Физиологический этап систематики микроорганизмов

Находясь под сильным впечатлением от физиологических различий неизвестных до того бактерий, С.Н. Виноградский и М. Бейеринк (1900-1910) описали новые роды, такие как Nitrosomonas, Nitrobacter, Aerobacter, Acetobacter, Photobacter, Azotobacter, Lactobacterium и Thiobacillus. Эти названия удобны и отражают экологию, физиологию и биохимию организмов.

Такой крупный ученый-специалист, как С. Орла-Йенсен, известный своими работами по молочно- и пропионовокислым бактериям, а также открытием разнообразных процессов обмена веществ у бактерий, предста­вил работу «Основные черты естественной системы бактерий». В этой иллюстрированной содержательной работе он помещает в начале системы как наиболее примитивные литоавтотрофные бактерии, окисляющие Н₂, СО, СН₄, NН₃, N0₂, Н₂S, S°. Не ставя целью создать эволюционное древо, эта работа была исключительно информативна и давала импульс к дальнейшим исследованиям. Еще раз попробовали создать естествен­ную систему на основе морфологических признаков А. Клюйвер, К. ван Ниль и Р. Стениер (1936, 1941); в своих работах они исходили из представле­ния о кокках, как наиболее примитивных формах, и обрисовали пять направлений развития. Однако эта система не была принята, и работа не имела значения.

Филогенетический этап систематики микроорганизмов

Открытие и новые описания все большего числа бактерий делало необходимой большую объективность классификации. Такие шаги были предприняты, начиная с 1957 года, когда была создана нумерическая таксономия (Sheath, 1963, 1973). Она основывается на охвате большого числа признаков, на альтернативных решениях и оценке комбинации признаков с помощью компьютера. Эта система приводит к созданию матриц по сходству и дендрограммам. При всем сходстве с древом штам­мов она не имеет никакого отношения к филогении.

Эта искусственная система, быстро расширяющаяся благодаря но­вому описанию видов, родов и семейств, служит цели распознавания, диагностирования и идентификации описанных видов. Международным руководством стало «Bergey’s Mannual of Determinative Bacteriology» (пер­вое издание — 1923 год, восьмое — 1974 и девятое — 1994). Комиссия по номенклатуре и таксономии бактерий, созданная в Париже в 1930 го­ду, разработала «Международный код номенклатуры бактерий» (1948), который в переработанном в 1976 году виде является обязательным для описания бактерий.

После того, как химикам удалось установить последовательность аминокислот в белках и нуклеотидов в нуклеиновых кислотах, эта инфор­мация была предложена в качестве филогенетического маркера как основа для размещения бактерий на филогенетическом древе. Исходя из предста­влений о том, что рибосомы, которые присутствуют во всех организмах, являются наиболее консервативными органеллами клетки, содержащими информацию, кодируемую нуклеиновыми кислотами, Карл Везе (1977) разработал наилучшую до этого времени концепцию филогенетического древа не только для бактерий, но и для Eucaryota. В качестве филогене­тического маркера он использовал последовательность оснований олигонуклеотидов рибосомальной 16S РНК. При сравнении последовательностей сразу обнаружились неожиданные взаимосвязи между организмами. Их оценка привела к разделению органического мира на три царства: Archaebacteria, Eubacteria и Eucaryota. Для бактерий оказалось возможным построить филогенетическое древо, которое частично подтвердило старые группировки, но также открыло и новые эволюционные ветви.