bacterii (eubacteria și archaea)

Microbiologia a luat ființă în mare parte prin studii asupra bacteriilor. Experimentele lui Louis Pasteur în Franța, Robert Koch în Germania și alții la sfârșitul anilor 1800 au stabilit importanța microbilor pentru oameni. După cum se menționează în secțiunea Istoric Istoric, cercetarea acestor oameni de știință a oferit dovezi pentru teoria germenilor bolii și teoria germenilor de fermentație. În laboratoarele lor au fost concepute tehnici pentru examinarea microscopică a specimenelor, cultivarea (creșterea) microbilor în laborator, izolarea culturilor pure de populațiile cu culturi mixte și multe alte manipulări de laborator. Aceste tehnici, utilizate inițial pentru studierea bacteriilor, au fost modificate pentru studiul tuturor microorganismelor—de aici trecerea de la bacteriologie la microbiologie.

organismele care constituie lumea microbiană sunt caracterizate fie ca procariote, fie ca eucariote; toate bacteriile sunt procariote-adică organisme unicelulare fără nucleu legat de membrană. ADN-ul lor (materialul genetic al celulei), în loc să fie conținut în nucleu, există ca un fir lung, pliat, fără o locație specifică în interiorul celulei.până la sfârșitul anilor 1970 s-a acceptat în general că toate bacteriile sunt strâns legate în dezvoltarea evolutivă. Acest concept a fost contestat în 1977 de Carl R. Woese și coinvestigatorii de la Universitatea din Illinois, ale căror cercetări asupra ARN ribozomal dintr-un spectru larg de organisme vii au stabilit că două grupuri de bacterii au evoluat prin căi separate dintr-o formă ancestrală comună și străveche. Această descoperire a dus la stabilirea unei noi terminologii pentru a identifica grupurile majore distincte de microbi—și anume, eubacterii (bacteriile tradiționale sau „adevărate”), archaea (bacterii care s-au abătut de la alte bacterii într-un stadiu incipient de evoluție și sunt distincte de eubacterii) și eucarya (eucariotele). Astăzi eubacteriile sunt cunoscute pur și simplu ca bacterii adevărate (sau bacterii) și formează bacterii de domeniu. Cu toate acestea, relațiile evolutive dintre diferiții membri ai acestor trei grupuri au devenit incerte, deoarece comparațiile dintre secvențele ADN ale diferiților microbi au dezvăluit multe asemănări nedumerite. Drept urmare, strămoșii exacți ai microbilor de astăzi sunt foarte greu de rezolvat. Chiar și trăsăturile considerate a fi caracteristice grupurilor taxonomice distincte au fost observate în mod neașteptat la alți microbi. De exemplu, un oxidant anaerob de amoniac-„veriga lipsă” din ciclul global de azot—a fost izolat pentru prima dată în 1999. S-a constatat că această bacterie (un membru aberant al Ordinului Planctomycetales) are structuri interne similare cu eucariotele, un perete celular cu trăsături arhaice și o formă de reproducere (înmugurire) similară cu cea a celulelor de drojdie.

bacteriile au o varietate de forme, inclusiv sfere, tije și spirale. Celulele individuale au, în general, o lățime cuprinsă între 0,5 și 5 micrometri (centimetri; milionimi de metru). Deși unicelulare, bacteriile apar adesea în perechi, lanțuri, tetrade (grupuri de patru) sau clustere. Unele au flageli, structuri externe asemănătoare biciului care propulsează organismul prin medii lichide; unele au capsulă, o acoperire externă a celulei; unii produc spori—corpuri de reproducere care funcționează la fel ca semințele în rândul plantelor. Una dintre caracteristicile majore ale bacteriilor este reacția lor la pata Gram. În funcție de compoziția chimică și structurală a peretelui celular, unele bacterii sunt gram-pozitive, luând culoarea purpurie a petei, în timp ce altele sunt gram-negative.

printr-un microscop archaea arata mult ca bacteriile, dar există diferențe importante în compoziția lor chimică, activități biochimice, și medii. Pereții celulari ai tuturor bacteriilor adevărate conțin substanța chimică peptidoglican, în timp ce pereții celulari ai arheilor nu au această substanță. Mulți arhei sunt remarcați pentru capacitatea lor de a supraviețui împrejurimilor neobișnuit de dure, cum ar fi niveluri ridicate de sare sau acid sau temperaturi ridicate. Acești microbi, numiți extremofili, trăiesc în locuri precum apartamente de sare, bazine termale și orificii de adâncime. Unii sunt capabili de o activitate chimică unică—producția de gaz metan din dioxid de carbon și hidrogen. Archaea producătoare de metan trăiește numai în medii fără oxigen, cum ar fi noroiul de mlaștină sau intestinele rumegătoarelor, cum ar fi bovinele și oile. În mod colectiv, acest grup de microorganisme prezintă o diversitate extraordinară în schimbările chimice pe care le aduce mediilor sale.