Klasyfikacja bakterii

Klasyfikacja biologiczna bakterii stara się opisać dokładnie każdy ich gatunek oraz zgrupować je według pokrewieństwa. Bakterie można sklasyfikować na podstawie różnic w ich budowie (np. występowania ściany komórkowej), typie metabolizmu albo na różnicach w organellach komórkowych i DNA, np. po występowaniu kwasów tłuszczowych, pigmentu, antygenów i benzochinonu[70]. Mimo to używanie tych różnic jako kryteriów nie było najlepszym wyjściem, gdyż nie dawało pewności, czy dane bakterie należą do jednego gatunku, ale są dosyć zróżnicowanymi odmianami, czy też należą do dwóch oddzielnych taksonów. Główną przyczyną tych niepewności był fakt, że nawet przy użyciu zaawansowanego sprzętu bakterie są do siebie wizualnie bardzo podobne i nie posiadają wyróżniających je struktur oraz istnienie różnych postaci poziomego transferu genów między niespokrewnionymi ze sobą gatunkami. Dzięki temu transferowi nawet niezwykle spokrewnione ze sobą bakterie mogą przeprowadzać inny metabolizm i mieć inne organelle. Dla zwiększenia precyzji taksonomicznej w systematyce bakterii wykorzystuje się liczne osiągnięcia biologii molekularnej, która używa różnorodnych technik do badania DNA, np. sprawdzanie ilości cytozyny i guaniny w hybrydyzacji genomu oraz badaniu materiału nieulegającego transferowi, tj. rRNA. Najnowsze dane dotyczące systematyki bakterii podaje IJSEM (International Journal of Systematic Bacteriology) oraz Bergey's Manual Trust. Słowo "bakteria" było używane do wszystkich mikroskopijnych organizmów. Z czasem biolodzy molekularni i systematycy doszli jednak do wniosku, iż było to błędne założenie. Wszystkie mikroorganizmy podzielono na dwie grupy; Eubacteria i Archaebacteria, które teraz nazywa się w skrócie Bacteria i Archaea, które rozwinęły się niezależnie ze wspólnego przodka[15]. Według niektórych naukowców to archeowce i eukarionty są ze sobą bardziej powiązane niż obie te grupy z bakteriami. Poza tym obie te grupy wraz z bakteriami są podstawą systemu trzech domen, który jest aktualnie najczęściej używany przy tematyce mikrobiologicznej. Mimo to problemy z obserwacją bakterii oraz przy omawianiu ewolucji sprawiają, że w taksonomii bakterii i archeowców bardzo często pojawiają się zmiany]. Przykładowo, niektórzy biolodzy argumentują, że archeany i eukarionty wyewoluowały z bakterii Gram-dodatnich. Prawidłowa identyfikacja bakterii w laboratorium ma szczególne znaczenie w medycynie. Dzięki niej można mieć pewność co do patogenu, z jakim ma się do czynienia. Choroby były jedną z przyczyn rozwoju bakteriologii i systematyki bakterii, ponieważ lekarze nie wiedzieli z czym i jak mają walczyć. Barwienie metodą Grama wymyślone przez Hansa Christiana Grama w roku 1884 było odkryciem przełomowym w dziedzinie mikrobiologii (zwłaszcza lekarskiej). Jego metoda bazowała na charakterystyce budowy ściany komórkowej bakterii. Grube warstwy peptydoglikanu u bakterii Gram-dodatnich są barwione na kolor purpurowy, podczas gdy Gram-ujemne o znacznie cieńszej ścianie komórkowej są barwione na różowo. Dzięki informacjom uzyskanym z wyników barwienia oraz po cechach morfologicznych organizmów można je zakwalifikować do ziarenkowców, laseczek, pałeczek. Mimo to istnieją patogeny, których nie można sklasyfikować na podstawie testu Grama, np. prątki lub Nocardia, do wykrywania których wykorzystuje się barwienie kwasowe i barwienie metodą Ziehla-Neelsena. Istnieją jednak bakterie, które można zidentyfikować tylko na podstawie obserwacji ich wzrostu w pożywkach lub innych technik, np. serologicznych. Kultury bakteryjne oraz techniki ich pozyskiwania są różne dla różnych bakterii. W plwocinie można znaleźć bakterie, które wywołują np. zapalenie płuc. Do innych stosuje się badanie kału lub moczu. Bakterie takie jak salmonella można zidentyfikować na podstawie reakcji, w jakie wchodzą z innymi bakteriami na pożywkach. Substancje i płyny, takie jak krew lub płyn mózgowo-rdzeniowy, które w normalnych sytuacjach są sterylne, w przypadku infekcji zapełniają się bakteriami. W przypadku błędnie pobranego materiału wyhodowanie bakterii nie musi oznaczać infekcji. Dodatkowo wszelkie bakterie jakie w nich się znajdują można przenieść na pożywki w celu ich hodowli i identyfikacji. Jako metodę klasyfikacji bakterii coraz częściej używa się badań i eksperymentów molekularnych. Dzięki reakcji łańcuchowej polimerazy można szybko i łatwo (w warunkach laboratoryjnych) sprawdzić sekwencje genomu bakterii i porównać je z różnymi szczepami. Te metody pozwalają także na wykrywanie "żywych ale nie rozmnażających się" bakterii, które przeprowadzają metabolizm, ale nie są w stanie dokonywać podziałów. Jednak mimo używania najlepszych znanych ludzkości metod badawczych nie można dokładnie stwierdzić ile gatunków bakterii istnieje na Ziemi ani ile szczepów zawiera dany gatunek. Ludzie znają mniej niż 9 000 gatunków bakterii (łącznie z sinicami), a oszacowania mówią o istnieniu od 107 do 109 gatunków bakterii, przy czym prawdopodobnie istnieje ich znacznie więcej.