Làm thế nào để phân loại vi sinh vật?

 

Phân loại chung

 

Giới thiệu

 

Phân loại vi sinh là sự sắp xếp các sinh vật thành các nhóm liên quan. Trong bài này, chúng ta sẽ giải thích các loại vi sinh vật bao gồm vi khuẩn, tảo, nấm, động vật nguyên sinh và vi rút. Ngoài ra, chúng ta sẽ xem xét ngắn gọn một vài sinh vật lớn hơn như luân trùng và sâu. Nhưng trước khi chúng ta xem xét các loại khác nhau của vi sinh vật, bạn cần phải hiểu làm thế nào các nhà khoa học phân loại tất cả các sinh vật sống.

 

Danh mục

 

Phân loại học đặt mọi sinh vật trên thế giới thành một loạt các loại, chẳng hạn như những hình dưới đây. Những loại này dựa trên các mối quan hệ, với các sinh vật có liên quan chặt chẽ được đặt trong cùng thể loại.

 

Như bạn biết, động vật là loại chung nhất được sử dụng để mô tả sinh vật. Mỗi thể loại động vật thu hẹp có các đặc điểm mà một sinh vật đó có. Thể loại hẹp nhất là loài, là một nhóm sinh vật có những đặc điểm tương tự  với nhau. Các nhà khoa học thường đề cập đến một số loài sinh vật bằng cách sử dụng tên khoa học của nó, trong đó bao gồm chi và loài. Ví dụ, tên khoa học của sinh vật gây nhiễm giardia là Giardia lamblia. Trong vi sinh, chúng ta thường nói về các chủng vi khuẩn khác nhau, một số có thể gây ra bệnh tật và một số có thể không.

 

Phân loại vi sinh vật

 

Biểu đồ trên cho thấy các vi sinh vật có liên quan. Ba nhóm chung nhất là sinh vật nhân sơ, sinh vật nhân chuẩn, và các sinh vật không sống (vi-rút). Chúng ta sẽ giải thích mỗi loại trong phần sau. Bây giờ, bạn chỉ cần phải nhận thức rằng sinh vật nhân sơ là những sinh vật nguyên thủy hơn so với sinh vật nhân chuẩn. Chỉ có vi khuẩn là sinh vật nhân sơ; phần còn lại của các sinh vật là sinh vật nhân chuẩn hoặc virus.

 

Procaryotes

 

Giới thiệu

Procaryotes là những sinh vật không chứa các hạt nhân hay các bào quan có màng liên kết. (Hạt nhân và các bào quan là hai phần tế bào mà chúng ta sẽ xác định trong phần sau). Tất cả các sinh vật nhân sơ là đơn bào, có nghĩa là mỗi sinh vật được tạo thành từ chỉ một tế bào.

 

Một đặc điểm chung cho các sinh vật nhân sơ là kích thước nhỏ của chúng - một tế bào điển hình là chỉ dài khoảng 2 micrometer, viết tắt là um và đôi khi được biết đến như một micron, bằng một phần triệu của một mét. Phải mất khoảng 13.000 procaryotes nằm theo chiều dài để dài được một inch. Dưới kính hiển vi ánh sáng, vi khuẩn có thể nhìn thấy là dấu chấm nhỏ bé.

 

Tầm quan trọng

 

Vi khuẩn có mặt với số lượng lớn trong nước thải thô, trong các nhà máy xử lý sinh học, trong nước thải nhà máy, trong nước tự nhiên, và trong môi trường sống của chúng ta.

 

Vi khuẩn là heterotrophs, thức ăn của chúng ăn các sinh vật khác hoặc do ăn chất hữu cơ. (Ngược lại, các sinh vật lấy thực vật làm cho thức ăn cho riêng mình được gọi là sinh vật tự dưỡng.) Kết quả là, vi khuẩn rất quan trọng để các nhà điều hành xử lý nước thải sử dụng các vi khuẩn để tiêu hóa một lượng lớn các chất thải trong nước thải. Mặt khác, một số vi khuẩn có thức ăn từ bên trong các sinh vật sống như con người thì chúng có thể gây bệnh.

 

Cấu trúc tế bào

 

Một tế bào là đơn vị cơ bản của mọi sự sống. Đối với sinh vật đơn bào, một tế bào chính là cơ thể của chúng. Sinh vật đa bào (sinh vật trong đó bao gồm nhiều hơn một tế bào), các tế bào tạo thành khối để tạo ra cơ thể của sinh vật đa bào.

