقيقيات النوى - أحادية الخلية ومتعددة الخلايا، بما في ذلك البشر. وفي الوقت نفسه، ثبت أن الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء لها أصل تكافلي بدائيات النواة. يرسل الباحثون تسلسلات النيوكليوتيدات للكائنات التي تمت دراستها إلى بنك الجينات الحاسوبي العالمي، حيث تهدف بياناته إلى المقارنة مع تسلسلات كل كائن معزول حديثًا.

حاليًا، لتحديد كائن حي دقيق محدد، يتم أولاً عزل ثقافته النقية ويتم تحليل تسلسل نيوكليوتيدات الرنا الريباسي 16S. يسمح لك بتحديد مكان الكائنات الحية الدقيقة على شجرة النشوء والتطور، ومن ثم يتم تحديد اسم النوع باستخدام الطرق التقليدية. الطرق الميكروبيولوجية. علاوة على ذلك، تشير 90٪ من التطابقات إلى الانتماء إلى جنس معين، و 97٪ - إلى نوع معين. لتوضيح الانتماء التصنيفي، يتم إجراء تهجين DNA-DNA، مما يعطي توافقًا بنسبة أكبر من 30% داخل الجنس وأكبر من 70% داخل النوع.

للحصول على تمايز أكثر وضوحًا بين الكائنات الحية الدقيقة على مستوى الجنس والأنواع، يُقترح استخدام التصنيف متعدد العرق (متعدد الأطوار)، عندما يتم استخدام المعلومات إلى جانب تحديد تسلسل النيوكليوتيدات مستويات مختلفة، حتى البيئية. في الوقت نفسه، يتم إجراء بحث أولي عن مجموعات من سلالات مماثلة ويتم تحديد المواقع التطورية لهذه المجموعات، ويتم تسجيل الاختلافات بين المجموعات وأقرب جيرانها، ويتم جمع البيانات التي تسمح بالتمايز بين المجموعات.

المجموعات الرئيسية من الكائنات الحية الدقيقة حقيقية النواة

في المجال حقيقيات النوىهناك ثلاث مجموعات تحتوي على كائنات مجهرية. هذه هي الطحالب والطفيليات والفطريات.

الأعشاب البحرية("تنمو في الماء") عبارة عن صور ضوئية أحادية الخلية أو مستعمرة أو متعددة الخلايا تقوم بعملية التمثيل الضوئي الأكسجين. التصنيف الوراثي الجزيئي للطحالب قيد التطوير، لذلك، لأغراض عملية، يتم استخدام تصنيف الطحالب وفقًا لتركيبة الأصباغ والمواد الاحتياطية وبنية جدار الخلية ووجود الحركة وطريقة التكاثر. تعتبر الكائنات الميكروبيولوجية تقليديا ممثلين وحيدة الخلية للدينوفلاجيلات والدياتومات والأودينا والطحالب الخضراء، فضلا عن أشكالها عديمة اللون التي تنمو في الظلام وفقدت أصباغها. جميع الطحالب تنتج الكلوروفيل أوأشكال مختلفة من الكاروتينات، ويختلف ممثلو المجموعات في قدرتهم على تصنيع أشكال أخرى من الكلوروفيل والفيكوبيلين. تلطيخ الخلايا في ألوان مختلفة: الأخضر والبني والأحمر والذهبي - يعتمد على مزيج الأصباغ في نوع معين. الدياتومات عبارة عن أشكال عوالق أحادية الخلية لها جدار خلوي مميز على شكل غلاف ثنائي الصدفتين من السيليكون. يمكن لبعض الممثلين التحرك عن طريق الانزلاق. يتكاثرون لاجنسيًا وجنسيًا. تعيش طحالب الأوجلينا أحادية الخلية في مسطحات المياه العذبة وتتحرك بمساعدة الأسواط. إنهم يفتقرون إلى جدار الخلية. في الظلام يكونون قادرين على النمو بسبب أكسدة المواد العضوية. يتكون جدار الخلية من الدينوفلاجيلات من السليلوز. تحتوي هذه الطحالب وحيدة الخلية العوالق على سوطين جانبيين. يعيش الممثلون المجهريون للطحالب الخضراء في المياه العذبة والبحرية وفي التربة وعلى سطح الأجسام الأرضية المختلفة. يمكن أن تكون غير متحركة أو تتحرك بمساعدة السوط. تحتوي الطحالب الدقيقة الخضراء على جدار خلوي من السليلوز وتخزن النشا في خلاياها. إنهم قادرون على التكاثر جنسيًا ولا جنسيًا.

يتم تقسيم الفطر إلى مجموعات حسب خصائص تكاثرها. تشمل الفطريات غير الكاملة ممثلين لا يوجد لديهم التكاثر الجنسي. الكائنات الميكروبيولوجية التقليدية - أنواع الأجناس البنسليوم، الرشاشيات، المبيضات، رودوتورولاوآخرون يدخلون في هذه المجموعة. تتكون مجموعة الفطريات الزيجومية من الفطريات التي تحتوي على أفطورة متجانسة وتشكل بوغًا لاقحيًا عن طريق اندماج خيوطين أبويتين أثناء العملية الجنسية. الأجناس المعروفة من zygomycetes هي Mucor و Rhizopus. تسمى الفطريات التي تشكل كيسًا خاصًا (اسأل) للتكاثر بالفطريات المترافقة. لديهم أفطورة مقسمة، وأثناء التكاثر اللاجنسي يشكلون كونيديا (سلاسل من الجراثيم متجمعة في الفرش أو الرؤوس). تضم هذه المجموعة أنواعًا من الأجناس نيوروسبورا، ساكروميسيس، ليبوميسيس، كريبتوكوكوس.بعض الخمائر ومعظم الفطريات ذات الغطاء العلوي هي فطريات قاعدية. أثناء التكاثر الجنسي، فإنها تشكل واصلة منتفخة خاصة (باسيديوم)، والتي تشكل جراثيم مع الجراثيم. يتم تقسيم أفطورة الفطريات القاعدية بواسطة حواجز.

مكان مهم في النشاط الاقتصادييشغل البشر ممثلو مجموعة الخمائر غير التصنيفية. وتشمل الفطريات التي تتميز بغياب أو انخفاض كبير في مرحلة نمو الفطريات. يُعرف ممثلو الأجناس باسم الخمائر ساكروميسيس، ليبوميسيس، المبيضات، رودوتورولا، بيتشيا.يعتمد شكل الخميرة واستقلابها إلى حد كبير على ظروف نموها. توجد العديد من الخمائر لفترة طويلة في شكل خلايا فردية غير متحركة وتتكاثر عن طريق التبرعم. معظم الخمائر هي لاهوائية اختيارية. بين الخمائر هناك أيضًا أنواع مسببة للأمراض (على سبيل المثال، المبيضات البيضاءهو العامل المسبب لمرض القلاع).

المجموعات الرئيسية من الكائنات الحية الدقيقة بدائية النواة

يتم تجميع الكائنات الحية الدقيقة بدائية النواة في مجالين متميزين: البكتيريا والعتائق. تم فصل هذه المجموعات بناءً على نتائج مقارنة تسلسل النيوكليوتيدات من الرنا الريباسي 16S، وكذلك بسبب الاختلافات الكبيرة في تكوين جدران الخلايا والدهون وبسبب الخصائص الأيضية. تختلف العتائق عن البكتيريا وحقيقيات النوى في عدد من الميزات المهمة. في الدهون العادية، يرتبط الجلسرين برابطة إستر مع الأحماض الدهنية، وفي العتائق - عن طريق رابطة أثير مع كحول الأيزوبرنويد C20 - فيتانول. . قد تحتوي سلاسل الفيتانول على حلقات خماسية. الدهون الأثرية قادرة على تكوين رباعيات (C 40)، لذا فإن الغشاء المكون من رباعيات يكون أكثر صلابة من الطبقة الثنائية التقليدية بسبب نقص المساحة الداخلية. يمكن أن تحتوي العتائق على أغشية ثنائية الطبقة تقليدية وأغشية أحادية الطبقة صلبة. كلما كانت ظروفهم المعيشية أكثر قسوة، كلما زاد عدد المناطق أحادية الطبقة الموجودة في CPM الخاصة بهم.

لا يتم العثور على جدران الخلايا الببتيدوغليكان (المورين) النموذجية للبكتيريا في العتائق. قد تحتوي جدران الخلايا الأثرية على عديد السكاريد المتغاير آخر، وهو السودوميورين، الذي يفتقر إلى حمض N-acetylmuramic. قد تحتوي بعض العتائق على طبقة بروتين S أعلى CPM كجدار خلوي. البديل الآخر لتنظيم العتائق هو الغياب التاميتم تعزيز جدار الخلية، عندما يتم تمثيل الغشاء بالكامل تقريبًا بواسطة طبقة أحادية صلبة من رباعيات عدد كبيرحلقات خماسية، على سبيل المثال، مثل تلك البلازما الحرارية.

في عدد من الخصائص، تكون العتائق أقرب إلى حقيقيات النوى منها إلى البكتيريا. وهكذا، مثل حقيقيات النوى، تحتوي العتائق على مناطق إنترونية في الحمض النووي، بالإضافة إلى بروتينات شبيهة بالهيستون مرتبطة بالأحماض النووية. العتائق الهالوفيلية قادرة على القيام بعملية التمثيل الضوئي الخالية من الكلوروفيل المرتبطة بعمل بروتين خاص، البكتريورودوبسين، الذي له العديد من الخصائص المشابهة للرودوبسين في شبكية العين لدى الحيوانات. تعيش العديد من العتائق في ظروف قاسية وتنتج نموًا ضئيلًا. ومع ذلك، في مثل هذه الموائل لديهم عدد قليل من المنافسين، مما سمح لهم بالبقاء على قيد الحياة حتى يومنا هذا.

