Общие признаки и разнообразие микроорганизмов

Мир микроорганизмов объединяет группы низших одноклеточных, многоклеточных и доклеточных организмов. Для них характерно сохранение микроскопических размеров на протяжении всего жизненного цикла. Все виды микробов носят название «протисты» или «простейшие». Микроорганизмы, принадлежащие к растительному миру именуют протофиты(простейшие растения), а к животному миру – протозоями(простейшие животные).

Большинство микроорганизмов являются одноклеточными: это бактерии, миксобактерии, актиномицеты (место их обитания - почва, они дают возможность получать антибиотики, обеспечивают запах земли), дрожжи, пиккетсии, некоторые водоросли (например, сине- зеленые)

Целый ряд представителей имеют многоклеточную структуру - это нитчатые бактерии и плесневые грибы.

В соответствии с рассмотренными группами микроорганизмов выделяют разделы микробиологии:

-бактериология (изучает особенности поведения бактерий)

-микология (плесневые грибы)

-альгология (водоросли)

-вирусология (вирусы и фаги- бесклеточные структуры).

Особенности микроорганизмов среди живых существ обусловлены малыми размерами и особенно простой структурой клетки.

1. Способность к быстрому росту и размножению. Бактериальные клетки увеличиваются в размерах и делятся на 2 новые клетки в течение 20-30 мин. Клетка животного организма проходит этот цикл за 24 ч. При благоприятных условиях численность бактерий возрастает в геометрической прогрессии. Из одной бактерии массой 2,5∙10^{-12 г} за трое суток могло бы образоваться 5∙10¹⁰ т биомассы. В природе этого не происходит, т.к. действуют лимитирующие факторы.

2. Интенсивный обмен веществ. Поступление питательных веществ в микробную клетку происходят через всю её поверхность и регулируется мембраной. Чем больше удельная поверхность, тем выше скорость переноса веществ и биосинтеза. ( для бактерий диаметром 0,5 мкм, а у человека массой 90 кг – 30 м^-1, поэтому прирост белка у биомассы 0,5т дрожжей за сутки составит 50 т, тогда как корова массой 0,5 т в сутки может дать 0,5 кг белка).

3. Возможность утилизации неорганических веществ Микроорганизмы для своего роста и питания используют не только органические вещества, но и простые неорганические соединения (метотрофы).

4. Высокая скорость адаптации к условиям внешней среды. Некоторые виды микроорганизмов живут в таких экстремальных условиях, в которых существование макроорганизма невозможно: диапазон температур -5 до 90°С, давление неск. сот. атмосфер, отсутствие кислорода, высокая и низкая кислотность среды, жесткое излучение, высокая концентрация солей.

5. Способность к синтезу метаболитов и выделение их в окружающую среду. Микробные клетки синтезируют различные вещества, выделяя в окружающую среду – ферменты, антибиотики, витамины и др.

6. Многообразие видов. Из-за простого строения и активного метаболизма микроорганизмы легко приспосабливаются к изменяющимся условиям среды и с целью выживания активно изменяются, что порождает огромное количество видов (исчисляется миллионами).

2.2 Основные положения классификации и систематики микроорганизмов

Систематика и классификация микроорганизмов исходит от признаков, характерных и для животных и для растений. В задачи классификации входит описание видов микроорганизмов, установление родственных связей между отдельными видами, выяснение процессов видообразования.

Согласно современным воззрениям всё живое на Земле можно разделить на 5 царств:

1 – прокариоты (бактерии, сине-зелёные водоросли, актиномицеты);

2 - протисты (простейшие, высшие водоросли);

3 – грибы;

4 – растения;

5 – животные.

Представителей мира микроорганизмов принято относить к первым трём царствам.

В 1786г. Миллер, в 1838г. Эренберг, 1872г. Кон – в основу систематики положили морфологические признаки, т. е. форму клетки, строение, взаимное расположение клеток, размеры, способность к спорообразованию, наличие структур для перемещения - жгутиков.

На этом основывается, наряду с культуральными и физиологическими признаками, и современная классификация.

Культуральные признаки:

- характер роста на разных питательных средах;

- образование пигментов;

- формирование специфического запаха;

Физиологические признаки:- отношение к различным питательным веществам: источникам азота, углерода, сахарам, молекулярному кислороду.

Основной таксономической единицей является вид. Вид- совокупность особей, имеющих общий генотип, обладающих сходным обменом веществ, близких между собой по морфологическим, культуральным и физиологическим признакам, приспособленных к определённой среде обитания.

Отношение таксономических единиц:

Для обозначения микроорганизмов принята бинарная номенклатура. Она включает латинские названия рода и вида. Первое слово в название обозначает род, второе - вид, например, Candida utilis, Candida tropicalis, Bacillus subtilis, Bacillus thuringiensis, Trichoderma longibrachiatum. Так как микроорганизмы малы, то информацию об их свойствах можно получить, только изучая популяцию клеток.

Популяция- совокупность микроорганизмов одного или нескольких видов. Популяция, выращенная на питательной среде, называется культурой.

Процесс выращивания в искусственных условиях называется культивированием. Культура, содержащая один вид микроорганизмов, называется чистой, более одного - смешанной.

В микробиологии используют такие понятия, как штамм и клон. Штаммами называют различные культуры одного и того же вида, отличающиеся незначительными признаками. Клономназывается культура, являющаяся потомством одной клетки микроорганизмов.

Наиболее полная классификация бактерий представлена в определителе Берга, актиномицетов - в определителе Красильникова, дрожжей- в определителе Дж. Лоддера, грибов– в 3 томах определителя Тахтаджана.

Для микроорганизмов характерна одна из двух структур клетки - прокариотическая или эукариотическая. Прокариотическая клетка характерна для бактерий, актиномицетов и сине- зелёных водорослей. Эукариотическая- для плесени, микроскопических грибов, дрожжей. Прокариотическая и эукариотическая организация клеток лежит в основе отнесения микроорганизмов к царству прокариот или эукариот.

Классификация по Тахтаджану.

Классификация по Виттекеру (1969г)