 

Sơ đồ trên minh họa một tế bào vi khuẩn thông thường. Giống như tất cả các loại tế bào khác, màng ngoài đóng vai trò như một túi giữ các bộ phận của tế bào với nhau. Màng cũng cho phép những gì đi vào và ra khỏi tế bào.

 

Hầu hết các vi khuẩn được bao bọc bởi hai lớp khác nhau. Lớp đầu tiên là vách các tế bào. Bên ngoài vách tế bào là các viên nang là một lớp chất nhờn sệt, nó cho phép vi khuẩn bám vào bề mặt và đồng thời bảo vệ các vi khuẩn. Để cho việc khử trùng clo có hiệu quả, chúng phải xuyên thủng lớp chất nhờn bảo vệ này.

 

Vi khuẩn cũng có thể có các phần phụ khác nhau. Pili có cấu trúc giống như tóc rỗng bên trong cho phép các vi khuẩn bám dính vào các tế bào khác. Roi là vòi dài có thể di chuyển và đẩy vi khuẩn từ nơi này đến nơi khác.

 

Phân loại

 

Hiện có hàng ngàn loài vi khuẩn trên trái đất, nhiều trong số đó chưa được xác định. Khi cố gắng để phân loại một loại vi khuẩn, một loạt các đặc điểm được sử dụng, bao gồm cả đặc tính thị giác và kiểm tra trong phòng thí nghiệm.

 

Một số vi khuẩn có thể được xác định thông qua quan sát đơn giản. Đầu tiên, các nhà điều hành xem xét sự xuất hiện của các quần thể của vi khuẩn (một nhóm của cùng một loại vi khuẩn phát triển với nhau). Các nhà điều hành quan sát vi khuẩn dưới kính hiển vi, xem xét hình dạng, nhóm của chúng, và các tính năng như: số lượng và vị trí của các vòi.

 

Một loạt các kỹ thuật trong phòng thí nghiệm được sử dụng để thu hẹp danh tính của một loài vi khuẩn nếu như khảo sát trực quan là chưa đủ. Các nhà điều hành có thể nhuộm màu các vi khuẩn bằng cách sử dụng một kỹ thuật nhuộm gram hoặc nhuộm axit nhanh. Vi khuẩn có thể nuôi cấy trên một phương tiện cụ thể để thúc đẩy sự phát triển của một loài nhất định, như trong phương pháp màng lọc để tìm vi khuẩn coliform. Các xét nghiệm khác có thể phát hiện vi khuẩn bởi các phụ phẩm, hoặc cao hơn là phân tích DNA của vi khuẩn.

 

Hình dạng vi khuẩn

 

Phương pháp cơ bản nhất được sử dụng để xác định vi khuẩn là dựa vào hình dạng tế bào và sự sắp xếp của vi khuẩn. Phần này sẽ giải thích ba loại hình thái mà tất cả các vi khuẩn đều có là - cầu khuẩn, trực khuẩn, và spirilla (khuẩn xoắn). Bạn nên lưu ý rằng các loại này chỉ đơn thuần là một cách để mô tả các vi khuẩn và không nhất thiết phải đề cập đến một mối quan hệ phân loại.

 

 

Cầu khuẩn (hoặc một thứ vi trùng có một tế bào duy nhất) là những tế bào tròn, đôi khi hơi dẹt khi chúng gần kề với nhau. Vi khuẩn cầu khuẩn có thể tồn tại đơn lẻ, theo cặp (như diplococci), trong nhóm bốn (như tetrads), trong chuỗi (như streptococci), trong các cụm (như stapylococci), hoặc trong khối gồm tám tế bào (như sarcinae.)

 

 

Trực khuẩn (hoặc trực khuẩn có một tế bào duy nhất) là vi khuẩn hình que. Vì chiều dài của một tế bào thay đổi do ảnh hưởng của tuổi tác hay điều kiện môi trường, bạn không nên sử dụng chiều dài tế bào như là một phương pháp phân loại vi khuẩn bacillus. Giống như vi trùng vi khuẩn, trực khuẩn có thể xuất hiện đơn lẻ, theo cặp, hoặc theo chuỗi. Ví dụ: vi khuẩn bacillus bao gồm vi khuẩn coliform, được sử dụng như một chỉ số để đo độ ô nhiễm nước thải, cũng như vi khuẩn gây bệnh thương hàn.

 

 

Spirilla (hoặc vi khuẩn xoắn có một tế bào duy nhất) là vi khuẩn dạng cong có thể chuyển đổi từ một hình cong nhẹ nhàng sang cong như một xoắn ốc. Nhiều spirilla rất cứng và có khả năng di chuyển. Một nhóm đặc biệt của spirilla gọi là khuẩn xoắn dài, thanh mảnh, và linh động.