مجال العتائقتنقسم إلى ثلاث شعب: Euryarchaeota، Crenarchaeota وKorarchaeota. الأول يشمل الكائنات الحية الدقيقة في كل مكان من عدة مجموعات فسيولوجية ومنهجية. هذه هي الميثانوجينات - اللاهوائية الصارمة التي تعيش في الرواسب السفلية لمناطق المياه العذبة الغنية بالمواد العضوية، أو في كرش الحيوانات المجترة. وتنتشر أيضًا الهالوفيلات المتطرفة (haloarchaea) على نطاق واسع، وتنمو بتركيزات عالية من الملح وتكون قادرة على إجراء نوع خاص من التمثيل الضوئي بمساعدة البكتيريا رودوبسين، التي تعمل مثل مضخة البروتون في الضوء. تتطور البلازما الحرارية والمكورات الحرارية اللاهوائية التي تعيش في الينابيع الحمضية الساخنة عند درجات حرارة عالية، وتفتقر البلازما الحرارية إلى جدران الخلايا. تشتمل هذه الشعبة أيضًا على مخفضات الكبريتات شديدة الحرارة.

وتشمل الشعبة الثانية الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في أماكن محددة للغاية ذات حدود ضيقة لقيم العوامل الفيزيائية والكيميائية. وهي كائنات محبة للظروف القاسية، وتعتمد على مركبات الكبريت، التي تكون درجة حموضةها المثلى ودرجات حرارة نموها شديدة للغاية.

الشعبة الثالثة محجوزة للمجموعات التي لا يكون ممثلوها عرضة للإصابة، ولكن تسلسل الجينات التي تشفر جزيء الرنا الريباسي 16S معروفة.

البكتيريا المجاليوحد الكائنات الحية الدقيقة بدائية النواة التي لها خصائص نموذجية للبكتيريا، على وجه الخصوص، جدران الخلايا التي تحتوي على الببتيدوغليكان. ينقسم المجال حاليًا إلى 23 شعبة، والتي تحتوي على ممثلين مزروعين، يتم الحصول على جميعهم أو بعضهم كثقافات نقية.

يتكون المنهجيات (التصنيف) للكائنات الحية من توزيعها (تصنيفها) إلى مجموعات معينة، لكل منها اسمها الخاص: الطبقة، النظام، الأسرة، الجنس، الأنواع. الأنواع هي الوحدة التصنيفية الأساسية. يعتمد تصنيف جميع الكائنات الحية بشكل كامل تقريبًا على الخصائص المورفولوجيةالكائنات الحية. وفي البكتيريا، يكون للتصنيف سمات محددة بسبب ندرة خصائصها المورفولوجية. يستخدم علم الأحياء الدقيقة الحديث مجموعة من الخصائص للتصنيف: المورفولوجية (شكل الخلية، وجود السوط وموقعه، طريقة التكاثر، صبغة جرام، القدرة على تكوين الأبواغ الداخلية ; فسيولوجية الميزات (طريقة التغذية، وإنتاج الطاقة، وتكوين المنتجات الأيضية، والموقف من تأثيرات درجة الحرارة، ودرجة الحموضة، والأكسجين وعوامل أخرى ); ثقافية (طبيعة النمو على مختلف الوسائط المغذية للثقافة البكتيرية؛ على الوسائط السائلة - وجود الفيلم، التعكر، الرواسب؛ على الوسائط الصلبة - نوع المستعمرات وخصائصها). معظم تصنيفات البكتيريا مصطنعة. وتهدف إلى تحديد مجموعة معينة من الكائنات الحية الدقيقة التي تهم الباحثين. على عكس الاصطناعي، يعكس الطبيعي التطور التدريجي (التطور) للكائنات الحية.

في السنوات الأخيرةتم الاعتراف بالتصنيف الاصطناعي للبكتيريا الذي اقترحه ر. موراي في عام 1978. لأنه يقوم على هيكل جدار الخلية. في القسم الأول جميع البكتيريا تتميز ببنية جدار الخلية من النوع جرام+البكتيريا: جميع المكورات، بكتيريا حمض اللاكتيك (المكورات - Pediococcus، العصيات اللبنية - Lactobacillus، المكورات العقدية - Streptococcus و leuconostoc - Leuconostoc)، البكتيريا على شكل بوغ (Bacillus، Clostridium) والشعيات. القسم الثاني يوحد جميع البكتيريا التي لها جدار خلوي مميز غرام-البكتيريا: جنس الزائفة (بعض البكتيريا المتعفنة وغيرها)، أجناس الأسيتوباكتر والغلوكونوباكتر (بكتيريا حمض الأسيتيك)، المستخدمة في إنتاج الخل، وكذلك آفات صناعات التخمير. تشمل قضبان الجرام أيضًا مجموعة كبيرة - البكتيريا المعوية (بكتيريا المجموعة المعوية)، بما في ذلك. والجنس الإشريكية. تعيش بعض بكتيريا المجموعة المعوية باستمرار في أمعاء الإنسان والحيوان. والبعض الآخر مسبب لأمراض الجهاز الهضمي المعدية (الدوسنتاريا، حمى التيفوئيد، حمى نظيرة التيفية) التي تنتقل عن طريق المنتجات الغذائية، والتسمم الغذائي. القسم الثالث يجمع بين أشكال خاصة من البكتيريا التي تفتقر إلى جدار خلوي حقيقي، ولا تلعب دورًا في إنتاج الغذاء، وبالتالي لن يتم أخذها في الاعتبار.

وفقًا للقواعد المقبولة في علم الأحياء والمقترحة في القرن الثامن عشر. K. Linnaeus، اسم الكائنات الحية الدقيقة يرد باللغة اللاتينية ويتكون من كلمتين. الأول يشير إلى الجنس وهو مكتوب بحرف كبير، والثاني - النوع الذي ينتمي إليه الكائن الحي - مكتوب بحرف صغير. على سبيل المثال: "Bacillus subtilis (Bacillus hay) هي بكتيريا تنتمي إلى جنس Bacillus، على شكل قضيب، وتشكل أبواغًا داخلية من النوع العصوي، وتعيش على القش.

حقيقيات النوى (الفطريات الخيطية والخمائر)

تشكل الفطريات مجموعة كبيرة من الكائنات الحية التي تصنف في مملكة منفصلة هي مملكة الفطريات. الفطر لديه هيكل فطري. تتنوع طرق تكاثر الفطريات (النباتية، اللاجنسية، الجنسية) ومحددة.

ينقسم الفطر إلى فطريات كبيرة و ميكروميسيتس (الفطريات الخيطية والخميرة). الأول يشكل أجسامًا مثمرة كبيرة، والثاني لا يمتلكها، ويتم تمثيل دورة حياتها بأكملها بهياكل مجهرية.

تعد الفطريات من أكبر مجموعات الكائنات الحية وأكثرها تنوعًا، وتضم حوالي 80 ألف نوع.

تنتشر الفطريات على نطاق واسع في الطبيعة وتحتل مجموعة واسعة من الموائل، سواء في الماء أو على الأرض. يمكن العثور على جراثيمها تقريبًا على أي ركائز طبيعية ومواد ومنتجات صناعية. من بين الفطريات هناك كائنات حية تتطور على بقايا عضوية ميتة؛ وهناك أيضًا تلك التي لا يمكن أن توجد إلا في الكائنات الحية وتسبب أمراضها. تنتج بعض أنواع الفطر مواد سامة - السموم الفطرية.

يمكن أن تسبب الفطريات تلف العديد من الأطعمة، وحبوب البطاطس، وكذلك الخشب والمواد الأخرى، بما في ذلك الزجاج. لكن للفطر أيضًا أهمية عملية هامة؛ حيث يتم تناول الكثير منه واستخدامه في إنتاج الكحول الإيثيلي، والأحماض العضوية، والإنزيمات، والمضادات الحيوية، والفيتامينات، وغيرها.

المحاضرة رقم 5 مورفولوجيا ونظم الكائنات الحية الدقيقة. بدائيات النوى (البكتيريا والفطريات الشعوية).

1 مورفولوجيا ونظم الكائنات الحية الدقيقة.مورفولوجية الكائنات الحية الدقيقة تدرسها مظهر، الشكل والسمات الهيكلية، القدرة على الحركة، تكوين الجراثيم، طرق التكاثر. تلعب الخصائص المورفولوجية دورًا مهمًا في التعرف على الكائنات الحية الدقيقة وتصنيفها. منذ القدم، انقسم العالم الحي إلى مملكتين: المملكة النباتية والمملكة الحيوانية. عندما تم اكتشاف عالم الكائنات الحية الدقيقة، تم فصلها إلى مملكة منفصلة. وهكذا، حتى القرن التاسع عشر، تم تقسيم عالم الكائنات الحية بأكمله إلى ثلاث ممالك. في البداية، كان تصنيف الكائنات الحية الدقيقة يعتمد على الخصائص المورفولوجية، حيث لم يعرف الناس شيئًا عنها. بحلول نهاية القرن التاسع عشر، تم وصف العديد من الأنواع؛ قام العديد من العلماء، ومعظمهم من علماء النبات، بتقسيم الكائنات الحية الدقيقة إلى مجموعات اعتمدت لتصنيف النباتات. وفي عام 1897، بدأوا في استخدام الخصائص المورفولوجية والفسيولوجية لتصنيف الميكروبات. كما اتضح لاحقا، للحصول على تصنيف علمي، فإن أي علامات وحدها ليست كافية. ولذلك يتم استخدام مجموعة من العلامات:

المورفولوجية (شكل الخلية، حجمها، حركتها، التكاثر، التبويض، صبغة جرام)؛

الثقافية (نمط النمو على الوسائط المغذية السائلة والصلبة)؛

الفسيولوجية والكيميائية الحيوية (طبيعة المنتجات المتراكمة)؛

النمط الوراثي (الخصائص الفيزيائية والكيميائية للحمض النووي).

