Морфология и систематика микроорганизмов

Открытие и накопление сведений о бактериях, естественно, возбудили интерес к изучению их строения, способов движения и размножения, а также вызвали первые попытки их систематизации. Изучение морфологии микроорганизмов и их классификация составили первый морфологический период в истории бактериологии.

В течение длительного времени после открытий Левенгука все микроорганизмы, в том числе и бактерии, относились к особому классу животных — «анималькулей».

К. Линней объединил все микроскопические существа в группу «хаос», отметив тем самым отсутствие каких бы то ни было критериев для их систематизации. Однако это не означало, что Линней не интересовался микроорганизмами, как обычно принято считать. В 1767 г. внутри группы «хаос» он уже выделил пять семейств, написал о микроорганизмах десятки статей.

Принцип бинарной номенклатуры, которую Линней применил при построении своей классификации, был впервые использован для классификации микроорганизмов О. Мюллером. Он же впервые после Левенгука дал в 1773 г. вполне четкое описание нескольких видов бактерий. Мюллер, сразу же завоевавший славу крупного авторитета по морфологии и систематике «инфузорий», был сторонником их животной природы.

В первой половине XIX в. классификация бактерий была усовершенствована Эренбергом, который разделил весь класс инфузорий на 22 семейства, три из которых объединяли бактерий. Семейство Monadina было подразделено на четыре рода — Bacterium, Spirillum, Spirochaeta, Vibrio. Это деление сохранило свое значение до сегодняшнего дня.

В вопросе о морфологическом строении представителей этих родов Эренберг продолжал придерживаться убеждения о сложной организации всех представителей класса инфузорий. Наблюдаемый им «хоботок», по-видимому, пучок жгутиков, он считал органом восприятия пищи. Судя по всему, Эренберг располагал для наблюдения бактерий достаточными техническими средствами, хотя это и не спасло его от грубых ошибок в описании их строения.

Как уже отмечалось, морфологические взгляды Эренберга встретили сильную оппозицию со стороны Дюжардена. В своем труде о микроскопическом строении микроорганизмов (1841), в частности бактерий, последний сосредоточил основное внимание на семействе Vibrionia, в котором выделил три рода: Bacterium — с четырьмя видами, Vibrio — с четырьмя видами и Spirillum — с тремя видами. Выделенный Эренбергом род Spirochaeta Дюжарден исключил из своей системы. Хотя Дюжарден и не описал новых видов бактерий, его классификация сыграла существенную роль в бактериологии, так как она строилась на более правильных представлениях о строении микроорганизмов.

В 1849 г. немецкий ботаник Карл Негели, исследуя одноклеточные водоросли и бактерии, обратил внимание на морфологическое сходство бесхлорофильных микроскопических форм и пигментированных водорослей.

Выявив среди бактерий пигментированные формы, он включил их в класс водорослей, а непигментированные — в класс грибов. Это послужило для Негели поводом к размышлениям о физиологических особенностях представителей обоих классов. К тому времени было уже известно, что пигментированные организмы способны обходиться без органического питания.

Неудивительно поэтому, что пигментированные микробы Негели отнес к растениям. Руководствуясь этими соображениями, он объединил все бесцветные микроскопические формы — Bacterium, Spirillum, Vibrio и Sarcina, а также дрожжи и возбудителя болезни шелковичных червей Nosema в группу Schizomycetes. Вслед за этим Негели поставил вопрос о том, к какому классу — растениям или животным — следует отнести существа, объединенные в этой группе.

Обсуждение этого вопроса в 1851 г. продолжил итальянский ботаник М. Перти, полагавший, что группу бактерий следует считать промежуточной между животными и растениями, в связи с чем он назвал ее Phytozoida, т. е. растения-животные и разделил на три подгруппы. Классификация Перти не получила признания у его современников и была вскоре забыта.

Более определенное высказывание о растительной природе микроорганизмов было сделано немецким физиологом и ботаником Фердинандом Коном(1828-1898). Его работы по бактериологии и, в особенности, по классификации микробов имели фундаментальное значение. В своей главной работе «О развитии микроскопических водорослей и грибов» (1850) Кон использовал разделение Эренбергом семейства Vibrionia на четыре рода — Bacterium, Spirillum, Spirochaeta, Vibrio, но утверждал, что семейство Vibrionia должно быть отнесено не к животному царству, как у Эренберга, а к растительному вследствие его сходства с микроскопическими водорослями.

В 1870—1876 гг. Кон тщательно изучил семейство Bacteria, разделил его на 4 подсемейства и охарактеризовал его как группу организмов, лишенных хлорофилла, имеющих сферическую или цилиндрическую форму и размножающихся посредством поперечного деления. Его классификация имела большое значение для прогресса микробиологии в XIX в. и не утратила своей ценности и в настоящее время.

К середине XIX в. наметились контакты между бактериологией и смежными с ней дисциплинами — протистологией, фитопатологией, ботаникой и систематикой низших растений. Это способствовало расширению теоретических представлений, совершенствованию методики микробиологических исследований и обнаружению новых путей для решения многих проблем. Так, изучение протистологами и ботаниками проблемы генетических связей протистов, низших растений и бактерий способствовало выяснению места микроорганизмов в естественной системе организмов.

Фитопатологические исследования немецкого миколога Антона де Бари внесли значительные усовершенствования в методику наблюдений и экспериментов при изучении бактериальных болезней растений. Это привело к тому, что интересы ученых в значительной степени изменились — вместо преимущественного исследования морфологии микроорганизмов стали заниматься изучением их функциональной деятельности. Так, ко второй половине XIX в. на смену первому периоду в истории бактериологии, связанному с выявлением бактерий в природе и изучением их морфологического строения, пришел период изучения особенностей их жизнедеятельности.