Les micro-organismes (microbes) sont considérés comme des organismes unicellulaires dont la taille ne dépasse pas 0,1 mm. Les représentants de ce grand groupe peuvent avoir une organisation cellulaire, des caractéristiques morphologiques et des capacités métaboliques différentes, c'est-à-dire que la principale caractéristique qui les unit est la taille. Le terme "micro-organisme" lui-même n'est pas doté d'un sens taxonomique. Les microbes appartiennent à une grande variété d'unités taxonomiques, et d'autres représentants de ces unités peuvent être multicellulaires et atteindre de grandes tailles.
Approches générales de la classification des micro-organismes
En raison de l'accumulation progressive de données factuelles sur les microbes, il est devenu nécessaire d'introduire des règles pour leur description et leur systématisation.
La classification des micro-organismes est caractérisée par la présence des taxons suivants: domaine, phylum, classe, ordre, famille, genre, espèce. En microbiologie, les scientifiques utilisent le système binomial des caractéristiques des objets, c'est-à-dire que la nomenclature comprend les noms du genre et de l'espèce.
Pour la plupart des micro-organismesune structure extrêmement primitive et universelle est caractéristique, par conséquent, leur division en taxons ne peut être effectuée uniquement selon des caractéristiques morphologiques. Les caractéristiques fonctionnelles, les données biologiques moléculaires, les modèles de processus biochimiques, etc. sont utilisés comme critères.
Caractéristiques d'identification
Pour identifier un micro-organisme inconnu, des recherches sont menées pour étudier les propriétés suivantes:
- Cytologie cellulaire (appartenant principalement à des organismes pro- ou eucaryotes).
- Morphologie des cellules et des colonies (dans des conditions spécifiques).
- Caractéristiques culturelles (caractéristiques de croissance sur différents supports).
- Le complexe de propriétés physiologiques sur lequel repose la classification des micro-organismes par type de respiration (aérobie, anaérobie)
- Signes biochimiques (présence ou absence de certaines voies métaboliques).
- Un ensemble de propriétés de biologie moléculaire, notamment en tenant compte de la séquence nucléotidique, de la possibilité d'hybridation des acides nucléiques avec le matériel des souches types.
- Indicateurs chimiotaxonomiques, qui tiennent compte de la composition chimique de divers composés et structures.
- Caractéristiques sérologiques (réactions "antigène - anticorps"; en particulier pour les micro-organismes pathogènes).
- Présence et nature de la sensibilité à des phages spécifiques.
La systématique et la classification des micro-organismes liés aux procaryotes sont réalisées à l'aide du "Burgey's Guide to the Systematics of Bacteria". L'identification s'effectue à l'aideDéterminant de Burgey.
Différentes manières de classer les microbes
Pour déterminer l'affiliation taxonomique d'un organisme, plusieurs méthodes de classification des micro-organismes sont utilisées.
Avec la classification numérique formelle, toutes les caractéristiques sont considérées comme ayant la même importance. C'est-à-dire que la présence ou l'absence d'une caractéristique particulière est prise en compte.
La classification morphophysiologique implique l'étude de la totalité des propriétés morphologiques et des caractéristiques du flux des processus métaboliques. Dans ce cas, il est doté de sens et de signification d'une propriété particulière d'un objet. Le placement d'un micro-organisme dans un groupe taxonomique particulier et l'attribution d'un nom dépendent principalement du type d'organisation cellulaire, de la morphologie des cellules et des colonies et des schémas de croissance.
La prise en compte des caractéristiques fonctionnelles offre la possibilité d'utiliser divers nutriments par les micro-organismes. La dépendance à certains facteurs physiques et chimiques de l'environnement, et en particulier les moyens d'obtenir de l'énergie, est également importante. Certains microbes nécessitent des études chimiotaxonomiques pour les identifier. Les micro-organismes pathogènes nécessitent un sérodiagnostic. Le qualificatif est utilisé pour interpréter les résultats des tests ci-dessus.
Dans la classification génétique moléculaire, la structure des molécules des biopolymères les plus importants est analysée.
Procédure d'identification des micro-organismes
Aujourd'hui, l'identification d'un organisme microscopique particulier commence parisolement de sa culture pure et analyse de la séquence nucléotidique de l'ARNr 16S. Ainsi, la place du microbe sur l'arbre phylogénétique est déterminée et la spécification ultérieure par genre et espèce est effectuée à l'aide de méthodes microbiologiques traditionnelles. Une valeur de coïncidence de 90 % vous permet de déterminer le genre et 97 % - l'espèce.
Une différenciation encore plus claire des micro-organismes par genre et espèce est possible en utilisant la taxonomie polyphylétique (polyphase), lorsque la détermination des séquences nucléotidiques est combinée à l'utilisation d'informations à différents niveaux, jusqu'à écologique. Autrement dit, une recherche de groupes de souches similaires est effectuée en premier, suivie de la détermination des positions phylogénétiques de ces groupes, de la fixation des différences entre les groupes et de leurs plus proches voisins et de la collecte de données pour différencier les groupes.