يسمح لنا علم النظم الجيني بتحديد نوع الكائنات الحية الدقيقة ليس عن طريق التشابه، ولكن عن طريق القرابة. لقد ثبت أن تكوين النوكليوتيدات في الحمض النووي الكلي لا يتغير أثناء تطور الكائنات الحية الدقيقة في ظل ظروف مختلفة. الشكلان S وR متطابقان في تكوين الحمض النووي. كما تم اكتشاف الكائنات الحية الدقيقة التي لها تركيبة نيوكليوتيدات مماثلة للحمض النووي، على الرغم من أنها تنتمي إلى مجموعات نظامية مختلفة: الإشريكية القولونية وبعض البكتيريا الوتدية. يشير هذا إلى أنه عند (تصنيف) الميكروبات بشكل منهجي، ينبغي مراعاة خصائص مختلفة.

حتى وقت قريب، جميع الكائنات الحية البنية الخلويةاعتمادًا على علاقة النواة والعضيات بالسيتوبلازم وتكوين جدار الخلية وغيرها من الخصائص، تم تقسيمها إلى مجموعتين (ممالك):

1.1 بدائيات النوى قبل النووية (تصنف على أنها كائنات لا تحتوي على نواة محددة بوضوح، ممثلة بجزيء DNA على شكل حلقة؛ ويشمل جدار الخلية الببتيدوغليكان (المورين) وحمض التيكويك؛ والريبوسومات لها ثابت ترسيب قدره 70؛ ومراكز الطاقة في الخلية تقع الخلية في الجسيمات المتوسطة ولا توجد عضيات).

1.2 حقيقيات النوى النووية (مع نواة محددة بوضوح مفصولة عن السيتوبلازم بغشاء؛ جدار الخلية يفتقر إلى الببتيدوغليكان وحمض التيكويك؛ ريبوسومات السيتوبلازم أكبر؛ ثابت الترسيب هو 80؛ تتم عمليات الطاقة في الميتوكوندريا؛ تحتوي العضيات على مجمع جولجي، وما إلى ذلك).

في وقت لاحق اتضح أنه من بين الكائنات الحية الدقيقة هناك أيضا أشكال غير خلوية - الفيروسات، وبالتالي تم تحديد المجموعة الثالثة (المملكة) - فيرا.

لتعيين الكائنات الحية الدقيقة، تم اعتماد تسمية مزدوجة (ثنائية)، والتي تتضمن اسم الجنس والنوع. يُكتب الاسم العام بحرف كبير (كبير)، بينما يُكتب الاسم المحدد (حتى لو كان يأتي من اللقب) بحرف صغير (صغير). على سبيل المثال، تسمى عصية الجمرة الخبيثة Bacillus anthracis، وتسمى الإشريكية القولونية Escherichia coli، والرشاشية السوداء تسمى Aspergillus niger.

الوحدة التصنيفية الأساسية (الأدنى) هي النوع. تتحد الأنواع في أجناس، والأجناس في عائلات، والعائلات في رتب، والرتب في طبقات، والطبقات في أقسام، والأقسام في ممالك.

النوع عبارة عن مجموعة من الأفراد من نفس النمط الجيني مع تشابه ظاهري واضح.

الثقافة - الكائنات الحية الدقيقة التي يتم الحصول عليها من الركيزة الحيوانية أو البشرية أو النباتية أو البيئية وتنمو على وسط غذائي. تتكون الثقافات النقية من أفراد من نوع واحد (نسل تم الحصول عليه من خلية واحدة - استنساخ).

السلالة هي ثقافة نفس النوع المعزول منها بيئات مختلفةالموائل وتتميز بتغييرات طفيفة في الخصائص. على سبيل المثال، يمكن أن تكون الإشريكية القولونية المعزولة من جسم الإنسان والماشية والمسطحات المائية والتربة من سلالات مختلفة.

2 بدائيات النوى (البكتيريا والفطريات الشعاعية).البكتيريا (بدائيات النوى) هي مجموعة كبيرة من الكائنات الحية الدقيقة (حوالي 1600 نوع)، معظمها وحيدة الخلية. شكل وحجم البكتيريا. الأشكال الرئيسية للبكتيريا هي كروية، على شكل قضيب، وملتفة. البكتيريا الكروية - المكورات لها الشكل الكروي المعتاد وهي أيضًا مسطحة أو بيضاوية أو على شكل حبة الفول. يمكن أن تكون المكورات على شكل خلايا مفردة - المكورات الأحادية (المكورات الصغيرة) أو متصلة في مجموعات مختلفة: في أزواج - المكورات المزدوجة، وأربع خلايا - المكورات الرباعية، في شكل سلاسل طويلة أكثر أو أقل - المكورات العقدية، وأيضًا في شكل مكعب- مجموعات على شكل (على شكل أكياس) مكونة من ثماني خلايا تقع في مستويين واحدة فوق الأخرى - السارسين. هناك مجموعات شكل غير منتظم، تشبه عناقيد العنب، وهي المكورات العنقودية. يمكن أن تكون البكتيريا على شكل قضيب مفردة أو متصلة في أزواج - البكتيريا الثنائية، في سلاسل من ثلاث إلى أربع خلايا أو أكثر - البكتيريا العقدية. يمكن أن تكون العلاقة بين طول وسمك العصي مختلفة تمامًا. تختلف البكتيريا المجعدة أو المنحنية في الطول والسمك ودرجة الانحناء. تسمى القضبان المنحنية قليلاً على شكل فاصلة بالضمات، والقضبان التي تحتوي على واحدة أو أكثر من تجعيد المفتاح تسمى الحلزونية، وتسمى القضبان الرفيعة ذات الضفائر المتعددة اللولبيات. بفضل استخدام المجهر الإلكتروني لدراسة الكائنات الحية الدقيقة في الركائز الطبيعية، تم اكتشاف البكتيريا التي لها شكل خلية خاص: حلقة مغلقة أو مفتوحة (حلقية)؛ مع النواتج (البروستيكس) ؛ على شكل دودة - طويلة ذات نهايات منحنية رفيعة جدًا ؛ وأيضا على شكل نجمة سداسية.

أحجام البكتيريا صغيرة جدًا: من أعشار الميكرومتر (μm) إلى عدة ميكرومترات. في المتوسط، يبلغ حجم جسم معظم البكتيريا 0.5-1 ميكرون، ومتوسط ​​طول البكتيريا على شكل قضيب هو 2-5 ميكرون. هناك بكتيريا تتجاوز أحجامها بشكل ملحوظ متوسط ​​القيمةوبعضها على وشك الرؤية في المجاهر الضوئية التقليدية. يمكن أن يتغير شكل جسم البكتيريا وكذلك حجمها حسب العمر وظروف النمو. ومع ذلك، في ظل ظروف معينة ومستقرة نسبيًا، تحتفظ البكتيريا بطبيعتها الكامنة هذا النوعالأحجام والشكل. وزن خلية بكتيريةصغير جدًا، تقريبًا 4-10-1:! ز.

هيكل الخلية البكتيرية . تحتوي خلية الكائنات بدائية النواة، والتي تشمل البكتيريا، على ميزات البنية التحتية الأساسية. يعد جدار الخلية (القشرة) عنصرًا هيكليًا مهمًا لمعظم البكتيريا. يمثل جدار الخلية ما بين 5 إلى 20% من المادة الجافة للخلية. إنه يتمتع بالمرونة، ويعمل كحاجز ميكانيكي بين البروتوبلاست والبيئة، ويعطي الخلية شكلاً معينًا. يشتمل تكوين جدار الخلية على مركب غير متجانس خاص بالخلايا بدائية النواة - الببتيدوغليكان (مورين) ، وهو غائب في جدران الخلايا للكائنات حقيقية النواة. وفقا لطريقة التلوين التي اقترحها الفيزيائي الدنماركي هـ. غرام (1884)، تنقسم البكتيريا إلى مجموعتين: إيجابية الجرام وسالبة الجرام. تحتفظ الخلايا إيجابية الجرام بالصبغة، في حين لا تحتفظ الخلايا سلبية الجرام بذلك، بسبب الاختلافات في التركيب الكيميائي والبنية التحتية لجدران خلاياها. تحتوي البكتيريا موجبة الجرام على جدران خلايا غير متبلورة أكثر سمكًا، وتحتوي على كميات كبيرة من المورين (50 إلى 90٪ من الكتلة الجافة لجدار الخلية) وأحماض تيكويك. جدران خلايا البكتيريا سالبة الجرام أرق ومتعددة الطبقات وتحتوي على الكثير من الدهون وقليل من المورين (5-10٪) وتفتقر إلى أحماض تيكويك.

