Положение микроорганизмов в общей системе живого мира

До середины XIX в. все организмы, населяющее нашу планету, по структурным и функциональным признакам единодушно подразделялись на два царства: растения (Plantae) и животные (Animalia).

С изобретением светового микроскопа постепенно накапливалась информация о существовании простейших одноклеточных организмов, невидимых человеческим глазом, признаки которых явно не укладывались в критерии двух вышеназванных царств.

Э. Геккель в 1866 г. впервые высказал мысль о выделении третьего царства – протист. К этому царству он отнес все организмы, имеющие малые размеры и относительно простую биологическую организацию: грибы, водоросли, простейшие и бактерии. Идея Э. Геккеля о выделении царства протист получила экспериментальное подтверждение и уточнение лишь к 50-м годам нашего столетия.

Современные исследования позволили выделить два существенно различающихся типа клеток: прокариотную и эукариотную. Опираясь на экспериментальный материал, Р. Стейниер и К. ван Ниль (1962) сделали весьма важное заключение, что прокариотная клетка является структурной единицей, присущей исключительно двум группам организмов – бактериям и сине-зеленым водорослям. Для всех остальных организмов – растений, животных, грибов, водорослей и простейших характерна более сложная эукариотная клетка.

1. В отличие от эукариот ядерный материал прокариотной клетки не отграничен мембраной от цитоплазмы.

2. В прокариотной клетке отсутствуют органеллы (митохондрии, хлоропласты, аппарат Гольджи и др.).

3. В цитоплазме прокариотной клетки рибосомы 70 S-типа.

Различия в организации прокариотной и эукариотной клеток легли в основу вывода, сделанного Р. Мюрреем (1968), о подразделении всех клеточных организмов на два царства: Прокариоты (Procaryotae) и Эукариоты (Eucaryotae).

К царству Procaryotae Мюррей отнес бактерии и цианобактерии (сине-зеленые водоросли), к царству Eucaryotae – все остальные организмы – растения, животные и высшие протисты (грибы, водоросли, простейшие). За пределами двух вышеназванных царств клеточных организмов остались неклеточные формы жизни – вирусы, составляющие самостоятельное царство Vira.

Царство Procaryotae представлено весьма многочисленным и разнообразным миром бактерий. Возраст наиболее древних бактерий насчитывает по меньшей мере 3–3,5 млрд. лет. Многие бактерии, по мнению ученых, появились сравнительно недавно. В настоящее время различные представители мира бактерий занимают практически беспредельные экологические ниши на нашей планете. Они выделяются из льдов Арктики и Антарктиды, проникают в нефтяные скважины, живут в воде горячих источников, температура которых достигает 92° С, обильно населяют все типы почв и водоемы, поднимаются с токами воздуха на высоту 85 км. Многие прокариоты в процессе эволюции приспособились к жизни в организмах эукариот.

Слабая морфологическая дифференциация прокариот сочетается с поразительным разнообразием и пластичностью их метаболизма. Достаточно сказать, что среди них по источнику используемой энергии выделяются фототрофы и хемотрофы; по отношению к кислороду – облигатные аэробы и анаэробы; по источнику углерода – автотрофы и гетеротрофы.

Разнообразие и пластичность метаболизма прокариот обусловливают возможность использования ими не только любого естественного субстрата, но и веществ химического синтеза. Они способны трансформировать любые пластмассы, натуральный и синтетический каучук, солярку, парафин, фенольные соединения, пестициды и т.д.

Активность ферментных систем, а также огромная поверхность соприкосновения мелких прокариотных клеток с субстратом обеспечивает им несоизмеримо более высокий уровень метаболизма по сравнению с эукариотами. Высокий уровень метаболизма, уникальная скорость размножения при относительно простой структурной организации сделали прокариот излюбленной моделью в экспериментах по биохимии, генетике и молекулярной биологии.

Р. Виттекер в 1969 году предложил схему деления всего органического живого мира на 5 (пять) царств:

1) Monera – включает все прокариотные, с примитивным клеточным строением, одноклеточные организмы.

2) Protista – микроскопические одноклеточные, но эукариотические организмы.

3) Plantae – растения.

4) Animalia – животные.

5) Fungi – грибы.

Эти царства отличаются: типом питания; автотрофного – у растений, гетеротрофные – у животных и грибов, особенностями клеточного строения и обмена веществ.