Οι μικροοργανισμοί (μικρόβια) θεωρούνται μονοκύτταροι οργανισμοί, το μέγεθος των οποίων δεν υπερβαίνει το 0,1 mm. Οι εκπρόσωποι αυτής της μεγάλης ομάδας μπορεί να έχουν διαφορετική κυτταρική οργάνωση, μορφολογικά χαρακτηριστικά και μεταβολικές ικανότητες, δηλαδή το κύριο χαρακτηριστικό που τους ενώνει είναι το μέγεθος. Ο ίδιος ο όρος «μικροοργανισμός» δεν είναι προικισμένος με ταξινομική έννοια. Τα μικρόβια ανήκουν σε μια μεγάλη ποικιλία ταξινομικών μονάδων και άλλοι εκπρόσωποι αυτών των μονάδων μπορεί να είναι πολυκύτταροι και να φτάσουν μεγάλα μεγέθη.
Γενικές προσεγγίσεις για την ταξινόμηση των μικροοργανισμών
Ως αποτέλεσμα της σταδιακής συσσώρευσης τεκμηριωμένου υλικού για τα μικρόβια, κατέστη απαραίτητο να εισαχθούν κανόνες για την περιγραφή και τη συστηματοποίησή τους.
Η ταξινόμηση των μικροοργανισμών χαρακτηρίζεται από την παρουσία των ακόλουθων ταξινομικών κατηγοριών: τομέας, φυλή, τάξη, τάξη, οικογένεια, γένος, είδος. Στη μικροβιολογία, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν το διωνυμικό σύστημα χαρακτηριστικών αντικειμένων, δηλαδή η ονοματολογία περιλαμβάνει τα ονόματα του γένους και των ειδών.
Για τους περισσότερους μικροοργανισμούςχαρακτηριστική είναι μια εξαιρετικά πρωτόγονη και καθολική δομή, επομένως, η διαίρεση τους σε ταξινομήσεις δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο σύμφωνα με μορφολογικά χαρακτηριστικά. Ως κριτήρια χρησιμοποιούνται λειτουργικά χαρακτηριστικά, μοριακά βιολογικά δεδομένα, πρότυπα βιοχημικών διεργασιών κ.λπ..
Λειτουργίες αναγνώρισης
Για τον εντοπισμό ενός άγνωστου μικροοργανισμού, διεξάγεται έρευνα για τη μελέτη των ακόλουθων ιδιοτήτων:
- Κυτταρική κυτταρολογία (που ανήκουν κυρίως σε προ- ή ευκαρυωτικούς οργανισμούς).
- Μορφολογία κυττάρων και αποικιών (υπό συγκεκριμένες συνθήκες).
- Πολιτιστικά χαρακτηριστικά (χαρακτηριστικά ανάπτυξης σε διαφορετικά μέσα).
- Το σύμπλεγμα φυσιολογικών ιδιοτήτων στο οποίο βασίζεται η ταξινόμηση των μικροοργανισμών ανά τύπο αναπνοής (αερόβια, αναερόβια)
- Βιοχημικά σημεία (παρουσία ή απουσία ορισμένων μεταβολικών οδών).
- Ένα σύνολο μοριακών βιολογικών ιδιοτήτων, συμπεριλαμβανομένης της λήψης υπόψη της αλληλουχίας νουκλεοτιδίων, της δυνατότητας υβριδισμού των νουκλεϊκών οξέων με το υλικό των στελεχών τύπου.
- Χημειοταξονομικοί δείκτες, οι οποίοι λαμβάνουν υπόψη τη χημική σύνθεση διαφόρων ενώσεων και δομών.
- Ορολογικά χαρακτηριστικά (αντιδράσεις "αντιγόνο - αντίσωμα", ειδικά για παθογόνους μικροοργανισμούς).
- Παρουσία και φύση ευαισθησίας σε συγκεκριμένους φάγους.
Η συστηματική και η ταξινόμηση μικροοργανισμών που σχετίζονται με προκαρυώτες πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας τον "Οδηγό Burgey για τη Συστηματική των Βακτηρίων". Η αναγνώριση πραγματοποιείται χρησιμοποιώνταςΚαθοριστική του Burgey.
