จุลินทรีย์ (จุลินทรีย์) ถือเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์เดียวซึ่งมีขนาดไม่เกิน 0.1 มม. ตัวแทนของกลุ่มใหญ่นี้อาจมีการจัดระเบียบเซลล์ที่แตกต่างกัน คุณสมบัติทางสัณฐานวิทยาและความสามารถในการเผาผลาญนั่นคือคุณสมบัติหลักที่รวมเข้าด้วยกันคือขนาด คำว่า "จุลชีพ" เองไม่ได้ประกอบด้วยความหมายทางอนุกรมวิธาน จุลินทรีย์อยู่ในหน่วยอนุกรมวิธานที่หลากหลาย และตัวแทนอื่นๆ ของหน่วยเหล่านี้สามารถเป็นหลายเซลล์และมีขนาดใหญ่ได้
แนวทางทั่วไปในการจำแนกจุลินทรีย์
จากการสะสมของข้อเท็จจริงเกี่ยวกับจุลินทรีย์ทีละน้อย จึงจำเป็นต้องแนะนำกฎสำหรับคำอธิบายและการจัดระบบ
การจำแนกจุลินทรีย์มีลักษณะดังนี้: โดเมน ไฟลัม คลาส ลำดับ ครอบครัว สกุล สปีชีส์ ในจุลชีววิทยา นักวิทยาศาสตร์ใช้ระบบทวินามของคุณลักษณะของวัตถุ กล่าวคือ ระบบการตั้งชื่อประกอบด้วยชื่อสกุลและสปีชีส์
สำหรับจุลินทรีย์ส่วนใหญ่โครงสร้างดั้งเดิมและเป็นสากลอย่างยิ่งเป็นลักษณะเฉพาะ ดังนั้นการแบ่งออกเป็นแท็กซ่าไม่สามารถทำได้ตามลักษณะทางสัณฐานวิทยาเท่านั้น คุณสมบัติการทำงาน ข้อมูลอณูชีววิทยา รูปแบบของกระบวนการทางชีวเคมี ฯลฯ ถูกนำมาใช้เป็นเกณฑ์
คุณสมบัติการระบุ
เพื่อระบุจุลินทรีย์ที่ไม่รู้จัก กำลังดำเนินการวิจัยเพื่อศึกษาคุณสมบัติดังต่อไปนี้:
- เซลล์วิทยา (ส่วนใหญ่เป็นของสิ่งมีชีวิตโปรหรือยูคาริโอต)
- สัณฐานวิทยาของเซลล์และโคโลนี (ภายใต้เงื่อนไขเฉพาะ).
- ลักษณะทางวัฒนธรรม (ลักษณะการเจริญเติบโตบนสื่อต่างๆ)
- ความซับซ้อนของคุณสมบัติทางสรีรวิทยาที่จำแนกจุลินทรีย์ตามประเภทของการหายใจ (แอโรบิก ไม่ใช้ออกซิเจน) เป็นพื้นฐาน
- สัญญาณทางชีวเคมี (มีหรือไม่มีวิถีการเผาผลาญบางอย่าง)
- ชุดของคุณสมบัติทางชีววิทยาระดับโมเลกุล ซึ่งรวมถึงลำดับนิวคลีโอไทด์ ความเป็นไปได้ของการผสมพันธุ์ของกรดนิวคลีอิกกับวัสดุของสายพันธุ์
- ตัวชี้วัดเคมีซึ่งคำนึงถึงองค์ประกอบทางเคมีของสารประกอบและโครงสร้างต่างๆ
- ลักษณะทางซีรั่ม (ปฏิกิริยา "แอนติเจน - แอนติบอดี" โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค)
- การมีอยู่และธรรมชาติของความไวต่อฟาจเฉพาะ
การจัดระบบและการจำแนกจุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับโปรคาริโอตจะดำเนินการโดยใช้ "คู่มือของเบอร์กีเกี่ยวกับระบบของแบคทีเรีย" การระบุตัวตนจะดำเนินการโดยใช้ดีเทอร์มิแนนต์ของเบอร์กี
