Бактерии

Классификация бактерий основывается на способах получения энергии микроорганизмами, морфологии клеток, химическом составе клеточной стенки, отношении к кислороду и других морфологических и физиологических признаках.

В зависимости от химического состава оболочки бактериальные клетки по-разному относятся к красителям. Так называемые грамположительные бактерии при окрашивании комплексом кристаллический фиолетовый—иод приобретают сине-фиолетовую окраску, сохраняющуюся при обработке этиловым спиртом. У грамотрицательных бактерий спирт вызывает обесцвечивание клеток. Отношение к окраске по Граму¹ широко используется в систематике бактерий.

Клетка бактерий снаружи часто покрыта слизистым слоем, называемым капсулой. Размер капсулы может быть очень различным. У некоторых бактерий капсула значительно превосходит клетку.

Запасные питательные вещества бактерий состоят у некоторых форм из гликогена (животного крахмала), у других—из волютина (неорганического полифосфата), у третьих—из жира. Эти включения могут присутствовать в клетке одновременно. У серобактерий внутри клетки может содержаться сера.

Большинство бактерий не имеет обособленного ядра. Их ядерный аппарат, представленный одной кольцевой молекулой дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), обычно располагается в центральной части клетки, непосредственно в цитоплазме. Обособленное ядро имеют миксобактерии.

М ногие бактерии способны передвигаться. Для движения им служат жгутики. В зависимости от расположения жгутиков бактерии делятся на монотрихи, амфитрихи, лофотрихи и перитрихи (рис. 3). Кроме жгутиков на поверхности клеток могут находиться так называемые фимбрии (рис. 4). Происхождение и роль фимбрий до конца не выяснены. Есть основания полагать, что они служат для прикрепления к субстрату или к другим клеткам. Кроме фимбрий, бактериальные клетки могут иметь и другие выросты. Не исключено, что фимбрии и выросты играют роль в формировании хлопьев активного ила.

При наступлении неблагоприятных условий некоторые бактерии образуют споры. Образование споры начинается с появления в клетке зоны просветления. Цитоплазма на месте будущей споры теряет воду, становится более плотной, сильнее преломляет свет. После окончания формирования споры клетка лизируется (распадается). Споры способны сохраняться чрезвычайно долгий срок. Они хорошо переносят неблагоприятные воздействия. Некоторые споры, например сенной палочки, способны выдерживать кипячение в течение нескольких часов. Образование спор у бактерий не связано с размножением.

Подавляющее большинство бактерий—одноклеточные организмы, но некоторые из них способны образовывать нити, состоящие из однородных взаимосвязанных клеток.

Одноклеточные бактерии могут иметь форму шаровидную, палочковидную и извитую.

Шаровидные бактерии (рис. 5), или кокки, в зависимости от характера деления образуют: микрококки—клетки лежат отдельно, диплококки—клетки соединены по две, стрептококки—клетки расположены в виде цепочки, стафилококки—клетки объединены в гроздья.

П ри делении клеток в двух плоскостях образуются тетракокки, состоящие из четырех клеток, а при делении в трех плоскостях—сарцины, состоящие из восьми клеток.

Палочковидные бактерии различаются между собой размерами, отношением длины к ширине, характером окончания клеток (рис. 6,7). Концы клеток бывают заостренные, тупые, закругленные. Иногда характерным признаком служит расположение палочковидных клеток. Они могут соединяться по две, образовывать цепочки, располагаться в виде звезд. Некоторые палочковидные бактерии способны формировать споры. В зависимости от отношения к кислороду спорообразующие бактерии делятся на бациллы (аэробные) и клостридии (анаэробные). Ширина палочковидных бактерий в большинстве случаев такая же, как диаметр кокков, а длина большинства подвержена значительным колебаниям: от 1—2 до 10—12 мкм, но встречаются формы, достигающие в длину десятых долей миллиметра.

Рис. 7. Монотрихи и бактерии без жгутиков под электронным микроскопом

Извитые бактерии (см. рис. 6) подразделяются в зависимости от числа витков на вибрионы, изгиб которых не превышает ¹/₄ оборота спирали; спириллы, имеющие один или несколько завитков, и спирохеты—гибкие длинные и очень тонкие клетки часто с большим количеством завитков.

Морфологические признаки недостаточны для систематики бактерий. Наряду с ними используются физиологические признаки: способность расти на различных питательных средах, отношение к разнообразным источникам углерода и азота, отношение к кислороду и т. д.

Существует несколько видов классификации бактерий, но ни одна из них показе может считаться совершенной, так как наши знания недостаточны для построения естественной, т. е. учитывающей родственные связи микробов, классификации. В настоящее время наибольшее признание имеют определители Берджи, последнее издание которых опубликовано в 1974 г. В этом издании основными таксономическими (систематическими) единицами бактерий названы род и вид. В определителе описаны 245 родов бактерий. Роды объединены в семейства, а семейства—в группы или порядки. Всего выделено 19 групп бактерий. В приложения к группам вынесены недостаточно изученные виды бактерий.

В отдельные группы выделены скользящие бактерии, бактерии, образующие чехлы, стебельковые бактерии и бактерии, лишенные оболочки,—микоплазмы. Бактерии, имеющие на протяжении всего жизненного цикла или на отдельных стадиях развития мицелий, составляют, группу актиномицетов. Мицелий актиномицетов представляет собой ветвящиеся длинные нити диаметром до 1,5 мкм, не разделенные перегородками. У некоторых видов он существует только в зачаточном состоянии, в форме боковых выростов.

Особую группу составляют внутриклеточные паразиты—риккетсии. Они бывают шаровидные и палочковидные. Длина палочек обычно 0,5—2,0 мкм, но встречаются формы и до 5 мкм. Риккетсии имеют типичную бактериальную стенку и другие признаки прокариотов, но способны существовать только внутри клетки хозяина.

В СССР систематика бактерий наиболее полно изложена в «Определителе бактерий и актиномицетов» Н. А. Красильникова (1949). Оба эти определителя носят характер практического руководства, позволяющего на основании морфологических и физиологических признаков идентифицировать микроорганизмы.