Διαφορετικοί τρόποι ταξινόμησης μικροβίων
Για τον προσδιορισμό της ταξινομικής συσχέτισης ενός οργανισμού, χρησιμοποιούνται διάφορες μέθοδοι ταξινόμησης μικροοργανισμών.
Με την επίσημη αριθμητική ταξινόμηση, όλα τα χαρακτηριστικά θεωρούνται εξίσου σημαντικά. Δηλαδή, λαμβάνεται υπόψη η παρουσία ή η απουσία ενός συγκεκριμένου χαρακτηριστικού.
Η
Μορφοφυσιολογική ταξινόμηση περιλαμβάνει τη μελέτη του συνόλου των μορφολογικών ιδιοτήτων και χαρακτηριστικών της ροής των μεταβολικών διεργασιών. Σε αυτή την περίπτωση, είναι προικισμένο με νόημα και σημασία μιας συγκεκριμένης ιδιότητας ενός αντικειμένου. Η τοποθέτηση ενός μικροοργανισμού σε μια συγκεκριμένη ταξινομική ομάδα και η εκχώρηση ενός ονόματος εξαρτώνται κυρίως από τον τύπο της κυτταρικής οργάνωσης, τη μορφολογία των κυττάρων και τις αποικίες και τα πρότυπα ανάπτυξης.
Η λογιστική για τα λειτουργικά χαρακτηριστικά παρέχει τη δυνατότητα χρήσης διαφόρων θρεπτικών συστατικών από μικροοργανισμούς. Σημαντική είναι επίσης η εξάρτηση από ορισμένους φυσικούς και χημικούς παράγοντες του περιβάλλοντος και ειδικότερα από τους τρόπους απόκτησης ενέργειας. Υπάρχουν μικρόβια που απαιτούν χημειοταξονομικές μελέτες για τον εντοπισμό τους. Οι παθογόνοι μικροοργανισμοί απαιτούν οροδιάγνωση. Ο προσδιορισμός χρησιμοποιείται για την ερμηνεία των αποτελεσμάτων των παραπάνω δοκιμών.
Στη μοριακή γενετική ταξινόμηση, αναλύεται η δομή των μορίων των πιο σημαντικών βιοπολυμερών.
Διαδικασία αναγνώρισης μικροοργανισμών
Σήμερα, η αναγνώριση ενός συγκεκριμένου μικροσκοπικού οργανισμού ξεκινά μεαπομόνωση της καθαρής του καλλιέργειας και ανάλυση της νουκλεοτιδικής αλληλουχίας του 16S rRNA. Έτσι, προσδιορίζεται η θέση του μικροβίου στο φυλογενετικό δέντρο και η επακόλουθη προδιαγραφή ανά γένος και είδος πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας παραδοσιακές μικροβιολογικές μεθόδους. Μια τιμή σύμπτωσης 90% σάς επιτρέπει να προσδιορίσετε το γένος και το 97% - είδος.
Ακόμα σαφέστερη διαφοροποίηση μικροοργανισμών ανά γένος και είδος είναι δυνατή με τη χρήση πολυφυλετικής (πολυφασικής) ταξινόμησης, όταν ο προσδιορισμός των αλληλουχιών νουκλεοτιδίων συνδυάζεται με τη χρήση πληροφοριών σε διάφορα επίπεδα, έως και οικολογικά. Δηλαδή, πρώτα πραγματοποιείται αναζήτηση για ομάδες παρόμοιων στελεχών, ακολουθούμενη από τον προσδιορισμό των φυλογενετικών θέσεων αυτών των ομάδων, τον καθορισμό των διαφορών μεταξύ των ομάδων και των πλησιέστερων γειτόνων τους και τη συλλογή δεδομένων για τη διαφοροποίηση των ομάδων.
