Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекц_курс полн_.doc
Скачиваний:
493
Добавлен:
20.03.2015
Размер:
2.99 Mб
Скачать

3.3. Філогенетична класифікація.

До 1977 р. серед мікробіологів загальновизнаним вважалося існування двох царств живих організмів — прокаріот та еукаріот. У 1977 р. К.Р. Везе та Г.Е. Фокс порівняли нуклеотидні послідов­ності 16S рРНК (і аналогічні еукаріотичні 18S рРНК) у широкого спектра живих організмів. Отримані ними результати показали,що існує три царства живих організмів: архебактерії, еубактерії та еукаріоти. Архебактерії та еубактерії розрізняються між собою настільки, як кожні з них відрізняються від еукаріот.

Результати досліджень, проведених К.Р. Везе та Е. Стекебрандтом у першій половині 80-х років XX ст., показали, що при аналізі нуклеотидних послідовностей 16S рРНК еубактерії поділяються на 11 основних груп (рис.4.2).

1. Грампозитивні бактерії утворюють одну групу (виня­ток — Deinococcus), яка складається з двох підгруп: клостридії (з низьким вмістом ГЦ у ДНК) та актиноміцети (з високим вміс­том ГЦ у ДНК). У цю групу ввійшли також і деякі мікоплазми.

Підгрупа "Clostridium" об'єднує такі роди: Acetobacterium, Clostridium, Eubacterium,Acetogenium,Acholeplasma, Mycoplama, Spiroplasma, Bacillus, Brochothrix, Listeria, Gamella, Enterococcus, Streptococcus, Kurthia, Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus, Peptococcus, Planococcus, Staphylococcus, Ruminococcus, Sarcina, Sporolactobacillus, Sporosarcina, Thermoactinomyces, Erysipelothrix, Aerococcus. У підгрупу "Actinomycetes" увійшли: Actinomadura, Nocardiopsls, Actinomyces, Bifidobacterium, Propionibacterium, Actino-planes, Ampullarielta, Arthrobacter, Micrococcus, Aureobacterium, Brevibacterium, Cellulomonas, Curtobacterium, Microbacterium, Nocardioides, Kitasatosporia, Microellobosporia, Promicromonospora, Streptosporangium, Streptouerticillium, Thermomonospora, Corynebacterium, Dactylosporangium, MLcromonospora, Microbac­terium, Rhodococcus, Nocardia, Streptomyces, Dermatophilus, Geodermatophllus, Stomatococcus, Frankia.

2. Deinococcus і близькоспоріднені коки характеризують­ся атиповою клітинною стінкою.

3. Ціанобактерії та хлоропласти вищих рослин і водорос­тей, гетеротрофний представник цієї групи не був виявлений.

4. Одна з основних груп еубактерій, яка складається з під­груп Bacteroides, Flavobacterium, Cytophaga. Остання підгру­па поділяється на дві лінії, в кожній з яких є флавобактерії.

5. Спірохети утворюють групу з трьох підгруп, в яких ком­бінуються Spirochaeta, Borrelia, Treponema; периферійний член цієї гілки — Leptospira.

6. Група об'єднує BdeUovibrio, міксококи, дисиміляторні сірко- і сульфатовідновлювальні бактерії, які майже не мають спільних таксономічних ознак. Наявність сульфатовідновлювальних бактерій також серед архебактерій, грамнегативних і грампозитивних бактерій свідчить про те, що їх еволюція могла йти різними шляхами.

7. Група Plantomyces та Pirella організми, які брунькуються, мають білкову клітинну стінку (відсутня мурамова та діамінопімелінова кислоти). Дуже низьке значення SAB (0,15) з іншими бактеріями вказує на те, що члени цієї групи є нащад­ками найдавнішої групи еубактерій.

Рис. 4.2. Дендрограма формування основних ліній еволюції в царстві еубактерій

8. Haloanaerobiaceae — анаеробні, помірно галофільні бак­терії з низьким вмістом ГЦ у ДНК.

9 і 10. Зелені сіркові бактерії — окрема лінія еволюції Chloroblum vibrioforme.

11. Найскладніша для розуміння та інтерпретації група, яка представлена пурпуровими та спорідненими з ними грамнегативними бактеріями. До неї увійшли фєнотипово різні організми. Склад групи 11 практично ніяк не узгоджується з існуючою класи­фікацією бактерій, наведеною у визначнику Бергі-9. Група об'єд­нує три основні підгрупи (альфа, бета, гамма), кожна з яких міс­тить фототрофні бактерії. Причому таке згрупування було отри­мано на основі як результатів ДНК—ДНК-гібридизації, так і визначення нуклеотидних послідовностей 16S рРНК. Передбачають, що спільним предком цієї групи бактерій був фототроф .