غالبًا ما يكون الجدار الخلوي للبكتيريا مغطى بالمخاط. يمكن أن تكون الطبقة المخاطية رقيقة، بالكاد تكون مرئية، ولكنها قد تكون كبيرة أيضًا ويمكن أن تشكل كبسولة. غالبًا ما يكون حجم الكبسولة أكبر بكثير من حجم الخلية البكتيرية. أحيانًا يكون تنحيف جدران الخلايا قويًا جدًا لدرجة أن كبسولات الخلايا الفردية تندمج في كتل مخاطية (zoogels)، حيث تندمج الخلايا البكتيرية. لا يتم الاحتفاظ بالمواد المخاطية التي تنتجها بعض البكتيريا ككتلة مدمجة حول جدار الخلية، ولكنها تنتشر في البيئة. عندما تتكاثر بسرعة في الركائز السائلة، يمكن للبكتيريا المكونة للمخاط أن تحولها إلى كتلة مخاطية مستمرة. يتم ملاحظة هذه الظاهرة أحيانًا في المستخلصات السكرية من البنجر أثناء إنتاج السكر. في وقت قصير، يمكن أن يتحول شراب السكر إلى كتلة مخاطية لزجة. اللحوم والنقانق والجبن المنزلية عرضة للمخاط. ويلاحظ لزوجة الحليب والمخللات والخضروات المخللة والبيرة والنبيذ. تعتمد شدة تكوين المخاط والتركيب الكيميائي للمخاط على نوع البكتيريا وظروف الزراعة. الكبسولة لديها خصائص مفيدةالمخاط يحمي الخلايا من الظروف غير المواتية - في العديد من البكتيريا، يزداد تكوين المخاط في مثل هذه الظروف. تحمي الكبسولة الخلية من التلف الميكانيكي والجفاف، وتخلق حاجزًا تناضحيًا إضافيًا، وتعمل كعائق أمام اختراق العاثيات والأجسام المضادة، وأحيانًا تكون مصدرًا للعناصر الغذائية الاحتياطية. يفصل الغشاء السيتوبلازمي محتويات الخلية عن جدار الخلية. هذا هو الهيكل الأساسي لأي خلية. عندما تنتهك سلامة الغشاء السيتوبلازمي، تفقد الخلية حيويتها. يمثل الغشاء السيتوبلازمي 8-15% من المادة الجافة للخلية. يحتوي الغشاء على ما يصل إلى 70-90٪ من الدهون في الخلية، ويبلغ سمكه 7-10 نانومتر 1. على أقسام الخلايا في المجهر الإلكترونييظهر على شكل بنية ثلاثية الطبقات - طبقة دهنية واحدة وطبقتين بروتينيتين مجاورتين لها على كلا الجانبين. يتم اختراق الغشاء السيتوبلازمي في الخلية في بعض الأماكن، مما يشكل جميع أنواع الهياكل الغشائية. يحتوي على إنزيمات مختلفة؛ إنها شبه نفاذة، مسرحيات دور مهمفي عملية التمثيل الغذائي بين الخلية والبيئة. السيتوبلازم في الخلية البكتيرية هو نظام غرواني شبه سائل ولزج. في بعض الأماكن تتخللها هياكل غشائية - الجسيمات المتوسطة التي نشأت من الغشاء السيتوبلازمي واحتفظت بالاتصال به. تؤدي الميزوزومات وظائف مختلفة؛ تحتوي هي والغشاء السيتوبلازمي المرتبط بها على إنزيمات تشارك في عمليات الطاقة - في إمداد الخلية بالطاقة. تم العثور على الميزوزومات المتطورة جيدًا فقط في البكتيريا إيجابية الجرام؛ وفي البكتيريا سالبة الجرام تكون ضعيفة التطور ولها بنية أبسط. يحتوي السيتوبلازم على الريبوسومات والجهاز النووي وشوائب مختلفة. تنتشر الريبوسومات في السيتوبلازم على شكل حبيبات بحجم 20-30 نانومتر. تتكون الريبوسومات من حوالي 60% حمض الريبونوكلييك (RNA) و40% بروتين. الريبوسومات هي المسؤولة عن تخليق بروتينات الخلية. قد تحتوي الخلية البكتيرية، حسب عمرها وظروفها المعيشية، على ما بين 5 إلى 50 ألف ريبوسوم. يسمى الجهاز النووي للبكتيريا بالنواة. المجهر الإلكترونيأتاحت المقاطع الرقيقة للغاية من الخلايا البكتيرية إثبات أن حامل المعلومات الوراثية للخلية هو جزيء الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA). الحمض النووي له شكل خيط حلزوني مزدوج مغلق في حلقة؛ ويسمى أيضًا "الكروموسوم البكتيري". وهي تقع في منطقة معينة من السيتوبلازم، ولكنها لا تنفصل عنها بغشاء خاص بها.

السيتوبلازم التضمين تتنوع الخلايا البكتيرية، وهي في الأساس عبارة عن عناصر غذائية احتياطية تترسب في الخلايا عندما تتطور في ظروف وجود مغذيات زائدة في البيئة، ويتم استهلاكها عندما تجد الخلايا نفسها في ظروف المجاعة. تترسب السكريات في الخلايا البكتيرية: الجليكوجين، مادة حبيبية تشبه النشا، والتي تستخدم كمصدر للكربون والطاقة. توجد الدهون في الخلايا على شكل حبيبات وقطرات. يخدم الدهون مصدر جيدالكربون والطاقة. العديد من البكتيريا تتراكم متعدد الفوسفات. وهي موجودة في حبيبات الفولوتين وتستخدمها الخلايا كمصدر للفوسفور والطاقة. يترسب الكبريت الجزيئي في خلايا بكتيريا الكبريت.

حركية البكتيريا . البكتيريا الكروية عادة ما تكون غير متحركة. البكتيريا على شكل قضيب إما متحركة أو غير متحركة. البكتيريا المنحنية والدوامة الشكل متحركة. تتحرك بعض البكتيريا بالانزلاق. تتم حركة معظم البكتيريا باستخدام السوط. الأسواط عبارة عن خيوط رفيعة ملتوية حلزونيًا ذات طبيعة بروتينية يمكنها القيام بحركات دورانية. يختلف طول السوط، ويكون سمكه صغيرًا جدًا (10-20 نانومتر) بحيث لا يمكن رؤيته بالمجهر الضوئي إلا بعد معالجة خاصة للخلية. يعد وجود الأسواط وعددها وموقعها من الخصائص الثابتة للأنواع ولها القيمة التشخيصية. تسمى البكتيريا ذات السوط الواحد في نهاية الخلية أحادية النتريش؛ مع حفنة من السوط - lophotrichs"، مع حفنة من السوط في طرفي الخلية - الأمفيتريكس؛ تسمى البكتيريا التي توجد فيها السوط على كامل سطح الخلية peritrichs. سرعة حركة البكتيريا عالية: في ثانيًا، يمكن للخلية ذات السوط أن تغطي مسافة 20-50 مرة أكثر من طول جسمها في ظل ظروف معيشية غير مواتية، مع شيخوخة الخلية والضغط الميكانيكي، بالإضافة إلى السوط، يمكن فقدان الحركة على السطح يوجد لدى بعض البكتيريا عدد كبير من التكوينات الشبيهة بالخيوط، وهي أرق بكثير وأقصر من الأسواط - الخمل (أو الشعيرات).

تكاثر البكتيريا. تتميز الخلايا بدائية النواة بانقسام الخلايا البسيط إلى قسمين. يبدأ انقسام الخلايا، كقاعدة عامة، بعد مرور بعض الوقت على انقسام النواة. تنقسم البكتيريا على شكل قضيب بشكل عرضي، كروية في مستويات مختلفة. اعتمادا على اتجاه مستوى التقسيم وعددها، تنشأ أشكال مختلفة: مكورات مفردة، مقترنة، سلاسل، على شكل حزم، مجموعات. من سمات نمو البكتيريا سرعة العملية. يعتمد معدل الانقسام على نوع البكتيريا وظروف الزراعة: تنقسم بعض الأنواع كل 15-20 دقيقة، والبعض الآخر - كل 5-10 ساعات. مع هذا الانقسام، يصل عدد الخلايا البكتيرية يوميا كمية ضخمة. غالبًا ما يتم ملاحظة ذلك في المنتجات الغذائية: تحلل الحليب السريع بسبب تطور بكتيريا حمض اللاكتيك، والفساد السريع للحوم والأسماك بسبب تطور البكتيريا المتعفنة، وما إلى ذلك.

التبويض. عادة ما تتشكل الجراثيم في البكتيريا في ظل ظروف نمو غير مواتية: مع نقص العناصر الغذائية، والتغيرات في درجة الحرارة، ودرجة الحموضة، ومع تراكم المنتجات الأيضية فوق مستوى معين. معظم البكتيريا على شكل قضيب لديها القدرة على تكوين الجراثيم. تنتج كل خلية بوغًا واحدًا فقط (البوغ الداخلي).

