Систематика (от греч. systematicos – упорядоченный) – наука, занимающаяся изучением многообразия организмов, выявлением их сходства, различий, группировкой и классификацией.
Классификация (от греч. classic – разряд, группа) – это распределение единиц по группам более высокого порядка (служит для упорядочения многообразных микроорганизмов, для определения видов).
Таксономия (греч. taxis – порядок, расположение, nomos – закон) – это особый раздел систематики, изучающий принципы классификации.
Признаки, используемые для таксономической классификации микроорганизмов:
1) Морфологические – форма, размеры, взаиморасположение, наличие спор, капсулы, жгутиков, особенности ультраструктуры;
2) Тинкториальные – способность окрашиваться;
3) Культуральные – особенности роста на жидких и плотных питательных средах: скорость, характер роста, условия культивирования;
4) Особенности питания;
5) Тип дыхания – аэробы, анаэробы, факультативные анаэробы, микроаэрофилы;
6) Биохимические свойства – способность ферментировать углеводы, белки, жиры;
7) Антигенные свойства – родо-, видо-, вариантоспецифичность;
8) Чувствительность к бактериофагам;
9) Химический состав – содержание основных сахаров, аминокислот, белков, жиров, микроэлементов;
10) Свойства генома – величина, молекулярная масса генома, наличие внехромосомных факторов наследственности и т.д.
Таксон – любая таксономическая группа, имеющая научное название.
Основная таксономическая категория в микробиологии – вид.
Вид – эволюционно сложившаяся совокупность микроорганизмов, имеющих единое происхождение и генотип, сходных по строению и физиологическим свойствам.
Для обозначения вида применяется бинарное название, предложенное К. Линнеем.
Схема формирования биноминального названия микроорганизмов:
| Фамилия автора | РОД | ВИД | Клинические признаки |
| Морфология колоний | |||
| Морфология бактерий | Место обитания | ||
| Географическое место выявления |
| Escherichia | coli |
| Эшерих – автор | кишка |
| Salmonella | typhi |
| Сальмон – автор | туман, бред |
| Staphylococcus | aureus |
| гроздья винограда, шар | золотистый цвет колоний |
| Clostridium | tetanus |
| веретено | судороги |
Виды, связанные генетическим родством, объединены в роды, роды – в трибы, трибы – в семейства, семейства – в порядки, порядки – в классы, классы – в отделы, а отделы – в царства. Высшей таксономической категорией является царство.
Признаки у особей одного и того же вида могут варьировать, поэтому внутри вида выделяют варианты: серологические (сероварианты/серовары), морфологические (морфовары), по отношению к специфическим бактериофагам (фаговары), биохимические (хемовары), экологические (эковары), бактериоциновары, резистовары (отличие по устойчивости к антибиотикам) и т.д.
Помимо вида в микробиологии применяются специальные термины: штамм, клон, чистая культура, смешанная культура.
Штамм – это культура клеток одного вида, выделенная из разных источников, или из одного источника, но в разное время.
Клон – генетически однородная культура микроорганизмов, полученных из одной клетки.
Чистая культура – популяция микробов одного вида, выращенных на питательной среде.
Смешанная культура – культура клеток нескольких видов.
Особенности систематики микроорганизмов.
Выделяют мир микроорганизмов, который подразделяют на 3 царства:
1. Эукариоты (Eucaryotae): отделы – грибы (Fungi или Mycota) и простейшие (Protozoa).
2. Прокариоты (Procaryotae): отделы – цианобактерии (сине-зеленые водоросли) и бактерии (35 групп по Берджи, в том числе бактерии, актиномицеты, спирохеты, риккетсии, хламидии и микоплазмы).
3. Вирусы (Vira) – ДНК- и РНК-содержащие.
Существуют две неклассифицированные формы микроорганизмов – вироиды (инфекционные ДНК/РНК) и прионы (инфекционные белки).
Особенности систематики бактерий.
Среди трудов по систематике бактерий международное признание получили работы Берджи с авторами. Первое издание «Определителя бактерий» Берджи вышло в 1923 году; с тех пор руководство неоднократно переиздавалось. Последнее издание, дополненное и переработанное, опубликовано в 2001 г.
По Берджи, царство прокариот делится на 4 отдела в зависимости от наличия у бактерий клеточной стенки и от ее состава.
1. Gracillicutes (тонкокожие) – имеют тонкую клеточную стенку (например, Грам- бактерии).
2. Firmicutes (толстокожие) – объединяют Грам+ бактерии с толстой клеточной стенкой.
3. Tenericutes (нежнокожие) – отдел представлен организмами, не имеющими клеточной стенки (микоплазмы).
4. Mendosicutes (mendosis – неправильный) – сюда вошли бактерии, имеющие клеточную стенку, но она не содержит пептидогликана (археобактерии).
Описание бактерий в определителе даются по группам, которые делятся на семейства, роды. Всего выделено 35 групп, из них 30 содержат патогенные для человека виды.
Морфология бактерий.
Морфология бактерий – это раздел микробиологии, изучающий форму, размеры, строение бактерий и их взаимное расположение относительно друг друга.
Размеры бактерий измеряются в мкм и колеблются от 0,1 до 10 мкм; размеры отдельных клеточных структур – в нм.
Существуют 4 основные формы бактерий – шаровидные, палочковидные, извитые, ветвящиеся.
Шаровидные бактерии – кокки (coccus – зерно) имеют правильно сферическую или эллипсовидную форму, по расположению в мазке различают:
Ø микрококки (от греч. micros – малый) распределяются в мазке беспорядочно, по одному;
Ø диплококки (от греч. diplos – двойной) – попарно;
Ø тетракокки – по 4;
Ø сарцины (от греч. sarcina – связка, тюк) – «пакетами» по 8, 16, 32 и более;
Ø стафилококки (от греч. staphyle – гроздь винограда) – в виде гроздьев винограда;
Ø стрептококки (от греч. streptos – цепочка)– в виде цепочки кокков.
Характер расположения в мазках зависит от особенностей деления бактериальных клеток в процессе размножения и наличием капсулы.
Палочковидные формы подразделяются на:
Ø бактерии (не образуют спор);
Ø бациллы (аэробные спорообразующие микроорганизмы);
Ø клостридии (спорообразующие анаэробы).
Палочки бывают короткими, длинными с закругленными и заостренными концами.
По расположению в мазках выделяют:
Ø диплобактерии;
Ø стрептобактерии;
Ø располагающиеся беспорядочно.
Извитые бактерии делятся на:
Ø вибрионы – изогнутость тела не превышает четверти оборота спирали (холерный вибрион);
Ø спириллы и спирохеты – имеют по одному или несколько оборотов (например, возбудитель сифилиса), спирохеты отличаются от спирилл подвижностью.
Нитевидные формы (ветвящиеся) – это палочки с разветвлениями на одном или обоих концах (например, актиномицета).
Но размеры и форма бактерий могут изменяться под влиянием окружающей среды (состав питательной среды, ее pH, температура, лекарственные препараты и др.), а также в зависимости от возраста культуры.