การจำแนกจุลินทรีย์ด้วยวิธีต่างๆ
เพื่อตรวจสอบความสัมพันธ์ทางอนุกรมวิธานของสิ่งมีชีวิต มีการใช้วิธีการจำแนกจุลินทรีย์หลายวิธี
ด้วยการจัดประเภทตัวเลขอย่างเป็นทางการ คุณลักษณะทั้งหมดถือว่ามีความสำคัญเท่าเทียมกัน นั่นคือมีหรือไม่มีคุณลักษณะเฉพาะจะถูกนำมาพิจารณา
การจำแนกทางสัณฐานวิทยาเกี่ยวข้องกับการศึกษาคุณสมบัติทางสัณฐานวิทยาทั้งหมดและลักษณะเฉพาะของการไหลของกระบวนการเผาผลาญ ในกรณีนี้จะมีความหมายและความสำคัญของคุณสมบัติเฉพาะของวัตถุ การจัดตำแหน่งของจุลินทรีย์ในกลุ่มอนุกรมวิธานเฉพาะและการกำหนดชื่อขึ้นอยู่กับประเภทของการจัดเซลล์ สัณฐานวิทยาของเซลล์และอาณานิคม และรูปแบบการเติบโตเป็นหลัก
การบัญชีสำหรับลักษณะการทำงานช่วยให้สามารถใช้สารอาหารต่างๆ จากจุลินทรีย์ได้ สิ่งสำคัญอีกประการหนึ่งคือการพึ่งพาปัจจัยทางกายภาพและทางเคมีบางอย่างของสิ่งแวดล้อม และโดยเฉพาะอย่างยิ่งวิธีการได้มาซึ่งพลังงาน มีจุลินทรีย์ที่ต้องการการศึกษาทางเคมีเพื่อระบุจุลินทรีย์เหล่านี้ จุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคจำเป็นต้องมีการวินิจฉัยโรค ตัวระบุใช้เพื่อตีความผลการทดสอบข้างต้น
ในการจำแนกประเภทอณูพันธุศาสตร์ วิเคราะห์โครงสร้างของโมเลกุลของไบโอโพลีเมอร์ที่สำคัญที่สุด
ขั้นตอนการจำแนกจุลินทรีย์
วันนี้ การระบุสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กด้วยกล้องจุลทรรศน์เริ่มต้นด้วยการแยกวัฒนธรรมบริสุทธิ์และการวิเคราะห์ลำดับนิวคลีโอไทด์ของ 16S rRNA ดังนั้นตำแหน่งของจุลินทรีย์บนต้นไม้สายวิวัฒนาการจึงถูกกำหนดและข้อกำหนดที่ตามมาตามประเภทและสปีชีส์จะดำเนินการโดยใช้วิธีการทางจุลชีววิทยาแบบดั้งเดิม ค่าความบังเอิญ 90% ช่วยให้คุณกำหนดสกุลและ 97% - สปีชีส์
แยกแยะความแตกต่างของจุลินทรีย์ตามสกุลและชนิดได้ชัดเจนยิ่งขึ้นโดยใช้อนุกรมวิธาน polyphyletic (polyphase) เมื่อการกำหนดลำดับนิวคลีโอไทด์รวมกับการใช้ข้อมูลในระดับต่างๆ จนถึงระบบนิเวศ กล่าวคือ การค้นหากลุ่มของสายพันธุ์ที่คล้ายคลึงกันจะดำเนินการก่อน ตามด้วยการกำหนดตำแหน่งสายวิวัฒนาการของกลุ่มเหล่านี้ แก้ไขความแตกต่างระหว่างกลุ่มและเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด และรวบรวมข้อมูลเพื่อสร้างความแตกต่างของกลุ่ม
จุลินทรีย์ยูคาริโอตกลุ่มหลัก: สาหร่าย
