2.4 Класифікація мікроорганізмів на основі різних ознак

Кожний мікроорганізм в культурі характеризується певним набором ознак, які поділяються на морфологічні, фізіологічні та генетичні. Сукупність мікробних клітин з певною структурою (колонія, штрих) володіє культуральними ознаками.

Першими ознаками, за якими один вид живих організмів можна відрізнити від інших є зовнішні (морфологічні) ознаки. Надалі, при вивченні особливостей життєдіяльності даного організму, звертають увагу на його фізіологічні (біохімічні) ознаки. І та, і друга група ознак проявляються внаслідок реалізації інформації, яка знаходиться в генах даного організму, а саме – його генетичних ознак.

Вивчення мікроорганізмів і віднесення їх до певних груп відбувалось поступово (табл.2.6):

• бактерії (1676 р., Левенгук),

• віруси (1892 р., Іванівський).

• актиноміцети (Буханан, 1917) та рикетсії (Риккетс, Провачек)

• 50-ті роки 20 ст. – хламідії (1945-1957 р., Джонс, Рейк і Стернс) та мікоплазми (1955 р., Фрейндт);

• 70-ті роки – віроїди (Сенгер) та архебактерії (Везе та ін.).

Табл. 2.6 Характеристика ознак мікроорганізму.

Назва ознак, початок вивчення	Метод дослідження	Перелік ознак
Морфологічні 1676 р.	Мікроскопія	Форма клітини, наявність органів руху, захисних пристосувань тощо
Фізіологічні 60-ті роки 19 ст.	Висіви мікробів на тверді, напіврідкі та рідкі середовища	Використання певних поживних речовин, виділення продуктів обміну, відношення до факторів середовища
Генетичні 60-ті роки 20 ст.	Молекулярно-біологічні, імунологічні методи, полімеразна ланцюгова реакція	Особливості будови і складу нуклеїнових кислот клітини, принципи їх роботи.

Перші спроби класифікації мікробів за морфологічними ознаками відносяться до 18 ст. Але мінімальних знань, накопичених в той час, виявилось недостатньо, і ці істоти були віднесені Лінеєм до типу “Хаос”. Тільки коли наприкінці 19-го сторіччя стали вивчати фізіологічні ознаки мікробів, Виноградський та Бейерінк запропонували створити класифікацію, яка враховувала комбінацію двох груп ознак. Але всі створені таким чином класифікації мікросвіту є фенетичними (штучними). Вони призначені для вирішення практичних задач, тобто – для швидкої ідентифікації мікроорганізмів. Найкращою і загальноприйнятою є класифікація Бергі, яку періодично видає Товариство американських бактеріологів (Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology). Перше видання вийшло з друку під редакцією Д.Х. Бергі в 1923 році, а над останнім (90-ті роки 20 ст.) працювало більше 100 авторів.

Система назв (тобто, номенклатура) в мікробіології формується згідно правилам Міжнародного кодексу номенклатури мікроорганізмів, останній варіант якого затверджено в 1980 році. Мікробіологічна номенклатура – бінарна: перше слово визначає назву роду, друге – виду.

Назви родів мікроорганізмів характеризують або важливу морфологічну чи фізіологічну ознаку або є призвищем вченого, який відкрив дану групу мікробів. Родові назви Pasterella, Brucella та Iersinia дані на честь Пастера, Брюса та Йерсена. Родові назві іншого типу – Streptococcus, Azotobacter та Bacillus – говорять про певні ознаки клітин:

• мікроорганізм кулястої форми, клітини якого з’єднані в ланцюг (Streptococcus);

• мікроорганізм паличковидної форми, здатний до засвоєння азоту повітря (Azotobacter);

• мікроорганізм, який утворює спору в несприятливих умовах (Bacillus).

Друге слово латинської назви може означати:

• місце існування мікроорганізму – E. Coli (кишечник);

• хворобу , яку він викликає – Bac.anthracis (сибірка);

• тварину, яка є його хазяїном – Myc.avium (птиця);

• назву патологічного процесу – Bruc.abortus (аборт);

• фізіологічну особливість мікроба (колір речовини, яка визначає забарвлення колонії або назва речовини, яку мікроб розщеплює або виділяє) – St. аureus (золотистий колір колонії),

Навіть в наш час ще неможливо скласти остаточну філогенетичну систематику, яка відображала б еволюційну спорідненість мікроорганізмів. В 60-ті роки 20 сторіччя сподівались, що аналіз нуклеотидного складу ДНК допоможе виявити генетичну спорідненість різних родів та видів. В останніх виданнях довідника Бергі наводиться коефіцієнт специфічності (процентне відношення суми Г+Ц до загальної суми всіх нуклеотидів – А+Т+Г+Ц – в молекулі ДНК). Але виявилось, що такий коефіцієнт може бути практично однаковим у мікробів, що належать до абсолютно різних таксонів. З останньої чверті 20 ст. вивчення еволюційної спорідненості мікроорганізмів стало можливим, і маркером спорідненості є молекули рибосомальної РНК (16S рРНК та 5S рРНК). Узагальнення отриманих даних дозволить побудувати таку класифікацію мікроорганізмів, яка зможе враховувати етапи еволюції мікробів.

В складі кожного виду мікроорганізмів існують клітинні лінії, що позначаються термінами „штам” і „клон” (рис.2.10- 2.11).

Представники одного виду мікробів
Штами - клітини, які існують в різних умовах навколишнього середовища		Клони – нащадки одної клітини
Штам №1	Штам №2	Клон №1	Клон №2
Морфологія однакова, Але фізіологія та генетика – різні.		Всі ознаки (морфологічні, фізіологічні та генетичні) абсолютно однакові

Рис.2.10 Клітинні лінії мікроорганізмів одного виду

штами бактерій з різними біохімічними властивостями

штами дріжджів з різними ознаками колоній

Рис.2.10 Штами бактерій і дріжджів

Мікробіологи використовують додаткові терміни, синонімічні терміну “штам”, які підкреслюють особливу ознаку мікроорганізму (варіанту):

• біохімічні (фізіологічні) ознаки – біовар;

• відношення до вірусів мікробів (фагів) – фаговар;

• набір специфічних речовин, чужорідних для хазяїв мікроба (тварина, людина) – серовар;

• здатність викликати хворобу різної інтенсивності – патовар.