baktériumok (eubaktériumok és archaea)

A mikrobiológia nagyrészt baktériumok vizsgálatával jött létre. Louis Pasteur kísérletei Franciaországban, Robert Koch Németországban, mások pedig az 1800-as évek végén megalapozták a mikrobák fontosságát az emberek számára. Amint azt a történeti háttér részben kifejtettük, ezeknek a tudósoknak a kutatása bizonyítékot szolgáltatott a betegség csíraelméletére és az erjedés csíraelméletére. Laboratóriumaikban dolgoztak ki technikákat a minták mikroszkópos vizsgálatára, a laboratóriumban a mikrobák tenyésztésére (termesztésére), a tiszta kultúrák izolálására a vegyes tenyészetekből, valamint sok más laboratóriumi manipulációra. Ezeket a technikákat, amelyeket eredetileg a baktériumok tanulmányozására használtak, módosították az összes mikroorganizmus tanulmányozására-így a bakteriológiáról a mikrobiológiára való áttérésre.

a mikrobiális világot alkotó szervezeteket prokarióták vagy eukarióták jellemzik; minden baktérium prokarióta-Vagyis egysejtű organizmusok membránhoz kötött mag nélkül. DNS-jük (a sejt genetikai anyaga) ahelyett, hogy a magban lenne, hosszú, hajtogatott szálként létezik, amelynek nincs specifikus helye a sejten belül.

az 1970-es évek végéig általánosan elfogadott volt, hogy minden baktérium szorosan kapcsolódik az evolúciós fejlődéshez. Ezt a koncepciót 1977-ben Carl R. Az Illinois-i Egyetem Woese és coinvestigátorai, akik az élő szervezetek széles spektrumából származó riboszomális RNS-t kutattak, megállapították, hogy két baktériumcsoport külön utakon fejlődött ki egy közös és ősi ősi formából. Ez a felfedezés új terminológiát hozott létre a mikrobák főbb különálló csoportjainak—nevezetesen az eubaktériumok (a hagyományos vagy “valódi” baktériumok), az archaea (baktériumok, amelyek az evolúció korai szakaszában eltértek más baktériumoktól, és különböznek az eubaktériumoktól), valamint az eukarióták (az eukarióták) azonosítására. Ma az eubaktériumokat egyszerűen valódi baktériumoknak (vagy baktériumoknak) nevezik, és a doménbaktériumokat alkotják. E három csoport különböző tagjai közötti evolúciós kapcsolatok azonban bizonytalanná váltak, mivel a különböző mikrobák DNS-szekvenciáinak összehasonlítása számos rejtélyes hasonlóságot tárt fel. Ennek eredményeként a mai mikrobák pontos származását nagyon nehéz megoldani. Még a különböző rendszertani csoportokra jellemző vonásokat is váratlanul megfigyelték más mikrobákban. Például egy anaerob ammónia-oxidálószert—a globális nitrogénciklus” hiányzó láncszemét ” – először izolálták 1999-ben. Ez a baktérium (a Planctomycetales rend aberráns tagja) az eukariótákhoz hasonló belső struktúrákkal, archaeai vonásokkal rendelkező sejtfalral, valamint az élesztősejtekhez hasonló reprodukciós formával (bimbózással) rendelkezik.

a baktériumok különböző formájúak, beleértve a gömböket, rudakat és spirálokat. Az egyes sejtek szélessége általában 0,5-5 mikrométer (µm; millió méter). Bár egysejtűek, a baktériumok gyakran párokban, láncokban, tetradokban (négy csoport) vagy klaszterekben jelennek meg. Néhány ostorok, külső whiplike struktúrák meghajtásához, a szervezet keresztül folyékony táptalajon; néhány kapszula, külső bevonat a sejt; néhány előállítani a spórák—reproduktív szerveket, hogy a sok funkció, mint magok között növények. A baktériumok egyik fő jellemzője a Gram-foltra adott reakciójuk. A sejtfal kémiai és szerkezeti összetételétől függően egyes baktériumok gram-pozitívak, felveszik a folt lila színét, míg mások gram-negatívak.

mikroszkóppal az archaea nagyon hasonlít a baktériumokra, de kémiai összetételükben, biokémiai tevékenységükben és környezetükben fontos különbségek vannak. Az összes valódi baktérium sejtfalai tartalmazzák a peptidoglikán kémiai anyagot, míg az archaeák sejtfalai nem rendelkeznek ezzel az anyaggal. Sok régész megjegyezte, hogy képesek túlélni szokatlanul kemény környezetben, mint például a magas só-vagy sav-vagy magas hőmérséklet. Ezek az extremofileknek nevezett mikrobák olyan helyeken élnek, mint a sós lakások, a termálvizes medencék és a mélytengeri szellőzők. Egyesek egyedülálló kémiai aktivitásra képesek-a metángáz szén-dioxidból és hidrogénből történő előállítására. A metántermelő archaea csak olyan környezetben él, ahol nincs oxigén, például mocsári iszap vagy kérődzők, például szarvasmarha és juh belseje. Együttesen ez a mikroorganizmus-csoport óriási sokféleséget mutat a kémiai változásokban, amelyeket környezetébe hoz.