تعتبر عملية التبويض عملية معقدة وتتميز بعدة مراحل: أولاً، تتم ملاحظة إعادة هيكلة الجهاز الوراثي للخلية، وتغير شكل التغيرات النووية. يتوقف تخليق الحمض النووي في الخلية. يتم سحب الحمض النووي النووي إلى خيط، ثم ينقسم بعد ذلك؛ ويتركز جزء منه في أحد قطبي الخلية. يسمى هذا الجزء من الخلية بالمنطقة البوغية. في المنطقة البوغية، يتم ضغط السيتوبلازم، ثم يتم فصل هذه المنطقة عن بقية محتويات الخلية بواسطة حاجز. يتم تغطية المنطقة المقطوعة بغشاء الخلية الأم، ويتم تشكيل ما يسمى بالبروسبوري. البوغ هو هيكل يقع داخل الخلية الأم، ويفصل عنه بغشاءين: خارجي وداخلي. تتشكل طبقة قشرية (قشرة) بين الأغشية، تشبه في التركيب الكيميائي جدار الخلية للخلية النباتية. بالإضافة إلى الببتيدوغليكان، تحتوي القشرة على حمض الديبيكولينيك (C7H8O4Mg)، وهو غائب في الخلايا الخضرية. بعد ذلك، يتم تشكيل قذيفة بوغية تتكون من عدة طبقات فوق البوغ. يختلف عدد الطبقات وسمكها وبنيتها باختلاف أنواع البكتيريا. يمكن أن يكون سطح الغلاف الخارجي أملسًا أو به نتوءات أطوال مختلفةوالأشكال. غالبًا ما يتم تشكيل غطاء رقيق فوق غلاف البوغ، يحيط بالجراثيم على شكل غمد - exosporium.

عادة ما تكون الجراثيم مستديرة أو بيضاوية الشكل. يتجاوز قطر جراثيم بعض البكتيريا عرض الخلية، ونتيجة لذلك يتغير شكل الخلايا الحاملة للأبواغ. تأخذ الخلية شكل المغزل (كلوستريديوم) ، إذا كان البوغ موجوداً في وسطه، أو على شكل مضرب (بلكتريديوم)عندما يقترب البوغ من نهاية الخلية.

بعد نضوج البوغ، تموت الخلية الأم، وتتدمر قشرتها، ويتحرر البوغ. تحدث عملية تكوين الجراثيم على مدار عدة ساعات.

وجود قشرة كثيفة غير قابلة للاختراق في الجراثيم البكتيرية، ومحتوى مائي منخفض فيها، وكمية كبيرة من الدهون، وكذلك وجود الكالسيومو حمض ديبيكولينيكتسبب مقاومة عالية للجراثيم للعوامل البيئية. يمكن أن تظل الجراثيم قابلة للحياة لمئات أو حتى آلاف السنين. على سبيل المثال، تم عزل جراثيم قابلة للحياة من جثث الماموث والمومياوات المصرية، والتي يبلغ عمرها آلاف السنين. الجراثيم مقاومة ل ارتفاع درجة الحرارة: في حالة جافة، يموتون بعد التسخين عند 165-170 درجة مئوية لمدة 1.5-2 ساعة، ومع البخار المحموم (في الأوتوكلاف) - عند 121 درجة مئوية لمدة 15-30 دقيقة.

في ظل ظروف مواتية، تنبت الجراثيم في خلية نباتية. تستمر هذه العملية عادة عدة ساعات.

تبدأ الجراثيم النابتة في امتصاص الماء بشكل فعال، ويتم تنشيط إنزيماتها، وتتعزز العمليات الكيميائية الحيوية التي تؤدي إلى النمو. أثناء إنبات الجراثيم، تتحول القشرة إلى جدار الخلية لخلية نباتية شابة؛ يتم إطلاق حمض الديبيكولينيك والكالسيوم في البيئة الخارجية. تنكسر القشرة الخارجية للجراثيم، ومن خلال هذه الشقوق يخرج "برعم" لخلية جديدة، والتي تتكون منها بعد ذلك خلية بكتيرية نباتية.

الخلايا النباتية فقط هي التي تسبب تلف الطعام. إن معرفة العوامل التي تعزز تكوين الجراثيم في البكتيريا والعوامل التي تسبب إنباتها في الخلايا النباتية أمر مهم في اختيار طريقة معالجة المنتجات لمنع فسادها الميكروبي.

المعلومات المقدمة أعلاه تميز بشكل أساسي ما يسمى بالبكتيريا الحقيقية. هناك آخرون يختلفون عنهم أكثر أو أقل، والتي تشمل ما يلي.

الخيطية (البكتيريا الخيطية). وهي كائنات متعددة الخلايا على شكل خيوط بأطوال مختلفة، يبلغ قطرها من 1 إلى 7 ميكرون، متحركة أو متصلة بالركيزة. في الغالب خيوط ذات غلاف مخاطي. قد تحتوي على أكسيد المغنيسيوم أو أكاسيد الحديد. إنهم يعيشون في المسطحات المائية ويوجدون في التربة.

البكتيريا الفطرية. هذه بكتيريا على شكل قضيب تتحرك عن طريق الانزلاق. إنها تشكل أجسامًا مثمرة - مجموعات من الخلايا محاطة بالمخاط. الخلايا في الأجسام المثمرةتمر إلى حالة نائمة - الأبواغ المخاطية. تعيش هذه البكتيريا في التربة وعلى بقايا النباتات المختلفة.

تتكاثر البكتيريا البراعمية والمطاردة عن طريق التبرعم أو تكوين سيقان أو كليهما. هناك أنواع ذات نواتج - بروستكس. يعيشون في التربة والمسطحات المائية.

الشعيات. البكتيريا لها شكل متفرع. بعضها عبارة عن قضبان متفرعة قليلاً (انظر الشكل 2، هـ)، والبعض الآخر على شكل خيوط متفرعة رفيعة تشكل أفطورة أحادية الخلية. تتكاثر الفطريات الشعوية الفطرية، والتي تسمى "الفطريات الشعاعية"، عن طريق الجراثيم التي تتطور على الفروع الهوائية للفطريات. الفطريات الشعاعية ملونة. فهي منتشرة على نطاق واسع في الطبيعة. وهي موجودة أيضًا في المنتجات الغذائية ويمكن أن تسبب تلفًا. يكتسب المنتج رائحة ترابية مميزة. تنتج العديد من الفطريات الشعاعية مضادات حيوية. هناك أنواع مسببة للأمراض للإنسان والحيوان.

الميكوبلازما. كائنات ليس لها جدار خلوي، ومغطاة فقط بغشاء ثلاثي الطبقات. الخلايا صغيرة جدًا ، وأحيانًا فائقة الحجم (حوالي 200 نانومتر) ، متعددة الأشكال (أشكال مختلفة) - من كروية إلى خيطية. بعضها يسبب الأمراض للإنسان والحيوان والنبات.

أساسيات التصنيف البكتيري أنظمة التصنيف الحديثة للبكتيريا هي في الأساس مصطنعة؛ فهي توحد البكتيريا في مجموعات معينة بناءً على تشابهها في مجموعة من الخصائص المورفولوجية والفسيولوجية والكيميائية الحيوية والوراثية لهذه الأغراض، يتم استخدام دليل بيرجي لتحديد البكتيريا (1974، الطبعة الثامنة و1984). ). - الطبعة التاسعة). وفقا للطبعة الثامنة، تنقسم جميع بدائيات النوى إلى قسمين - البكتيريا الزرقاء والبكتيريا. القسم الأول - البكتيريا الزرقاء (الطحالب الخضراء المزرقة) - هي كائنات دقيقة ضوئية. القسم الثاني هو البكتيريا. وينقسم هذا القسم إلى 19 مجموعة. المجموعة السابعة عشرة تشمل الشعيات. وفقًا للطبعة التاسعة، تنقسم مملكة بدائيات النوى إلى أربعة أقسام اعتمادًا على وجود أو عدم وجود جدار الخلية وخصائصها. التركيب الكيميائي: القسم الأول - ذو البشرة الرقيقة، ويشمل مجموعات من البكتيريا سالبة الجرام، الضوئية والزرقاء؛ القسم الثاني يشمل البكتيريا ذات القشرة الصلبة، بما في ذلك مجموعات البكتيريا الإيجابية لصبغة جرام؛ القسم الثالث يشمل الميكوبلازما - البكتيريا التي ليس لها جدار خلوي. أما القسم الرابع فيشمل البكتيريا المكونة للميثان والبكتيريا العتيقة (مجموعة خاصة من البكتيريا تعيش في ظروف بيئية قاسية وهي واحدة من الأشكال القديمةحياة).

النظاميات البيولوجية هي قسم كبير من علم الأحياء، وتشتمل مهامه الرئيسية على تحديد جميع الكائنات الحية التي يدرسها العلم في نظام واحد. بدأ تصنيف البكتيريا في التطور بنشاط فقط في نهاية القرن العشرين. عندها تم العثور على الأساليب التي تمكن العلماء من خلالها من تحديد المبادئ الأساسية لحياة العديد من ممثلي مملكة البكتيريا.

النظام الحديث

نظرًا لحقيقة أن الإنسان قد بدأ للتو في دراسة الكائنات الحية الدقيقة، فلا يوجد حتى الآن مخطط كامل لمجتمع بدائيات النواة في علم الأحياء الدقيقة. بشكل عام، من الصعب القول على وجه اليقين أنه سيتم تجميعه على الإطلاق. إذا كنت تتذكر إحدى الافتراضات الرئيسية التي توجه العالم العلمي بأكمله، وهي أن معرفة الطبيعة لا تنضب، فمن الصعب أن نتخيل أن البشرية سوف تسمع من ممثلي علم الأحياء الدقيقة بيانًا حول الانتهاء من تصنيف البكتيريا.

من الأمثلة الواضحة على تأثير الاكتشافات الجديدة على التصنيف هو التقسيم الحديث نسبيًا لمملكة البكتيريا الوحيدة وفصل مملكة العتائق عنها.

