Printsipy_klassifikatsii_prokariotnykh_m ikroorgani (Комплект полезных материалов по микробиологии)

Принципы классификации прокариотных микроорганизмов

Под классификацией понимают отнесение конкретного биоло­гического объекта к определенной группе однородности (таксо­ну) по совокупности присущих ему признаков.

Представление о месте микроорганизмов среди других живых существ эволюционировало с течением времени от отнесения их к животным или растениям до выделения в три отдельных домена (надцарства, империи). По современным представлениям, мик­роорганизмы делятся на прокариот и эукариот в зависимости от строения их клеток. Из-за того, что большинство микроорганиз­мов устроено крайне просто и для их классификации простого описания было недостаточно, исследователи привлекали функ­циональные характеристики. Как правило, микробиологический объект невозможно классифицировать, не применив совокупность морфофизиологичсских, биохимических и молекулярно-биологи- ческих данных. При этом перечисленные признаки могут иметь неодинаковую значимость.

В настоящее время основным является филогенетический подход к систематике микроорганизмов, который учитывает родствен­ные связи и пути эволюции организмов. В такой классификации иерархия таксонов отражает генеалогическое древо. Однако при отсутствии в большинстве случаев ископаемых остатков микроор- ганизмов невозможно напрямую установить исторический путь эво­люции.

Филоге­нетическая классификация микроорганизмов сравни­вают нуклеотидные последовательности I6S рРНК, состоящей из 1 500 нуклеотидов, из которых 900 — консервативны. Эта молеку­ла обладает достаточно большой, но не чрезмерной информацией и считается своеобразным биологическим генетическим «хроно­метром». На основе множества сравнений с помощью компьютера было построено филогенетическое древо (рис. 1). Одновременно было доказано, что митохондрии и хлоропласты имеют бактери­альное симбиотическое происхождение. Анализ 16S рРНК позво­ляет определить место микроорганизма на филогенетическом дре­ве, а нахождение видового названия ведется традиционными мик­робиологическими методами. При этом 90% совпадений указыва­ет на принадлежность к определенному роду, 97 % — к определен­ному виду. Более точный метод — ДНК—ДНК-гибридизация, ко­торый дает более 30 % совпадений в пределах рода и более 70 % — в пределах вида.

В последнее время для более четкой дифференцировки микро­организмов на уровне рода и вида, когда подходы, основанные на молекулярно-биологических приемах, недостаточны, предла- га ют использовать наряду с оп­ределением последовательнос тей нуклеотидов применять для ана­лиза и другие источники информации .

В настоящее время в активном развитии находится филогенети­ческая система классификации микроорганизмов, в которой выделены три домена (надцарства): Bacteria, Archaea и Eukarya на основании анализа нуклеотидной последова­тельности 16S рРНК которая, с од­ной стороны, будет учитывать все родственные связи и опираться на эволюционные представления, а с другой — будет удобна для практической микробиологии и позволит быстро найти место конкретного микроорганизма в мире микробов. Пока же пользу­ются во многом искусственно&морфофизиологическои классифика­цией с некоторыми элементами молекулярно-генетического под­хода. Основы такой классификации .-заложил профессор бактерио­логии Д. Берджи в 1923 г.. Для практической идентификации микроорганизмов-прокариот применяют девятое издание опре­делителя, выпущенное Комитетом Берджи.

Домен Bacteria включает про кар и от и чес кие микроорганизмы, имеющие типичные признаки бактерий, в частности клеточные обол о ч к и, содерж а щ ие п en т и доел икан(муреин).

К сравнительно новому домену Archaca относятся микроорга­низмы, разделенные на три филума: Euryarchaeota, Crenarchaeota и Korarchaeota. Первый филум объединяет повсеместно распрост­раненные микроорганизмы. Это метаногены — строгие анаэробы, обитающие в донных осадках пресноводных зон, богатых органи­кой, или в рубце жвачных. Широко распространены также экст­ремальные галофилы, растущие при высоких концентрациях соли и способные осуществлять особый тип фотосинтеза с помощью бактериородопсина, который на свету работает как протонная помпа. Ко второму филуму относятся микроорганизмы, имеющие очень узкие и специфические места обитания. Это экстремофилы, зависящие от серных соединений, опт имумы рН и температуры ро­ста которых отличаются экстремальными значениями. Третий фи­лум зарезервирован за представителями до настоящего времени нскультивируемых прокариот, для которых, однако, известны последовательности генов, кодирующих молекулу 16S рРНК.