МОРФОЛОГИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

Морфология микроорганизмов изучает форму и особенности строения клеток, способность двигаться, образовывать споры, способы размножения и др.

По современным представлениям все живые организмы, имеющие клеточное строение, делятся на два надцарства: прокариоты и эукариоты (греч. «карион» —ядро).

Организмы, не имеющие клеточного строения, составляют третье надцарство — акариоты (например, вирусы).

К прокариотам относится только одно царство — бактерии, в том числе цианобактерии (сине-зеленые водоросли).

К эукариотам относятся три царства: животные, растения и грибы.

Рис. 1. Формы бактерий:

а — шаровидные; б — палочковидные; в — извитые; 4— нитчатые; д — новые формы; 1 — микрококки; 2 —стрептококки; 3 —диплококки и тетракокки; 4 — стафилококки; 5 —сарцины; б — палочки без спор; 7 — палочки со спорами - бациллы; 8 — вибрионы; 9 — спириллы; 10 — спирохеты; 11— тороиды; 12 — бактерии, образующие простеки; 13 — червеобразные; 14 — шестиугольные.

Деление живых организмов на прокариоты и эукариоты базируется прежде всего на особенностях строения их ядерного аппарата. С помощью электронного микроскопа было установлено отсутствие у бактерий истинного ядра, поэтому их назва­ли прокариотами, то есть «доядерными» организмами. Известно, что основой ядерного аппарата является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), молекула которой имеет вид двойной спирально закрученной нити. Ядерный аппарат прокариот включает молекулу ДНК в виде замкнутой в кольцо нити, рас­положенную непосредственно в цитоплазме.

Ядерный аппарат прокариот называют нуклеоидом, что в переводе с латинского означает «подобный ядру».

У эукариот имеется истинное ядро с ядрышком, окруженное ядерной мембраной. Внутри ядра заключена ДНК. Наряду с этим основным признаком имеется много специфических особенностей в строении и обмене ве­ществ прокариот.

Основными объектами технической микробиологии являют­ся бактерии, мицелиальные грибы и дрожжи, которые в основ­ном составляют как полезную, так и нежелательную микро­флору пищевых производств.

ПРОКАРИОТЫ (БАКТЕРИИ]

В мире микроорганизмов бактерии по численности (около 4000 видов) и разнообразию осуществляемых ими химических превращений занимают ведущее место. Большинство бактерий — это одноклеточные организмы, но имеются и многокле­точные.

Форма и размеры бактерий. Одноклеточные бактерии по внешнему виду разделяются на три основные группы: шаро­видные, палочковидные и извитые (рис. 1).

Шаровидные бактерии — кокки (рис. \,а) могут быть одиночными — микрококки либо соединенными попарно — диплококки. Часто при делении клетки по тем или иным причи­нам не расходятся и образуют различные сочетания, которые за­висят от расположения делящей перегородки. Когда делящие пе­регородки располагаются в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, то образуются группы, состоящие из четырех кле­ток — тетракокки. При делении в трех взаимно перпендикуляр­ных плоскостях образуются пакетообразные скопления, состоя­щие из восьми — шестнадцати кокков, называемые сарцинами. При делении кокков в разных направлениях образуются скоп­ления клеток, напоминающие грозди винограда, — стафилокок­ки. Если деление кокков происходит в одном направлении и они при этом не разделяются, то образуются цепочки кле­ток— стрептококки. Эти сочетания не эквивалентны многоклеточным микроорганизмам, так как каждая клетка в них явля­ется отдельным организмом, способным на самостоятельное существование после отделения от остальных клеток.

Палочковидные бактерии (рис. 1, б) имеют фор­му вытянутого цилиндра, могут быть одиночными или соеди­ненными попарно, а также в виде цепочек из трех и более кле­ток. Отношение длины клетки к ее поперечнику у них сильно варьирует. У коротких палочек длина лишь ненамного превы­шает поперечное сечение и их иногда довольно трудно отли­чить от кокков. Палочковидные бактерии являются наиболее многочисленной группой среди бактерий.

Извитые (рис. 1, в) бактерии бывают трех типов: виб­рионы — палочки, изогнутые в виде запятой; спириллы, имею­щие несколько правильных завитков, и спирохеты, имеющие вид мелких спиралей с многочисленными завитками.

Кроме этих наиболее распространенных в природе форм бактерий имеется небольшое число нитчатых форм (рис. 1, г). Они представляют собой многоклеточные организ­мы в виде ,нитей, состоящих из одинаковых цилиндрических или дисковидных клеток.

Сравнительно недавно в почве и водоемах были обнаруже­ны новые формы бактерий, клетки которых имеют вид разомкнутого или замкнутого кольца (тороиды), шести­угольной звезды, розетки, а также клетки с выростами (простеками) и червеобразной формы (рис. 1, д).

К бактериям относится еще одна, особая группа микроорганизмов — ак­тиномицеты. Их клетки в основ­ном имеют вид очень тонких длинных прямых ветвящихся нитей (рис. 2).

Рис. 2. Актиномицеты: а — мицелий; б — спороносцы

Размеры бактерий ничтожно малы, поперечное сечение клеток большин­ства бактерий не превышает 0,5—0,8 мкм, средняя длина палочковидных бактерий от 0,5 до 3 мкм. Нитчатые бактерии значительно крупнее — некоторые имеют 15 - 125 мкм в длину и 5 — 35 мкм в поперечни­ке. Длина клеток спирохет может достигать 500 мкм. Наибо­лее мелкие из микроорганизмов — микоплазмы, не имеющие клеточной стенки, имеют размер 0,1—0,15 мкм.

Объем бактериальной клетки в среднем составляет 0,07 мкм³, масса — 5-10~¹² г. В 1 мм³ может содержаться до 10⁹ бактери­альных клеток.

В пищевых производствах основное значение имеют шаро­видные и палочковидные бактерии.