โดเมนนี้ประกอบด้วยสามกลุ่มที่มีสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก เรากำลังพูดถึงสาหร่าย โปรโตซัว และเชื้อรา
สาหร่ายเป็นโฟโตโทรฟที่มีเซลล์เดียว โคโลเนียลหรือหลายเซลล์ที่ทำการสังเคราะห์ด้วยแสงด้วยออกซิเจน การพัฒนาการจำแนกประเภทอณูพันธุศาสตร์ของจุลินทรีย์ที่อยู่ในกลุ่มนี้ยังไม่เสร็จสมบูรณ์ ดังนั้น ในทางปฏิบัติ ในปัจจุบัน การจำแนกประเภทของสาหร่ายจึงถูกใช้โดยพิจารณาจากองค์ประกอบของเม็ดสีและสารสำรอง โครงสร้างของผนังเซลล์ การมีอยู่ของการเคลื่อนไหว และวิธีการสืบพันธุ์
ตัวแทนกลุ่มนี้คือสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวของไดโนแฟลเจลเลต ไดอะตอม ยูกลินอยด์ และสาหร่ายสีเขียว สาหร่ายทั้งหมดมีลักษณะเฉพาะโดยการก่อตัวของคลอโรฟิลล์และรูปแบบต่างๆ ของแคโรทีนอยด์ แต่ความสามารถในการสังเคราะห์คลอโรฟิลล์และไฟโคบิลินในรูปแบบอื่นในกลุ่มตัวแทนของกลุ่มแสดงออกในรูปแบบต่างๆ
การผสมกันของเม็ดสีเหล่านี้หรือเหล่านั้นเป็นตัวกำหนดการย้อมสีของเซลล์ในสีที่ต่างกัน พวกเขาสามารถเป็นสีเขียว, สีน้ำตาล, สีแดง, สีทอง การสร้างเม็ดสีของเซลล์เป็นลักษณะเฉพาะของสปีชีส์
ไดอะตอมเป็นรูปแบบแพลงตอนที่มีเซลล์เดียว ซึ่งผนังเซลล์ดูเหมือนเปลือกสองแฉกซิลิกอน ตัวแทนบางคนสามารถเคลื่อนที่ได้ตามประเภทของการเลื่อน การสืบพันธุ์มีทั้งแบบไม่อาศัยเพศและทางเพศ
ที่อยู่อาศัยของสาหร่ายยูกลีนาที่มีเซลล์เดียวคือแหล่งน้ำจืด พวกเขาเคลื่อนไหวด้วยความช่วยเหลือของแฟลกเจลลา ไม่มีผนังเซลล์ สามารถเติบโตได้ในความมืดเนื่องจากกระบวนการออกซิเดชั่นของสารอินทรีย์
Dinoflagellates มีโครงสร้างพิเศษของผนังเซลล์ประกอบด้วยเซลลูโลส สาหร่ายเซลล์เดียวที่มีแพลงก์โทนิกเหล่านี้มีแฟลกเจลลาด้านข้างสองตัว
สำหรับตัวแทนด้วยกล้องจุลทรรศน์ของสาหร่ายสีเขียว แหล่งที่อยู่อาศัยคือแหล่งน้ำจืดและน้ำทะเล ดิน และพื้นผิวของวัตถุบนบกต่างๆ มีสายพันธุ์ที่ไม่เคลื่อนไหวและบางชนิดสามารถเคลื่อนไหวโดยใช้แฟลกเจลลา เช่นเดียวกับไดโนแฟลเจลเลต สาหร่ายสีเขียวมีผนังเซลล์เซลลูโลส การเก็บรักษาแป้งในเซลล์มีลักษณะเฉพาะ การสืบพันธุ์มีทั้งแบบไม่อาศัยเพศและทางเพศทาง
สิ่งมีชีวิตยูคาริโอต: โปรโตซัว
หลักการพื้นฐานของการจำแนกจุลินทรีย์ที่เป็นของโปรโตซัวนั้นขึ้นอยู่กับลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่แตกต่างกันอย่างมากในหมู่ตัวแทนของกลุ่มนี้