Κύριες ομάδες ευκαρυωτικών μικροοργανισμών: άλγη
Αυτός ο τομέας περιλαμβάνει τρεις ομάδες όπου υπάρχουν μικροσκοπικοί οργανισμοί. Μιλάμε για φύκια, πρωτόζωα και μύκητες.
Τα φύκια είναι μονοκύτταρα, αποικιακά ή πολυκύτταρα φωτότροφα που πραγματοποιούν οξυγονική φωτοσύνθεση. Η ανάπτυξη μιας μοριακής γενετικής ταξινόμησης μικροοργανισμών που ανήκουν σε αυτή την ομάδα δεν έχει ακόμη ολοκληρωθεί. Επομένως, αυτή τη στιγμή, στην πράξη, η ταξινόμηση των φυκών χρησιμοποιείται με βάση τη σύνθεση χρωστικών και εφεδρικών ουσιών, τη δομή του κυτταρικού τοιχώματος, την παρουσία κινητικότητας και τη μέθοδο αναπαραγωγής.
Τυπικοί εκπρόσωποι αυτής της ομάδας είναιμονοκύτταροι οργανισμοί που ανήκουν σε δινομαστιγώματα, διάτομα, ευγενοειδή και πράσινα φύκια. Όλα τα φύκια χαρακτηρίζονται από το σχηματισμό χλωροφύλλης και διαφόρων μορφών καροτενοειδών, αλλά η ικανότητα σύνθεσης άλλων μορφών χλωροφύλλων και φυκοβιλινών στους εκπροσώπους της ομάδας εκδηλώνεται με διαφορετικούς τρόπους.
Ο συνδυασμός αυτών ή αυτών των χρωστικών καθορίζει τη χρώση των κυττάρων σε διαφορετικά χρώματα. Μπορούν να είναι πράσινο, καφέ, κόκκινο, χρυσό. Η μελάγχρωση των κυττάρων είναι χαρακτηριστικό του είδους.
Τα διάτομα είναι μονοκύτταρες πλαγκτονικές μορφές, στις οποίες το κυτταρικό τοίχωμα μοιάζει με δίθυρο κέλυφος πυριτίου. Ορισμένοι εκπρόσωποι είναι ικανοί να κινούνται ανάλογα με τον τύπο της ολίσθησης. Η αναπαραγωγή είναι τόσο ασεξουαλική όσο και σεξουαλική.
Οι βιότοποι των μονοκύτταρων φυκιών euglena είναι δεξαμενές γλυκού νερού. Κινούνται με τη βοήθεια μαστιγίων. Δεν υπάρχει κυτταρικό τοίχωμα. Μπορεί να αναπτυχθεί στο σκοτάδι λόγω της διαδικασίας οξείδωσης οργανικών ουσιών.
Τα δινομαστιγώματα έχουν μια ειδική δομή του κυτταρικού τοιχώματος, αποτελείται από κυτταρίνη. Αυτά τα πλαγκτονικά μονοκύτταρα φύκια έχουν δύο πλευρικά μαστίγια.
Για τους μικροσκοπικούς εκπροσώπους των πράσινων φυκών, οι βιότοποι είναι τα γλυκά και θαλάσσια υδάτινα σώματα, το έδαφος και η επιφάνεια διαφόρων χερσαίων αντικειμένων. Υπάρχουν μη κινητικά είδη και μερικά είναι ικανά να κινούνται χρησιμοποιώντας μαστίγια. Ακριβώς όπως τα δινομαστιγώματα, τα πράσινα μικροφύκη έχουν κυτταρικό τοίχωμα κυτταρίνης. Χαρακτηριστική είναι η αποθήκευση αμύλου στα κύτταρα. Η αναπαραγωγή είναι τόσο ασεξουαλική όσο και σεξουαλικήτρόπος.
Ευκαρυωτικοί Οργανισμοί: Πρωτόζωα
Οι βασικές αρχές ταξινόμησης των μικροοργανισμών που ανήκουν στα πρωτόζωα βασίζονται σε μορφολογικά χαρακτηριστικά που ποικίλλουν πολύ μεταξύ των εκπροσώπων αυτής της ομάδας.