بعد أن أتيحت لهم الفرصة لدراسة بنية كلا الكائنين بالتفصيل، توصل العلماء إلى استنتاج مفاده أن العتائق في بنيتها تشبه الخلايا حقيقية النواة، على الرغم من أنها بدائيات النوى خالية من الأسلحة النووية. يُعتقد الآن أن العتائق هي التي أصبحت الرابط الانتقالي بين الأوليات وحقيقيات النوى.

ولكن، على الرغم من الفترة القصيرة نسبيا من وجود علم الأحياء الدقيقة، فإن تنظيم البكتيريا يعتمد على كل تلك المبادئ الأساسية التي تجعل من الممكن الجمع بين جميع الكائنات الحية في مخطط متماسك. تمت صياغة هذه المبادئ في نهاية القرن الثامن عشر من قبل العالم السويدي كارل لينيوس، الذي شرع لأول مرة في إنشاء نظام موحد للطبيعة الحية.

1. هذه المبادئ هي البديهيات التالية:
2. يعتمد هيكل التنوع الحي على هيكل عام واحد.
3. الهيكل العام مبني على مبدأ هرمي.

أما بالنسبة للمشكلات العملية الرئيسية التي يحلها علم التصنيف في علم الأحياء الدقيقة فهي:

• التصنيف – تصنيف الكائنات الحية المعروفة حسب الأصناف البيولوجية (الأصنوفة – وحدة التصنيف)؛
• تحديد الهوية – العمل مع كائنات حية غير معروفة لإثبات انتمائها إلى بعض الأصناف الموجودة؛
• التسميات - إجراء تعيين أسماء للكائنات الحية.

التصنيف وتحديد الهوية

ومع تراكم المعرفة حول الكائنات البكتيرية، تمكن العلماء من تحديد أوجه التشابه والاختلاف بين الأفراد الممثلين لهذه المملكة. إن تحديد الخصائص المماثلة هو الأساس لتصنيف البكتيريا إلى أصناف.

ومع ذلك، حتى هنا كل شيء ليس بهذه البساطة كما يبدو. على سبيل المثال، إذا كنت تأخذ اثنين من المكورات وحيدة الخلية (البكتيريا المستديرة)، فيمكنك بسهولة تحديد تشابهها في الشكل. ولكن هذا قليل جدًا للإعلان بكفاءة أن هذه المكورات تنتمي إلى نفس الأصنوفة. لمثل هذه العبارات ، من الضروري إنشاء العبارات العامة في المكورات الموجودة:

• الخصائص المظهرية (بنية الكائن الحي) ،
• الخصائص الوراثية (بنية جينات الجسم).

من خلال دراسة البيانات التي تم جمعها عن السمات الهيكلية للكائنات الحية الدقيقة، من الممكن تحديد الخصائص التي ستحدد مكانة البكتيريا في التصنيف العام:

• التشكل – الأحجام والأشكال وعلاقاتها؛
• وصمة عار الجرام (سلبية الجرام أو إيجابية الجرام)؛
• الكيمياء الحيوية - ما هي المواد التي تتشكل خلال دورة حياة البكتيريا؟
• وجود القدرة على إنتاج الأجسام المضادة (المستضدية) في الجسم ؛
• علم وظائف الأعضاء (التغذية، التنفس، التكاثر)؛
• القدرة على إثارة النزاعات.
• درجة التجانس الجيني.

توفر دراسة كل علامة فردية للبنية والنشاط الحيوي للبكتيريا الكثير من المعلومات حول انتمائها إلى أصناف معينة. على سبيل المثال، لا يوجد سوى عدة طرق معروفة لتكاثر البكتيريا، وهذا على الرغم من أن التكاثر يحدث دائمًا بالانقسام.

تنتشر البكتيريا في الطبيعة على نطاق واسع، وميزتها المميزة هي العالمية. البيانات المتاحة عن التوزيع الجغرافي ونوعية البكتيريا لا تتيح حتى الآن استخدامها لأغراض التصنيف.[...]

تصنيف البكتيريا اللاهوائية المكونة للبوغ.[...]

تطور تصنيف البكتيريا المكونة للجراثيم مع تطور وجهات النظر حول مبادئ التمايز وتحديد الأنواع الميكروبية، بالإضافة إلى تحسين طرق الدراسة المورفولوجية والفسيولوجية للبكتيريا.

يتم تصنيف البكتيريا على أساس خصائص معينة لمجموعة من الكائنات الحية الدقيقة. لعزل البكتيريا في منطقة محددة مجموعة منهجيةمن الضروري إجراء دراسة شاملة للتشكل والقدرة على الحركة والتبويض. السمة المميزة هي نسبة الخلايا إلى تلطيخ. الطريقة الأكثر استخدامًا لتمييز الخلايا الميكروبية هي تلوين جرام. جوهر هذه الطريقة هو تحديد إمكانية احتباس الخلايا للصبغة (البنفسجي البلوري - اليود) أثناء العلاج اللاحق للدواء بالكحول. يتيح لنا استخدام طريقة المؤشر هذه التمييز بين مجموعتين من الكائنات الحية الدقيقة: إيجابية الجرام، التي تحتفظ باللون؛ وسلبية الجرام، يتغير لونها عند معالجة الدواء بالكحول.[...]

تعتبر مسائل التصنيف البكتيري ذات أهمية استثنائية للبحث ودراسة تكوين مختلف المواد النشطة فسيولوجيا ذات الأصل الميكروبي. يمثل النوع البيولوجي وحدة الخصائص المورفولوجية والفسيولوجية والكيميائية الحيوية المحددة للكائن الحي والتي تحدد جميع سمات نشاط حياته وتوزيعه وتفاعله مع البيئة الخارجية. وفي هذا الصدد، لا يمكن تصور تكوين هذا المنتج أو ذاك من النفايات، فضلاً عن السمات البيولوجية المميزة، بمعزل عن أنواع الكائنات الحية الدقيقة.[...]

لتمييز البكتيريا إلى أنواع مستقلة، يعتبر بعض المؤلفين أن الخصائص الأنزيمية للكائنات هي الحاسمة، والبعض الآخر - الخصائص المورفولوجية والثقافية، والبعض الآخر - الخصائص الخلوية للخلية البكتيرية، وما إلى ذلك. في جميع هذه الحالات، تتغير مبادئ التصنيف كميزات جديدة في البنية والخصائص الفسيولوجية للكائنات الحية يتم تحديدها واستخدامها كعلامات لتحديد الأنواع. يعكس تصنيف الأنواع المختلفة من البكتيريا المكونة للأبواغ درجة معرفتها، وبالتالي يجب أن يتطور ويتغير مع تراكم البيانات الجديدة.[...]

تم تطوير علم تصنيف السلالات على جميع المستويات التصنيفية، بدءًا من الأنواع والسلالات وحتى مستوى الوحدات التصنيفية الأعلى - الفئات والأقسام (الأنواع) والممالك. في هذا الجزء الأخير من الفصل سنركز على النظام الكلي للكائنات الحية، أي على أعلى مستوياتها الوحدات التصنيفية- الممالك والممالك الفرعية. هذا السؤال مهم للغاية لكل علم الأحياء بشكل عام وعلم النبات بشكل خاص فيما يتعلق بمسألة الموقع المنهجي للبكتيريا والطحالب الخضراء المزرقة والفطريات.[...]

لا تسمح السمات الهيكلية للبكتيريا باستخدام جميع الطرق المستخدمة بنجاح في علم النبات عند دراستها. إن بساطة بنية البكتيريا، وغياب النواة النموذجية والعضيات الأخرى في خلاياها، وكذلك العملية الجنسية، تستبعد إمكانية استخدام الطريقة المورفولوجية الخلوية بنفس القدر كما هو الحال في تصنيف النباتات. يتم استبعاد الطريقة التاريخية هنا أيضًا. لا نعرف شيئًا تقريبًا عن الماضي البعيد للبكتيريا. إن المؤشرات المتاحة عن البقايا المتحجرة للبكتيريا قليلة العدد ولا توفر سوى القليل لتوضيح العمليات التاريخية للتطور التطوري لهذه الكائنات.

التصنيفات الاصطناعية للبكتيريا أبسط ومهامها أقل تعقيدًا. لقد تم إنشاؤها بغرض الفهرسة السريعة للميكروبات والتعرف السريع أو تحديد الكائنات الحية المفيدة أو الضارة ذات الأهمية العملية. التصنيف الاصطناعي أو التسمية هو أيضًا الأساس لتصنيف البكتيريا المستخدمة في معظم كتب تعريف البكتيريا، بما في ذلك تلك المنشورة في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية: L. M. Horowitz-Vlasova، V. D. Shtiben و I. K. Babich، Zion and Bergi. من بينها، لتحديد البكتيريا المعزولة من محطات المعالجة، وخزانات الترسيب، والبحيرات، والخزانات، ومجمعات مياه الصرف الصحي الصناعية، وبرك المعالجة، وخرائط حقول الري والخزانات المختلفة الملوثة بمياه الصرف الصحي، يمكن التوصية بالمحددات فقط: بيرجي - الترجمة الروسية لـ الطبعة الرابعة. N. A. Krasilnikova والإصدارات 7-8 من بيرغا.[...]

Ivanov V.I.، Lyalikova N.N. حول النظاميات الخاصة بالبكتيريا الثيونية المؤكسدة للحديد. "علم الأحياء الدقيقة"، المجلد الحادي والثلاثون، العدد. 3، 1962.[...]

