bakterie (eubacteria i archaea)

Mikrobiologia powstała głównie dzięki badaniom bakterii. Eksperymenty Louisa Pasteura we Francji, Roberta Kocha w Niemczech i innych pod koniec 1800 roku ustaliły znaczenie drobnoustrojów dla ludzi. Jak stwierdzono w sekcji tło historyczne, badania tych naukowców dostarczyły dowodów na zarodkową teorię choroby i zarodkową teorię fermentacji. To właśnie w ich laboratoriach opracowano techniki do mikroskopowego badania próbek, hodowli (uprawy) drobnoustrojów w laboratorium, izolowania czystych kultur z populacji mieszanych kultur i wielu innych manipulacji laboratoryjnych. Techniki te, pierwotnie używane do badania bakterii, zostały zmodyfikowane do badania wszystkich mikroorganizmów-stąd przejście od bakteriologii do mikrobiologii.

organizmy, które tworzą świat mikrobiologiczny, charakteryzują się albo prokariotami, albo eukariotami; wszystkie bakterie są prokariotyczne-to jest organizmy jednokomórkowe bez jądra związanego błoną. Ich DNA (materiał genetyczny komórki), zamiast być zawarte w jądrze, istnieje jako długi, złożony wątek bez określonej lokalizacji w komórce.

aż do końca lat 70.powszechnie uznawano, że wszystkie bakterie są blisko spokrewnione w rozwoju ewolucyjnym. Koncepcja ta została zakwestionowana w 1977 roku przez Carla R. Woese i coinvestigators z University of Illinois, których badania nad rybosomalnym RNA z szerokiego spektrum żywych organizmów wykazały, że dwie grupy bakterii wyewoluowały przez oddzielne drogi od wspólnej i starożytnej formy przodków. Odkrycie to zaowocowało ustanowieniem nowej terminologii w celu identyfikacji głównych odrębnych grup drobnoustrojów-a mianowicie eubakterii (tradycyjnych lub „prawdziwych” bakterii), archaea (bakterii, które odbiegały od innych bakterii na wczesnym etapie ewolucji i różnią się od eubakterii) i eukarii (eukaryotów). Obecnie eubakterie są znane po prostu jako prawdziwe bakterie (lub bakterie) i tworzą bakterie domeny. Ewolucyjne relacje między różnymi członkami tych trzech grup stały się jednak niepewne, ponieważ porównania sekwencji DNA różnych drobnoustrojów ujawniły wiele zagadkowych podobieństw. W rezultacie dokładne pochodzenie dzisiejszych mikrobów jest bardzo trudne do rozwiązania. Nawet cechy uważane za charakterystyczne dla odrębnych grup taksonomicznych nieoczekiwanie zaobserwowano u innych drobnoustrojów. Na przykład, beztlenowy utleniacz amoniaku— „brakujące ogniwo” w globalnym cyklu azotowym—został wyizolowany po raz pierwszy w 1999 roku. Okazało się, że ta bakteria (nieprawidłowy członek rzędu Planctomycetales) ma wewnętrzne struktury podobne do eukariotów, ścianę komórkową z archaicznymi cechami i formę rozmnażania (pączkowania) podobną do komórek drożdży.

bakterie mają różne kształty, w tym kule, pręty i spirale. Pojedyncze komórki mają zwykle szerokość od 0,5 do 5 mikrometrów (µm; milionowych części metra). Chociaż jednokomórkowe, bakterie często pojawiają się w parach, łańcuchach, tetradach (grupach po cztery) lub skupiskach. Niektóre mają wić, zewnętrzne struktury przypominające bicz, które napędzają organizm przez płynne media; niektóre mają kapsułkę, zewnętrzną powłokę komórki; niektóre wytwarzają zarodniki-ciała rozrodcze, które działają podobnie jak nasiona wśród roślin. Jedną z głównych cech bakterii jest ich reakcja na plamę gramową. W zależności od składu chemicznego i strukturalnego ściany komórkowej, niektóre bakterie są gram-dodatnie, przybierając purpurowy kolor plamy, podczas gdy inne są gram-ujemne.

dzięki mikroskopowi archeony wyglądają podobnie do bakterii, ale istnieją istotne różnice w ich składzie chemicznym, aktywności biochemicznej i środowisku. Ściany komórkowe wszystkich prawdziwych bakterii zawierają substancję chemiczną peptydoglikan, podczas gdy ściany komórkowe archeanów nie mają tej substancji. Wielu archeanów słynie z ich zdolności do przetrwania niezwykle trudnych warunków, takich jak wysoki poziom soli lub kwasu lub wysokie temperatury. Te drobnoustroje, zwane ekstremofilami, żyją w takich miejscach jak mieszkania solne, baseny termalne i otwory głębinowe. Niektóre są zdolne do unikalnej aktywności chemicznej-produkcji metanu z dwutlenku węgla i wodoru. Archaea produkujące Metan żyją tylko w środowiskach pozbawionych tlenu, takich jak błoto bagienne lub jelita przeżuwaczy, takich jak bydło i owce. Łącznie ta grupa mikroorganizmów wykazuje ogromną różnorodność w zmianach chemicznych, które przynosi do swoich środowisk.