Η πανταχού παρούσα κατανομή, η διατήρηση ενός σαπροτροφικού ή παρασιτικού τρόπου ζωής καθορίζει σε μεγάλο βαθμό την ποικιλομορφία τους. Τα πρωτόζωα που ζουν ελεύθερα τρόφιμα είναι βακτήρια, φύκια, μαγιά, άλλα πρωτόζωα και ακόμη και μικρά αρθρόποδα, καθώς και νεκρά υπολείμματα φυτών, ζώων και μικροοργανισμών. Οι περισσότεροι εκπρόσωποι δεν έχουν κυτταρικό τοίχωμα.
Μπορούν να ζήσουν μια ακίνητη ζωή ή να κυκλοφορούν με τη βοήθεια διαφόρων συσκευών: μαστίγια, βλεφαρίδες και προεξοχές. Υπάρχουν πολλές ακόμη ομάδες εντός της ταξινομικής ομάδας των πρωτοζώων.
Εκπρόσωποι των πιο απλών
Οι αμοιβάδες τρέφονται με ενδοκυττάρωση, κινούνται με τη βοήθεια ψευδόποδων, η ουσία της αναπαραγωγής βρίσκεται στην πρωτόγονη διαίρεση του κυττάρου στα δύο. Οι περισσότερες αμοιβάδες είναι ελεύθερες υδρόβιες μορφές, αλλά υπάρχουν μερικές που προκαλούν ασθένειες σε ανθρώπους και ζώα.
Τα κύτταρα της έγχυσης έχουν δύο διαφορετικούς πυρήνες, η ασεξουαλική αναπαραγωγή συνίσταται στην εγκάρσια διαίρεση. Υπάρχουν εκπρόσωποι για τους οποίους η σεξουαλική αναπαραγωγή είναι χαρακτηριστική. Ένα συντονισμένο σύστημα βλεφαρίδων συμμετέχει στην κίνηση. Η ενδοκυττάρωση πραγματοποιείται με τη σύλληψη τροφής σε ειδική στοματική κοιλότητα και τα υπολείμματα απεκκρίνονται μέσωτρύπα στο πίσω άκρο. Στη φύση, τα βλεφαροειδή ζουν σε υδάτινα σώματα μολυσμένα με οργανικές ουσίες, καθώς και στη μεγάλη κοιλία των μηρυκαστικών.
Τα μαστιγώματα χαρακτηρίζονται από την παρουσία μαστιγίων. Η απορρόφηση των διαλυμένων θρεπτικών ουσιών πραγματοποιείται από ολόκληρη την επιφάνεια του CPM. Η διαίρεση γίνεται μόνο στη διαμήκη κατεύθυνση. Μεταξύ των μαστιγωτών, υπάρχουν τόσο ελεύθερα όσο και συμβιωτικά είδη. Τα κύρια συμβίωση ανθρώπων και ζώων είναι τα τρυπανοσώματα (προκαλούν την ασθένεια του ύπνου), η λεϊσμανία (προκαλεί δύσκολα επουλωμένα έλκη), η γιάρδια (οδηγούν σε εντερικές διαταραχές).
Τα σπορόζωα έχουν τον πιο περίπλοκο κύκλο ζωής από όλα τα πρωτόζωα. Ο πιο διάσημος εκπρόσωπος των σπορόζωων είναι το πλασμώδιο της ελονοσίας.
Ευκαρυωτικοί μικροοργανισμοί: μύκητες
Η ταξινόμηση των μικροοργανισμών σύμφωνα με τον τύπο διατροφής παραπέμπει τους εκπροσώπους αυτής της ομάδας σε ετερότροφα. Τα περισσότερα χαρακτηρίζονται από το σχηματισμό μυκηλίου. Η αναπνοή είναι συνήθως αερόβια. Υπάρχουν όμως και προαιρετικά αναερόβια που μπορούν να στραφούν σε αλκοολική ζύμωση. Οι μέθοδοι αναπαραγωγής είναι φυτικές, ασεξουαλικές και σεξουαλικές. Είναι αυτό το χαρακτηριστικό που χρησιμεύει ως κριτήριο για περαιτέρω ταξινόμηση των μυκήτων.