การแพร่ระบาดอย่างแพร่หลาย การคงรักษาวิถีชีวิตแบบ saprotrophic หรือกาฝากเป็นตัวกำหนดความหลากหลายเป็นส่วนใหญ่ โปรโตซัวที่ปราศจากอาหาร ได้แก่ แบคทีเรีย สาหร่าย ยีสต์ โปรโตซัวอื่นๆ และแม้แต่สัตว์ขาปล้องขนาดเล็ก เช่นเดียวกับซากพืช สัตว์ และจุลินทรีย์ที่ตายแล้ว ตัวแทนส่วนใหญ่ไม่มีผนังเซลล์
พวกเขาสามารถมีชีวิตที่อยู่กับที่หรือเคลื่อนไหวไปมาได้ด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์ต่างๆ: แฟลกเจลลา ตา และขาเทียม ยังมีอีกหลายกลุ่มในกลุ่มอนุกรมวิธานของโปรโตซัว
ตัวแทนคนที่ง่ายที่สุด
อะมีบากินโดยเอนโดไซโทซิส เคลื่อนไหวด้วยความช่วยเหลือของซูโดพอด สาระสำคัญของการสืบพันธุ์อยู่ในการแบ่งเซลล์ดั้งเดิมในสองส่วน อะมีบาส่วนใหญ่เป็นสัตว์น้ำที่มีชีวิตอิสระ แต่มีบางชนิดที่ก่อให้เกิดโรคในคนและสัตว์
เซลล์ Infusoria มีนิวเคลียสที่แตกต่างกันสองนิวเคลียส การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศประกอบด้วยการแบ่งตามขวาง มีตัวแทนที่มีลักษณะการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ระบบประสานงานของ cilia มีส่วนร่วมในการเคลื่อนไหว เอ็นโดไซโตซิสดำเนินการโดยการจับอาหารในช่องปากพิเศษและส่วนที่เหลือจะถูกขับออกทางรูที่ปลายด้านหลัง ในธรรมชาติ ciliates อาศัยอยู่ในแหล่งน้ำที่ปนเปื้อนสารอินทรีย์เช่นเดียวกับในกระเพาะของสัตว์เคี้ยวเอื้อง
แฟลกเจลลานั้นมีลักษณะเป็นแฟลเจลลา การดูดซึมสารอาหารที่ละลายน้ำจะดำเนินการโดยพื้นผิวทั้งหมดของ CPM การหารเกิดขึ้นเฉพาะในทิศทางตามยาว ในบรรดาแฟลเจลเลตนั้นมีทั้งสิ่งมีชีวิตอิสระและสิ่งมีชีวิตแบบพึ่งพาอาศัยกัน ลักษณะเด่นของมนุษย์และสัตว์ ได้แก่ ทริปพาโนโซม (ทำให้เกิดอาการเมาค้าง), ลิชมาเนีย (ทำให้เกิดแผลที่รักษายาก), ไจอาร์เดีย (นำไปสู่ความผิดปกติของลำไส้)
สปอโรซัวมีวงจรชีวิตที่ซับซ้อนที่สุดของโปรโตซัวทั้งหมด ตัวแทนที่มีชื่อเสียงที่สุดของสปอโรซัวคือพลาสโมเดียมมาเลเรีย
จุลินทรีย์ยูคาริโอต: เชื้อรา
การจำแนกจุลินทรีย์ตามประเภทของโภชนาการหมายถึงตัวแทนของกลุ่มนี้ถึง heterotrophs ส่วนใหญ่มีลักษณะการก่อตัวของไมซีเลียม การหายใจมักเป็นแบบแอโรบิก แต่ยังมีแอนนาโรเบสเชิงปัญญาที่สามารถเปลี่ยนเป็นการหมักด้วยแอลกอฮอล์ได้ วิธีการสืบพันธุ์มีลักษณะเป็นพืช ไม่อาศัยเพศ และมีเพศสัมพันธ์ เป็นคุณสมบัติที่ทำหน้าที่เป็นเกณฑ์สำหรับการจำแนกประเภทเพิ่มเติมของเชื้อรา