لسوء الحظ، لا تزال الطريقة البيوكيميائية الممكنة والمرغوبة في علم اللاهوت النظامي فيما يتعلق بعلم الأحياء الدقيقة غير متطورة. ومع ذلك، فإن بعض الأعمال البيوكيميائية ذات أهمية كبيرة، لأنها توفر الأساس لتقسيم البكتيريا إلى مجموعات وأنواع.[...]

في عرض القضايا المتعلقة بتصنيف ومنهجيات بدائيات النوى، نلتزم بالتفسير المعتمد في الطبعة الثامنة من كتاب بيرجي مفتاح البكتيريا. يشمل هذا الترتيب الكائنات الحية التي تشكل أفطورة حقيقية أو خيوطًا متفرعة ولها خصائص مشتركة أخرى. لا تشكل هذه البكتيريا أفطورة ولها مظهر قضبان غير منتظمة الشكل - منحنية أو على شكل نادي منتفخة، وأحيانًا على شكل كروي. تميل معظم البكتيريا المرتبطة بالشعيات إلى أن تكون متعددة الأشكال وتشكل خلايا ذات تفرع قليل.[...]

ومع ذلك، لا يتم استخدام الطريقة المصلية لتصنيف البكتيريا إلى الحد المتوقع. وفي معظم الحالات، لا يمكن استخدامه لتحديد الأنواع أو فصلها. والمحاولات العديدة في هذا الاتجاه تعطي نتائج متناقضة لا تتفق بشكل واضح مع المؤشرات التي تم الحصول عليها بالطرق الأخرى. الطريقة المصلية هي الأكثر تطوراً لتمييز البكتيريا المعوية.[...]

البكتيريا إيجابية الجرام على شكل قضيب essporogenic، والتي تشمل بكتيريا حمض اللاكتيك - الأسرة. تم تطوير النظاميات والبيئة والبيولوجيا الخاصة ببكتيريا حمض اللاكتيك في الاتحاد السوفيتي بالتفصيل بواسطة E. I. Kvasnikov وO. A. Nesterenko.[...]

كائنات جديدة. كما لوحظ مرارا وتكرارا، فإن المنافسة بين تصنيف الكائنات الحية الدقيقة وأسرار الطبيعة الجديدة مستمرة بشكل مستمر. كائن تم تقديمه مؤخرًا لتحديد هويته - بكتيريا سالبة الجرام غير مكونة للأبواغ ولها خلية سداسية الشكل (الشكل 36) - لا يمكن تخصيصها لأي من الأصناف الموجودة (مجموعات التصنيف) ويتم تخصيصها لنفسها، وتظل الممثل الوحيد لهذه المجموعة. حصلت هذه المجموعة على اسم عشوائي - ستيلا (نجمة).[...]

يمكن للبكتيريا المكونة للأبواغ أن تستخدم السكريات البسيطة والسكريات كمصدر لتغذية الكربون. من السكريات الأحادية، فهي أفضل امتصاص للجلوكوز، ومن السكريات الثنائية، السكروز. تختلف نسبة الأنواع المختلفة من البكتيريا المكونة للأبواغ إلى الكربوهيدرات، وهو ما يستخدم على نطاق واسع في الدراسات النظامية لتحديد أنواع الكائنات الحية الدقيقة.[...]

مما سبق يمكننا أن نستنتج أن التصنيف الرقمي، أو الأدانسوني، لم يقدم أي شيء جديد في تصنيف البكتيريا من شأنه أن يسمح بوضع مزاياه فوق التصنيفات التقليدية. وإذا قارنا التصنيف الرقمي مع التصنيف الجيني، بناء على دراسة تركيب النوكليوتيدات، علينا أن نعترف بأن الدراسة البيوكيميائية لتركيب النوكليوتيدات تشكل أساسًا جديدًا لتصنيف البكتيريا، وهو ما لا يمكن قوله عن التصنيف الرقمي (العددي). ومع ذلك، في الوقت الحاضر، "... لا يمكن استخدام الأساليب الأيومرية ولا التحديدات الكيميائية للقرب الجيني للكائنات كأساس لبناء النظام" (ج. أ. زافارزين).[...]

قد لا تكون الممالك الوظيفية للمجتمعات متطابقة مع الممالك في التصنيف، لكنها تشكل إلى حد كبير أساسها التطوري. في النظام التقليدي للمملكتين، ضمت المملكة الحيوانية كائنات وحيدة الخلية ومتعددة الخلايا، وتتميز بالقدرة على ابتلاع الطعام والقدرة على الحركة، وتوحد المملكة النباتية الشاسعة بشكل أساسي مجموعات التمثيل الضوئي والبكتيريا والفطريات (المرتبطة بها بشكل تعسفي إلى حد ما). في التقسيم البديل الحديث لأشكال الحياة، تشكل البكتيريا (مع الطحالب الخضراء المزرقة) مملكة موبيجا، كونها بدائيات النوى، بينما نباتات أعلىوتشكل الحيوانات أيضًا ممالك تتميز باتجاه التطور الذي تمت مناقشته أعلاه. وفي الوقت نفسه، فمن المنطقي تماما أن تأخذ في الاعتبار الفطر أعلىمملكة خاصة، والكائنات وحيدة الخلية حقيقية النواة يتم دمجها في مملكة الطلائعيات.[...]

استنادا إلى مثال المادة المقدمة، يمكن للقارئ أن يستنتج بسهولة أن مشاكل تصنيف البكتيريا هي من بين المشاكل الأكثر تعقيدا. نظرًا لكونها متغايرة التغذية، فهي تتمتع بميزات فسيولوجية فريدة (التمثيل الغذائي الاقتصادي). ومما لا شك فيه أنها تحتل مكانة خاصة بين البكتيريا غير المنتجة للأبواغ.[...]

Razumov A.S. المؤشرات الميكروبية للرطوبة في المسطحات المائية الملوثة بمياه الصرف الصناعي. 111.[...]

ومن بين بدائيات النوى، كانت الطحالب الخضراء المزرقة في الوضع الأكثر فائدة. وقد تم تطوير دراستهم ومنهجياتهم من قبل علماء الطحالب، وليس علماء الأحياء المجهرية. في علم الطحالب، كما هو الحال في فروع علم النبات الأخرى، كان التصنيف يعتمد على مبادئ علم النشوء والتطور. كان هذا بلا شك مفضلاً من خلال عدد أكبر بكثير من الشخصيات المورفولوجية وتنوع أكبر السمات البيولوجية، ولا سيما تكاثر وتكوين الأشكال النائمة (الحية) مقارنة بالبكتيريا. في وضع أفضلمن البكتيريا الأخرى، هناك أيضًا أشكال أعلى من الشعيات، والتي تحتوي على أفطورة وأعضاء متخصصة في التبويض. إن السمات المورفولوجية لبناء تصنيف النشوء والتطور هي بلا شك أكثر موثوقية من بعض السمات الفسيولوجية والعديد من السمات البيوكيميائية.[...]

أكثر الأصناف طبيعية هي الأنواع - وهي وحدة تصنيف من أدنى رتبة. يشمل التصنيف الحديث خمس أصناف أعلى في الطبيعة الحية، والتي يختلف ممثلوها في نوع العمليات الأيضية ودورها في الطبيعة: وهي البكتيريا والأوالي والفطريات والنباتات والحيوانات. في كل مجموعة من هذه المجموعات الكبيرة من الكائنات الحية، يمكن للمرء أن يجد ممثلين أكثر بدائية وأكثر تعقيدًا من الناحية الشكلية والفسيولوجية، وجميعهم في حالة واحدة. درجة عاليةتتكيف مع بيئتها.[...]

ومع ذلك، فإن تقييم التنوع البيولوجي للتكاثر الحيوي ككل بناءً على عدد الأنواع سيكون غير صحيح إذا لم نأخذ في الاعتبار حجم الكائنات الحية. بعد كل شيء، يشمل التكاثر الحيوي كل من البكتيريا والكائنات الحية الدقيقة. لذلك، من الضروري دمج الكائنات الحية في مجموعات متشابهة في الحجم. الكونسورتيوم عبارة عن مجموعة من الكائنات غير المتجانسة التي تستقر على أو في جسم فرد من نوع معين - العضو المركزي في الكونسورتيوم، القادر على خلق بيئة دقيقة معينة حول نفسه. يمكن للأعضاء الآخرين في الكونسورتيوم إنشاء اتحادات أصغر، وما إلى ذلك، أي يمكن تمييز اتحادات من الدرجة الأولى والثانية والثالثة وما إلى ذلك. من هنا يتضح أن التكاثر الحيوي هو نظام من الاتحادات المترابطة.[...]

فقط تلك الأنواع ذات الأهمية العملية هي التي تمت دراستها بشكل جيد (الأشكال المسببة للأمراض، القابلة للتخمر، المنتجة للمضادات الحيوية المختلفة، الإنزيمات، وما إلى ذلك). تمت دراسة قضايا علم تنظيم البكتيريا المكونة للجراثيم من قبل متخصصين في العلوم التطبيقية لأغراض التشخيص، وخاصة للأغراض الصحية والنظافة.[...]

كانت هذه المجموعة من البقوليات مع أنواع الريزوبيوم المقابلة لها مفيدة بشكل خاص لإنتاج اللقاح. بعد التقسيم الأولي إلى مجموعات التلقيح المتبادل، حول علماء التصنيف ومنتجو اللقاحات انتباههم إلى السمات والتقنيات الأخرى التي يمكن من خلالها توصيف أنواع الريزوبيوم بمزيد من التفصيل: معدل النمو، والنشاط المستحث للمضادات الحيوية، والتألق المناعي، وعمرها.[...]