Principaux groupes de micro-organismes eucaryotes: les algues
Ce domaine comprend trois groupes où l'on trouve des organismes microscopiques. Nous parlons d'algues, de protozoaires et de champignons.
Les algues sont des phototrophes unicellulaires, coloniaux ou multicellulaires qui réalisent la photosynthèse oxygénée. L'élaboration d'une classification génétique moléculaire des micro-organismes appartenant à ce groupe n'est pas encore terminée. Par conséquent, à l'heure actuelle, dans la pratique, la classification des algues est utilisée en fonction de la composition des pigments et des substances de réserve, de la structure de la paroi cellulaire, de la présence de mobilité et du mode de reproduction.
Les représentants typiques de ce groupe sontorganismes unicellulaires appartenant aux dinoflagellés, diatomées, euglénoïdes et algues vertes. Toutes les algues se caractérisent par la formation de chlorophylle et de diverses formes de caroténoïdes, mais la capacité de synthétiser d'autres formes de chlorophylles et de phycobilines chez les représentants du groupe se manifeste de différentes manières.
La combinaison de tel ou tel pigment détermine la coloration des cellules en différentes couleurs. Ils peuvent être verts, bruns, rouges, dorés. La pigmentation cellulaire est une caractéristique de l'espèce.
Les diatomées sont des formes planctoniques unicellulaires, dans lesquelles la paroi cellulaire ressemble à une coquille de bivalve en silicium. Certains représentants sont capables de mouvement par le type de glissement. La reproduction est à la fois asexuée et sexuée.
Les habitats des algues euglènes unicellulaires sont des réservoirs d'eau douce. Ils se déplacent à l'aide de flagelles. Il n'y a pas de paroi cellulaire. Capable de se développer dans l'obscurité en raison du processus d'oxydation des substances organiques.
Les dinoflagellés ont une structure spéciale de la paroi cellulaire, elle est constituée de cellulose. Ces algues planctoniques unicellulaires possèdent deux flagelles latéraux.
Pour les représentants microscopiques des algues vertes, les habitats sont les masses d'eau douce et marine, le sol et la surface de divers objets terrestres. Il existe des espèces non mobiles et certaines sont capables de se déplacer à l'aide de flagelles. Tout comme les dinoflagellés, les microalgues vertes ont une paroi cellulaire cellulosique. Le stockage de l'amidon dans les cellules est caractéristique. La reproduction est à la fois asexuée et sexuéechemin.
Organismes eucaryotes: protozoaires
Les principes de base de la classification des micro-organismes appartenant aux protozoaires sont basés sur des caractéristiques morphologiques qui varient considérablement parmi les représentants de ce groupe.
La distribution omniprésente, le maintien d'un mode de vie saprotrophe ou parasitaire détermine en grande partie leur diversité. Les protozoaires vivant sans nourriture sont des bactéries, des algues, des levures, d'autres protozoaires et même de petits arthropodes, ainsi que les restes morts de plantes, d'animaux et de micro-organismes. La plupart des représentants n'ont pas de paroi cellulaire.
Ils peuvent mener une vie stationnaire ou se déplacer à l'aide de divers dispositifs: flagelles, cils et fausses pattes. Il existe plusieurs autres groupes au sein du groupe taxonomique des protozoaires.
Représentants des plus simples
Les amibes se nourrissent par endocytose, se déplacent à l'aide de pseudopodes, l'essence de la reproduction réside dans la division primitive de la cellule en deux. La plupart des amibes sont des formes aquatiques libres, mais certaines provoquent des maladies chez les humains et les animaux.
Les cellules d'Infusoria ont deux noyaux différents, la reproduction asexuée consiste en une division transversale. Il y a des représentants pour lesquels la reproduction sexuée est caractéristique. Un système coordonné de cils participe au mouvement. L'endocytose est réalisée en capturant la nourriture dans une cavité buccale spéciale, et les restes sont excrétés partrou à l'arrière. Dans la nature, les ciliés vivent dans des plans d'eau pollués par des substances organiques, ainsi que dans le rumen des ruminants.
Les flagellés sont caractérisés par la présence de flagelles. L'absorption des nutriments dissous est réalisée par toute la surface du CPM. La division se produit uniquement dans le sens longitudinal. Parmi les flagellés, il existe à la fois des espèces libres et symbiotiques. Les principaux symbiotes humains et animaux sont les trypanosomes (provoquent la maladie du sommeil), les leishmanies (provoquent des ulcères difficiles à cicatriser), les giardia (provoquent des troubles intestinaux).
Les sporozoaires ont le cycle de vie le plus complexe de tous les protozoaires. Le représentant le plus célèbre des sporozoaires est le plasmodium malarique.
Microorganismes eucaryotes: champignons
La classification des micro-organismes selon le type de nutrition renvoie les représentants de ce groupe aux hétérotrophes. La plupart se caractérisent par la formation de mycélium. La respiration est généralement aérobie. Mais il existe aussi des anaérobies facultatifs qui peuvent passer à la fermentation alcoolique. Les méthodes de reproduction sont végétatives, asexuées et sexuées. C'est cette caractéristique qui sert de critère pour une classification plus poussée des champignons.