ถ้าเราพูดถึงความสำคัญของตัวแทนของกลุ่มนี้ สิ่งที่น่าสนใจที่สุดที่นี่คือการรวมกลุ่มของยีสต์ที่ไม่รวมการจัดหมวดหมู่ ซึ่งรวมถึงเห็ดที่ไม่มีระยะการเจริญเติบโตของเส้นใย มีจุลินทรีย์แบบไม่ใช้ออกซิเจนจำนวนมากในหมู่ยีสต์ อย่างไรก็ตาม ยังมีสายพันธุ์ที่ทำให้เกิดโรคอีกด้วย
จุลินทรีย์โปรคาริโอตกลุ่มหลัก:อาร์เคีย
สัณฐานวิทยาและการจำแนกจุลินทรีย์โปรคาริโอตรวมกันเป็นสองโดเมน: แบคทีเรียและอาร์เคียซึ่งตัวแทนมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ Archaea ไม่มีผนังเซลล์ peptidoglycan (murein) ตามแบบฉบับของแบคทีเรีย พวกมันมีลักษณะเฉพาะด้วยการมีอยู่ของเฮเทอโรโพลีแซ็กคาไรด์อีกตัวหนึ่ง - ซูโดมูริน ซึ่งไม่มีกรด N-acetylmuramic
อาร์เคียแบ่งออกเป็นสามไฟลา
ลักษณะโครงสร้างของแบคทีเรีย
หลักการจำแนกจุลินทรีย์ที่รวมจุลินทรีย์ในโดเมนนี้ขึ้นอยู่กับลักษณะโครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื้อหาของเปปติโดไกลแคนในนั้น ขณะนี้มี 23 phyla ในโดเมน
แบคทีเรียเป็นตัวเชื่อมที่สำคัญในวัฏจักรของสารในธรรมชาติ สาระสำคัญของความสำคัญในกระบวนการระดับโลกนี้คือการสลายตัวของซากพืชและสัตว์ การทำให้แหล่งน้ำบริสุทธิ์ที่ปนเปื้อนด้วยอินทรียวัตถุ และการดัดแปลงสารประกอบอนินทรีย์ หากไม่มีพวกมัน การดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตบนโลกคงเป็นไปไม่ได้ จุลินทรีย์เหล่านี้อาศัยอยู่ทุกที่ ที่อยู่อาศัยอาจเป็นดิน น้ำ อากาศ ร่างกายมนุษย์ สัตว์ และพืช
ตามรูปร่างของเซลล์ การปรากฏตัวของอุปกรณ์สำหรับการเคลื่อนไหว ข้อต่อของเซลล์ระหว่างกัน โดเมนนี้ดำเนินการภายในการจำแนกประเภทของจุลินทรีย์ที่ตามมา จุลชีววิทยาพิจารณาแบคทีเรียประเภทต่อไปนี้ตามรูปร่างของเซลล์: กลม, รูปแท่ง, ใย, ซับซ้อน, เกลียว ตามประเภทของการเคลื่อนไหว แบคทีเรียสามารถเคลื่อนที่ไม่ได้ แฟลกเจลลา หรือเคลื่อนไหวเนื่องจากการขับถ่ายเมือก ขึ้นอยู่กับวิธีที่เซลล์เชื่อมต่อกัน แบคทีเรียสามารถแยกออกได้ เชื่อมโยงกันในรูปของคู่ แกรนูล และรูปแบบการแตกแขนง นอกจากนี้ยังพบอีกด้วย
จุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค: การจำแนกประเภท
จุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคมีอยู่มากมายในกลุ่มแบคทีเรียรูปแท่ง (เชื้อก่อโรคคอตีบ วัณโรค ไข้ไทฟอยด์ แอนแทรกซ์); โปรโตซัว (พลาสโมเดียมมาเลเรีย, toxoplasma, leishmania, giardia, trichomonas, อะมีบาที่ทำให้เกิดโรคบางชนิด), actinomycetes, mycobacteria (สาเหตุของวัณโรค, โรคเรื้อน), เชื้อราและเชื้อราคล้ายยีสต์ (ตัวแทนสาเหตุของ mycoses, candidiasis) เห็ดสามารถทำให้เกิดโรคผิวหนังได้ทุกชนิด เช่น ไลเคนประเภทต่างๆ (ยกเว้นงูสวัด ซึ่งเกี่ยวข้องกับไวรัส) ยีสต์บางชนิดซึ่งอาศัยอยู่ถาวรในผิวหนังไม่มีผลเสียภายใต้สภาวะปกติของระบบภูมิคุ้มกัน อย่างไรก็ตาม หากการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันลดลง ก็จะทำให้เกิดโรคผิวหนังอักเสบจากไขมันในเลือดได้
กลุ่มก่อโรค
อันตรายทางระบาดวิทยาของจุลินทรีย์คือเกณฑ์สำหรับการจัดกลุ่มจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคทั้งหมดออกเป็นสี่กลุ่มตามประเภทความเสี่ยงสี่ประเภท ดังนั้นกลุ่มการก่อโรคของจุลินทรีย์ตามการจำแนกด้านล่างจึงเป็นที่สนใจของนักจุลชีววิทยามากที่สุด เนื่องจากพวกมันส่งผลกระทบโดยตรงต่อชีวิตและสุขภาพของประชากร
กลุ่มก่อโรคกลุ่มที่ 4 ที่ปลอดภัยที่สุด รวมถึงจุลินทรีย์ที่ไม่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของบุคคล (หรือความเสี่ยงของภัยคุกคามนี้มีเพียงเล็กน้อยเล็ก). นั่นคือความเสี่ยงในการติดเชื้อน้อยมาก
กลุ่มที่ 3 มีความเสี่ยงปานกลางต่อการติดเชื้อในแต่ละคน มีความเสี่ยงต่ำต่อสังคมโดยรวม เชื้อโรคดังกล่าวในทางทฤษฎีสามารถทำให้เกิดโรคได้ และถึงแม้จะเป็นเช่นนั้น ก็ยังมีการรักษาที่พิสูจน์แล้วว่าได้ผล เช่นเดียวกับชุดมาตรการป้องกันที่สามารถป้องกันการแพร่กระจายของเชื้อได้
การก่อโรคกลุ่มที่ 2 ประกอบด้วยจุลินทรีย์ที่มีความเสี่ยงสูงต่อบุคคล แต่ต่ำสำหรับสังคมโดยรวม ในกรณีนี้ เชื้อโรคสามารถทำให้เกิดโรคร้ายแรงในมนุษย์ แต่ไม่แพร่กระจายจากผู้ติดเชื้อรายหนึ่งไปยังอีกรายหนึ่ง มีวิธีการรักษาและป้องกันที่มีประสิทธิภาพ
กลุ่มก่อโรคกลุ่มที่ 1 มีความเสี่ยงสูงต่อบุคคลและสังคมโดยรวม เชื้อโรคที่ทำให้เกิดโรคร้ายแรงในคนหรือสัตว์สามารถติดต่อได้ง่ายในหลากหลายวิธี โดยทั่วไปจะไม่มีการรักษาที่มีประสิทธิภาพและมาตรการป้องกัน
จุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค การจัดประเภทที่กำหนดว่าเป็นของกลุ่มที่ทำให้เกิดโรคหนึ่งหรือกลุ่มอื่นทำให้เกิดความเสียหายอย่างใหญ่หลวงต่อสุขภาพของประชาชนก็ต่อเมื่ออยู่ในกลุ่มที่ 1 หรือ 2