Αν μιλάμε για τη σημασία των εκπροσώπων αυτής της ομάδας, τότε το πιο ενδιαφέρον εδώ είναι η συνδυασμένη μη ταξινομική ομάδα ζυμομυκήτων. Αυτό περιλαμβάνει μανιτάρια που δεν έχουν στάδιο μυκηλιακής ανάπτυξης. Υπάρχουν πολλά προαιρετικά αναερόβια μεταξύ των ζυμών. Ωστόσο, υπάρχουν και παθογόνα είδη.
Κύριες ομάδες προκαρυωτικών μικροοργανισμών:archaea
Μορφολογία και ταξινόμηση των προκαρυωτικών μικροοργανισμών τους συνδυάζει σε δύο τομείς: τα βακτήρια και τα αρχαία, των οποίων οι εκπρόσωποι έχουν πολλές σημαντικές διαφορές. Τα αρχαία δεν έχουν κυτταρικά τοιχώματα πεπτιδογλυκάνης (μουρεΐνης) τυπικά για βακτήρια. Χαρακτηρίζονται από την παρουσία ενός άλλου ετεροπολυσακχαρίτη - ψευδομουρεΐνης, ο οποίος δεν περιέχει Ν-ακετυλομουραμικό οξύ.
Οι Αρχαίες χωρίζονται σε τρεις φυλές.
Χαρακτηριστικά της δομής των βακτηρίων
Οι αρχές ταξινόμησης των μικροοργανισμών που ενώνουν τα μικρόβια σε αυτόν τον τομέα βασίζονται στα δομικά χαρακτηριστικά της κυτταρικής μεμβράνης, και ειδικότερα στην περιεκτικότητα σε πεπτιδογλυκάνη σε αυτήν. Υπάρχουν αυτήν τη στιγμή 23 phyla στον τομέα.
Τα βακτήρια είναι ένας σημαντικός κρίκος στον κύκλο των ουσιών στη φύση. Η ουσία της σημασίας τους σε αυτή την παγκόσμια διαδικασία είναι η αποσύνθεση φυτικών και ζωικών υπολειμμάτων, ο καθαρισμός υδάτινων σωμάτων μολυσμένων με οργανική ύλη και η τροποποίηση ανόργανων ενώσεων. Χωρίς αυτούς, η ύπαρξη ζωής στη Γη θα ήταν αδύνατη. Αυτοί οι μικροοργανισμοί ζουν παντού, ο βιότοπός τους μπορεί να είναι το έδαφος, το νερό, ο αέρας, το ανθρώπινο σώμα, τα ζώα και τα φυτά.
Σύμφωνα με το σχήμα των κυττάρων, την παρουσία συσκευών για κίνηση, την άρθρωση των κυττάρων μεταξύ τους, αυτός ο τομέας πραγματοποιείται εντός της επακόλουθης ταξινόμησης των μικροοργανισμών. Η Μικροβιολογία εξετάζει τους ακόλουθους τύπους βακτηρίων με βάση το σχήμα των κυττάρων: στρογγυλά, ραβδοσχήμα, νηματώδη, σπειροειδή, σπειροειδή. Ανάλογα με τον τύπο της κίνησης, τα βακτήρια μπορεί να είναι ακίνητα, μαστιγωμένα ή να κινούνται λόγω απέκκρισης.φλέγμα. Με βάση τον τρόπο που τα κύτταρα αρθρώνονται μεταξύ τους, τα βακτήρια μπορούν να απομονωθούν, να συνδεθούν με τη μορφή ζευγών, κόκκων και διακλαδίζονται επίσης.