تنقسم أنواع الكائنات الحية الدقيقة وفقا لمجموعة من الخصائص المورفولوجية والفسيولوجية والكيميائية الحيوية. كل كائن حي لديه العديد من الشخصيات، ولكن لا يمكن استخدام كل شخصية في التصنيف. هناك شخصيات رائدة تميز الأنواع، وشخصيات ثانوية. قد تكون العلامة الرائدة مؤشرات مختلفة لمجموعات مختلفة من البكتيريا. بالنسبة لبعض الأنواع، هذه هي القدرة على استيعاب الكربوهيدرات، والبعض الآخر - لتكوين مضادات حيوية، والبعض الآخر - لتخمير السكر أو تصنيع مستقلبات معينة، وأصباغ، وأحماض، وهرمونات، وما إلى ذلك. في بعض الأنواع، الميزة الرائدة هي القدرة على تكوين عقيدات على جذور أو أوراق النباتات. وتنقسم بعض الأنواع حسب خواصها الأنزيمية، مثل حمض الأسيتيك وحمض اللاكتيك وحمض البروبيونيك وغيرها من البكتيريا. وتنقسم العديد من الأنواع حسب الفوعة والقدرة على الإمراض بالنسبة للنباتات والحيوانات والبشر.[...]

الطحالب الخضراء المزرقة أو الطحالب الزرقاء (تم وصف بنيتها بالتفصيل في الصفحات 39-43). في السابق، كانت هذه الكائنات تؤخذ في الاعتبار فقط في كتيبات علم الطحالب، أما الآن فيصنفها بعض الباحثين على أنها بكتيريا. إن تصنيفها، كما أشرنا أعلاه، تم تطويره بشكل أفضل من تصنيف البكتيريا نفسها (zubacteria)، ويتم تقديمه بالتفصيل في الأدبيات. ويستند فقط على الخصائص المورفولوجية.[...]

لقد كانت مشكلة التباين الميكروبي موضوعًا للنقاش منذ ظهور علم الأحياء الدقيقة كعلم. منذ السبعينيات من القرن التاسع عشر. وحتى يومنا هذا، يمثل التباين واحدًا من ألمع الفصول وأكثرها روعةً في علم الأحياء المجهرية. جلبت دراسة تنوع البكتيريا الكثير من المواد القيمة لتكوين صورة للتطور الجيني للعديد من الأنواع. يمكن أن يكون التباين التجريبي، في رأي كبار المتخصصين في تصنيف البكتيريا، بمثابة أحد أكثر الطرق المثمرة لتوضيح مكانة الكائن الحي في النظام عند محاولة إقامة علاقات تطورية. يساعد التباين المختبري في التجربة على تحديد حدود نوع وجنس البكتيريا.[...]

لا يسمح لنا نطاق هذا الكتاب بإدراج جميع مجموعات مسببات الأمراض التي قد نواجهها في الغرف والحدائق الشتوية ومجموعات الحدائق النباتية. تم وصف مسببات الأمراض الأكثر شيوعًا وخطورة هنا فقط. يمكنك العثور على مزيد من المعلومات المتعمقة والمفصلة حول التصنيف والبيولوجيا ومكافحة الكائنات المسببة للأمراض الأخرى غير المدرجة في الكتاب في الأدبيات العلمية والمرجعية الخاصة المخصصة لـ مجموعات منفصلةالفطريات المسببة للأمراض النباتية والبكتيريا والفيروسات.[...]

تنتج بعض أنواع الميكروبات أصباغًا مختلفة: الأحمر والأزرق والأخضر والبرتقالي والبني والأسود والألوان المختلطة. لا تنتج معظم الميكروبات أصباغًا، وتكون مستعمراتها عديمة اللون. تعتبر الأصباغ سمة ثابتة مميزة لأنواع معينة من الميكروبات. يمكن أيضًا استخدام هذه الميزة في تصنيف البكتيريا. لا تزال الأهمية البيولوجية للأصباغ غير معروفة.[...]

إحدى السمات المميزة للمضادات الحيوية هي انتقائية عملها - حيث يعمل كل مضاد حيوي على مجموعة محددة من أنواع الكائنات الحية الدقيقة، أي أن له طيفًا محددًا من العمل المضاد للميكروبات. على سبيل المثال، تمنع الفطريات الشعاعية التي تنتمي إلى فصيلة الشعيات الستربتوميسيني نمو البكتيريا إيجابية الجرام وسالبة الجرام، والمتفطرات، وبعض أنواع الخميرة والفطريات. المضادات الحيوية التي تنتجها الشعيات لا تمنع تطور ثقافتها، حتى في التركيزات التي تكون أعلى بعدة مرات من الحد الأدنى للتركيز الذي يمنع نمو الكائنات الحية الدقيقة الأخرى.[...]

لقد وفر التقدم في إنشاء تكنولوجيا الكمبيوتر الأساس للمعالجة الرياضية السريعة للبيانات المتعلقة بالعلاقة بين الكائنات الحية والمسافة بينها. يُطلق على تطبيق هذه التقنية على التصنيف البكتيري اسم التصنيف العددي، وقد تم إدخالها في علم الأحياء الدقيقة في السنوات الأخيرة. يأخذ التصنيف العددي في الاعتبار تجميع الكائنات الحية وتحديد هويتها بناءً على تشابهها في تحليل ما لا يقل عن 50-60 علامات موضوعية. وقد تم بالفعل استخدام هذه الطريقة، مع تطوير مخططات التشابه وترسيم الحدود، من قبل عدد من المؤلفين في مجال التصنيف. أنواع مختلفةالبكتيريا الحاملة للأبواغ.[...]

فيما يتعلق بالتشكل وطبيعة الحركة وطريقة التكاثر وبنية الخلية، يُظهر عدد من ممثلي بكتيريا الكبريت عديمة اللون، متعددة الخلايا وحيدة الخلية (Beggiatoa، Thiothrix، Thiospirillopsis، Thioploca، Achromatium) تشابهًا كبيرًا مع الطحالب الخضراء المزرقة. بعض الباحثين، ولا سيما برينغشيم (1963)، يعتبرون هذه الكائنات الحية الدقيقة بمثابة متغيرات عديمة اللون. تعتبر الطحالب الخضراء المزرقة Oscillatoria نظيرًا لـ Beggiatoa، وThiotrix هو Rivularia، وThiospirillopsis هو Spirulina، وAchromatium يشبه Synechococcus. وبما أن الطحالب الخضراء المزرقة تصنف الآن على أنها بكتيريا، فإن علاقتها مع بكتيريا الكبريت عديمة اللون أصبحت مبررة بشكل متزايد. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن بعض الطحالب الخضراء المزرقة تترسب الكبريت في خلاياها، على الرغم من أن هذه الميزة وحدها لا توفر الكثير لتصنيف الكائنات الحية الدقيقة.

هيكل وبيولوجيا الطحالب الخضراء المزرقة. تتميز الطحالب الزرقاء أو الخضراء المزرقة بلون خلايا مميز يتراوح من الأخضر الزيتوني إلى الأخضر المزرق والأزرق والبني وأحيانًا الأسود تقريبًا. تمت مناقشة بنية هذه الأصباغ في القسم المقابل من هذا الفصل. يصاحب عملية التمثيل الضوئي بواسطة النباتات الزرقاء إطلاق الأكسجين. تتشابه الطحالب الخضراء المزرقة - Cyanophyta - إلى حد كبير في بنية الخلية والثالوس وعدد من الخصائص البيولوجية للبكتيريا. وفي هذا الصدد، تم تنقيح موقفهم المنهجي مرارا وتكرارا. في الطبعة الثامنة من دليل بيرجي للبكتيريا في عام 1974، أطلق عليها اسم البكتيريا الزرقاء وبالتالي تم فصلها إلى قسم مستقل، قسم البكتيريا الزرقاء. جميع الكائنات بدائية النواة الأخرى تشكل القسم الثاني، القسم الثاني - البكتيريا. يوفر مفتاح ستانير معلومات موجزة عن البكتيريا الزرقاء في بضع صفحات فقط، ولكن لم يتم تقديم أي وصف للأصناف المعروفة أو النظاميات.[...]

المشاركة في التكاثر كمية كبيرةالإنزيمات والمستضدات، وإدراج مسارات التخليق الحيوي الجديدة وظهور مسارات محددة جديدة الهياكل الخلويةيُظهر أن عدد الجينات التي تتحكم في تكوين البوغات كبير جدًا (في جميع الاحتمالات، هناك أكثر من 100). تعمل بعض هذه الجينات أيضًا خلال المرحلة الخضرية من التطور. لا تزال آلية عمل جينوم البوغ (مجموعة الجينات المسؤولة عن التبوغ) غير واضحة. لقد ثبت أن الجراثيم تتلقى جميع موادها النووية (DNA) في شكلها النهائي من الخلايا الأم. علاوة على ذلك، فإن كمية الحمض النووي لكل بوغ تكون ثابتة بالنسبة لنوع معين ولا تعتمد على بيئة نمو البكتيريا. وبالتالي، من المحتمل أن يكون هذا المؤشر بمثابة سمة مميزة للأنواع ويمكن استخدامه في تصنيف البكتيريا المكونة للجراثيم.