У 1988 р. ця група бактерій була об'єднана в клас Proteobacteria, який нині містить поки що умовні підкласи (subdivisions) "альфа", "бета", "гамма" та "дельта". Розподіл найважливіших родів класу Proteobacteria за підкласами і типами живлення . Порівняння філогенетичної структури бактерій з тради­ційною фенотиповою систематикою (особливо група 11) відразу показує значні відмінності. Інша картина спостерігається для архебактерій, класифікація яких з самого початку базувалась на аналізі 16S рРНК. Філогенетична структура архебактерій цілком узгоджується з фенотиповою класифікацією .

В останньому, третьому, виданні книги "Prokaryotes" (1999 p.) на відміну від попередніх (1986 і 1992 pp.) наведено класифіка­цію бактерій з урахуванням філогенетичного аналізу. Нині існує електронна версія цієї книги, яка постійно оновлюється, а кожні чотири роки піддається перегляду та ревізії. Далі для кожної групи бактерій вказано кількість таксонів різного рангу за тре­тім виданням книги "Prokaryotes".

Archaea

Об'єднує три порядки (Thermoproteales, Sulfolobales, Thermococcales), одну родину (Halobacteriaceae), два роди (Archaeoglobus і Thermoplasma), метаногенні бактерії (таксон невизначеного рангу).

Васteria

1. Відділ A. Firmicutes містить в собі дев'ять родин (Streptomycetaceae, Pseudonocardiaceae, Frankiaceae, Thermomonosporaceae, Streptosporangiaceae, Nocardiaceae, Cellulomonadaceae, Dermatophilaceae, Heliobacteriaceae), 67 родів, а також таксони невизначеного рангу (Lactobacillus, Carnobacterium, анаеробні грампозитивні коки).

2. Відділ В. Cyanobacteria — один порядок (Prochlorales).

3. Відділ С. Proteobacteria — сім родин (Enterobacteriaceae, Vibrionaceae, Pseudomonaceae, Azotobacteriaceae, Halomonadaceae, Chromatiaceae, Ectothiorhodospiraceae), 78 родів, а також таксони невизначеного рангу (Rhizobia; Moraxella; Myxobacteria; бактерії, що окиснюють марганець; літотрофні бактерії, що окис-нюють амоній; незвично вигнуті бактерії; грамнегативні мезофільні сульфатовідновлювальні бактерії).

4. Спірохети — чотири роди (Spirochaeta, Treponema, Borrelia, Leptospira).

5. Chlorobiaceae — порядок Cytophagales, родину Chlorobiaceae, сім родів.

6. Хламідії — рід Chlamydia.

7. Плантоміцети і споріднені бактерії — порядок Plantomycetales і чотири роди.

8. Родина Deinococcaceae, рід Thermus, а також споріднені мікроорганізми.

9. Chloroflexaceae і споріднені бактерії — родина Chloroflexaceae і чотири роди.

10. Рід Verrucomicrobium.

11. Порядок Thermotogales.

Частина таксонів філогенетично не окреслена. До них нале­жать більшість форм, що ростуть у симбіозі з іншими організ­мами; термофільні аеробні водневі бактерії; морфологічно різні бактерії, які окиснюють сірку; великі спірохети-симбіонти; орга­нізми, подібні до мікоплазм (патогенні для рослин); 12 родів бактерій (у тому числі Zooglea, Leptotrickia, Gallionella, Caulococcus, Kuznezovia, Siderocapsa, Fusobacterium) і деякі інші.

Порівняльна оцінка класифікації бактерій з урахуванням філогенетичного підходу, наведеної у книзі "Prokaryotes" (1999 p.), і фенотипової класифікації у Визначнику бактерій Бергі-9 демонструє суттєві відмінності між ними.

Слід зазначити, що нині готується десяте видання Bergey's Manual of Systematic Bacteriology, в якому будуть відображені останні вдосконалення у бактеріології й таксономії. Нове видан­ня одного з найавторитетніших керівництв з бактеріальної таксо­номії повністю реорганізовано з урахуванням філогенетичної класифікації бактерій. У порівнянні з попереднім виданням Вегgey's Manual of Systematic Bacteriology, опублікованим у 1984 p., це видання розширене за рахунок опису понад 2200 нових видів і 390 нових родів. Десяте видання Bergey's Manual of Systematic Bacteriology матиме п'ять томів. Перший том присвячено архе- та фототрофним бактеріям, другий — грамнегативним бактеріям (The Proteobacteria), третій — грампозитивним бактеріям із низьким вмістом ГЦ у ДНК, четвертий — грампозитивним бактеріям із високим вмістом ГЦ у ДНК, п'ятий — плантоміцетам, спірохетам, фузобактеріям та ін.