Παθογόνοι μικροοργανισμοί: ταξινόμηση
Οι παθογόνοι μικροοργανισμοί είναι πολλοί μεταξύ των βακτηρίων σε σχήμα ράβδου (αιτιογόνοι παράγοντες διφθερίτιδας, φυματίωσης, τυφοειδής πυρετός, άνθρακας). πρωτόζωα (πλασμώδιο ελονοσίας, τοξόπλασμα, λεϊσμανία, γιάρδια, τριχομονάδες, κάποια παθογόνος αμοιβάδα), ακτινομύκητες, μυκοβακτήρια (αιτιογόνοι παράγοντες φυματίωσης, λέπρα), μούχλα και μύκητες που μοιάζουν με ζυμομύκητες (αιτιογόνοι παράγοντες μυκητίασης, καντιντίαση). Τα μανιτάρια μπορούν να προκαλέσουν κάθε είδους δερματικές βλάβες, για παράδειγμα, διαφορετικούς τύπους λειχήνων (με εξαίρεση τον έρπητα ζωστήρα, στον οποίο εμπλέκεται ο ιός). Ορισμένες ζύμες, ως μόνιμοι κάτοικοι του δέρματος, δεν έχουν επιζήμια επίδραση υπό κανονικές συνθήκες ανοσοποιητικού συστήματος. Ωστόσο, εάν η δραστηριότητα του ανοσοποιητικού συστήματος μειωθεί, τότε προκαλούν την εμφάνιση σμηγματορροϊκής δερματίτιδας.
Ομάδες παθογένειας
Ο επιδημιολογικός κίνδυνος των μικροοργανισμών είναι το κριτήριο για την ομαδοποίηση όλων των παθογόνων μικροβίων σε τέσσερις ομάδες που αντιστοιχούν σε τέσσερις κατηγορίες κινδύνου. Έτσι, οι ομάδες παθογένειας των μικροοργανισμών, η ταξινόμηση των οποίων δίνεται παρακάτω, παρουσιάζουν το μεγαλύτερο ενδιαφέρον για τους μικροβιολόγους, αφού επηρεάζουν άμεσα τη ζωή και την υγεία του πληθυσμού.
Η ασφαλέστερη, 4η ομάδα παθογένειας περιλαμβάνει μικρόβια που δεν αποτελούν απειλή για την υγεία ενός ατόμου (ή ο κίνδυνος αυτής της απειλής είναι αμελητέοςμικρό). Δηλαδή, ο κίνδυνος μόλυνσης είναι πολύ μικρός.
Η
3η ομάδα χαρακτηρίζεται από μέτριο κίνδυνο μόλυνσης για ένα άτομο, χαμηλό κίνδυνο για το κοινωνικό σύνολο. Τέτοια παθογόνα θα μπορούσαν θεωρητικά να προκαλέσουν ασθένειες, και ακόμα κι αν προκαλέσουν, υπάρχουν αποδεδειγμένα αποτελεσματικές θεραπείες, καθώς και ένα σύνολο προληπτικών μέτρων που μπορούν να αποτρέψουν την εξάπλωση της λοίμωξης.
Η 2η ομάδα παθογένειας περιλαμβάνει μικροοργανισμούς που αποτελούν υψηλό κίνδυνο για το άτομο, αλλά χαμηλό για την κοινωνία συνολικά. Σε αυτή την περίπτωση, το παθογόνο μπορεί να προκαλέσει σοβαρή ασθένεια στον άνθρωπο, αλλά δεν μεταδίδεται από το ένα μολυσμένο άτομο στο άλλο. Διατίθενται αποτελεσματικές μέθοδοι θεραπείας και πρόληψης.
1η ομάδα παθογένειας χαρακτηρίζεται από υψηλό κίνδυνο τόσο για το άτομο όσο και για την κοινωνία συνολικά. Ένα παθογόνο που προκαλεί σοβαρή ασθένεια σε άνθρωπο ή ζώο μπορεί εύκολα να μεταδοθεί με διάφορους τρόπους. Γενικά δεν υπάρχουν αποτελεσματικές θεραπείες και προληπτικά μέτρα.
Παθογόνοι μικροοργανισμοί, η ταξινόμηση των οποίων καθορίζει ότι ανήκουν σε μια ή την άλλη ομάδα παθογένειας, προκαλούν μεγάλη βλάβη στη δημόσια υγεία μόνο εάν ανήκουν στην 1η ή 2η ομάδα.