Si nous parlons de l'importance des représentants de ce groupe, alors le plus intéressant ici est le groupe non taxonomique combiné de levures. Cela inclut les champignons qui n'ont pas de stade de croissance mycélienne. Il existe de nombreux anaérobies facultatifs parmi les levures. Cependant, il existe aussi des espèces pathogènes.
Principaux groupes de micro-organismes procaryotes:archées
La morphologie et la classification des microorganismes procaryotes les regroupent en deux domaines: les bactéries et les archées, dont les représentants présentent de nombreuses différences significatives. Les archées n'ont pas de parois cellulaires peptidoglycanes (muréines) typiques des bactéries. Ils se caractérisent par la présence d'un autre hétéropolysaccharide - la pseudomuréine, qui ne contient pas d'acide N-acétylmuramique.
Les archées sont divisées en trois embranchements.
Caractéristiques de la structure des bactéries
Les principes de classification des micro-organismes qui unissent les microbes dans ce domaine sont basés sur les caractéristiques structurelles de la membrane cellulaire, et en particulier sur sa teneur en peptidoglycane. Il y a actuellement 23 embranchements dans le domaine.
Les bactéries sont un maillon important du cycle des substances dans la nature. L'essence de leur importance dans ce processus global est la décomposition des résidus végétaux et animaux, la purification des masses d'eau polluées par la matière organique et la modification des composés inorganiques. Sans eux, l'existence de la vie sur Terre serait impossible. Ces micro-organismes vivent partout, leur habitat peut être le sol, l'eau, l'air, le corps humain, les animaux et les plantes.
Selon la forme des cellules, la présence de dispositifs de mouvement, l'articulation des cellules entre elles, ce domaine est réalisé dans le cadre de la classification ultérieure des micro-organismes. La microbiologie considère les types de bactéries suivants en fonction de la forme des cellules: rondes, en forme de bâtonnet, filamenteuses, alambiquées, en spirale. Selon le type de mouvement, les bactéries peuvent être immobiles, flagellées ou se déplacer en raison de l'excrétion.mucus. Sur la base de la façon dont les cellules s'articulent les unes avec les autres, les bactéries peuvent être isolées, liées sous forme de paires, de granules et de formes ramifiées.
Microorganismes pathogènes: classification
Les micro-organismes pathogènes sont nombreux parmi les bactéries en forme de bâtonnets (agents responsables de la diphtérie, de la tuberculose, de la fièvre typhoïde, du charbon); protozoaires (plasmodium du paludisme, toxoplasme, leishmania, giardia, trichomonas, certaines amibes pathogènes), actinomycètes, mycobactéries (agents responsables de la tuberculose, de la lèpre), moisissures et champignons de type levure (agents responsables de mycoses, candidoses). Les champignons peuvent provoquer toutes sortes de lésions cutanées, par exemple différents types de lichens (à l'exception du zona, dans lequel le virus est impliqué). Certaines levures, étant des habitants permanents de la peau, n'ont pas d'effet néfaste dans des conditions normales du système immunitaire. Cependant, si l'activité du système immunitaire est réduite, elles provoquent l'apparition d'une dermatite séborrhéique.
Groupes de pathogénicité
Le danger épidémiologique des micro-organismes est le critère de regroupement de tous les microbes pathogènes en quatre groupes correspondant à quatre catégories de risque. Ainsi, les groupes de pathogénicité des micro-organismes, dont la classification est donnée ci-dessous, intéressent au plus haut point les microbiologistes, car ils affectent directement la vie et la santé de la population.
Le 4ème groupe de pathogénicité le plus sûr, comprend les microbes qui ne constituent pas une menace pour la santé d'un individu (ou dont le risque de cette menace est négligeablepetit). Autrement dit, le risque d'infection est très faible.
3ème groupe se caractérisent par un risque modéré d'infection pour un individu, un faible risque pour la société dans son ensemble. Ces agents pathogènes pourraient théoriquement causer des maladies, et même s'ils le font, il existe des traitements efficaces éprouvés, ainsi qu'un ensemble de mesures préventives qui peuvent empêcher la propagation de l'infection.
Le 2ème groupe de pathogénicité comprend les micro-organismes qui présentent un risque élevé pour l'individu, mais faible pour la société dans son ensemble. Dans ce cas, l'agent pathogène peut provoquer une maladie grave chez l'homme, mais il ne se propage pas d'une personne infectée à une autre. Des méthodes efficaces de traitement et de prévention sont disponibles.
1er groupe de pathogénicité se caractérise par un risque élevé tant pour l'individu que pour la société dans son ensemble. Un agent pathogène qui provoque une maladie grave chez un humain ou un animal peut être facilement transmis de diverses manières. Des traitements efficaces et des mesures préventives ne sont généralement pas disponibles.
Les micro-organismes pathogènes, dont la classification détermine leur appartenance à l'un ou l'autre groupe de pathogénicité, ne causent de grands dommages à la santé publique que s'ils appartiennent au 1er ou au 2ème groupe.
