细菌分类法:从表观相似性分类法向系统发育进化分类法的发展

摘 要:

细菌分类学是细菌学研究的一个重要内容,总体上来说,细菌的分类主要经历了两个阶段。第一阶段主要是以Bergey分类方法为基础的根据细菌的表观相似度进行分类,这种分类方法只依据细菌之间的表观相似度,不考虑细菌之间的亲缘关系;第二阶段是细菌分类学进入分子生物学时代后,细菌分类从表观相似分类法向系统发育进化分类法发展。

关键词:

细菌分类学是细菌学研究的一个重要分支,总体上来说,细菌的分类主要经历了两个阶段。第一阶段主要是以Bergey分类方法为基础的根据细菌的表观相似度进行分类,这种分类方法只依据细菌之间的表观相似度,不考虑细菌之间的亲缘关系;第二阶段是细菌分类学进入分子生物学时代后,细菌分类从表观相似分类法向系统发育进化分类法发展。

第一阶段:根据细菌的表观相似度进行分类,与生物进化无关。

1875年,Ferdinand J. Cohn创立细菌学的时候就意识到,细菌跟动、植物一样,是可以分类的。其时,达尔文发表了《物种起源》,进化论的思想已初入人心。而进化论的主题思想有两个:(1)物种是可变的;(2)生物是进化的。那么,细菌作为一种生物物种的类型,是如何进化的呢?与动、植物所不同的是,细菌结构微小,不可能像动、植物分类一样,通过挖掘远古时代活化石的方式去研究细菌的进化途径。因此,该如何对细菌进行科学的分类,始终微生物学家所面临的一大难题。

20世纪初,在美国细菌学家David Hendricks Bergey的推动下成立了一个委员会,目的是建立针对所有已知细菌的分类计划。根据这个分类计划,依据不同的标准,如革兰氏染色、细菌形态、菌落、生化反应等,对所有细菌进行鉴定并分类。这个最早的细菌分类方法主要是根据细菌的相似度进行分类,与生物进化无关。即便如此,Bergey所倡导的分类方法,为细菌学的发展做出了巨大贡献。至到现在,大多数细菌的分类还依据这一方法。

第二阶段:细菌分类学进入了分子生物学时代,从表观生化向系统发育进化发展。

20世纪60年代开始,分子遗传学和分子生物学的迅速发展使细菌分类学进入了分子生物学时代。60年代末,Woese比较各类生物细胞的核糖体RNA特征序列,发现16S rRNA是最合适的生物进化时钟。Woese通过基因序列分析发现了第三生命形式——古细菌(又称古菌)。尽管古菌在细胞形态、大小及基因组结构方面与细菌相似,但在基因的相似性和系统发育学上,却独立成支,而且在亲缘关系上,古菌与真核生物更为密切,与细菌反而更疏远。

细菌分类法:从表观相似性分类法向系统发育进化分类法的发展

Woese在通过对古菌、细菌、真核生物基因序列比较的基础上,进一步建立了生命三域学说,即当前的生命包括:细菌域、古菌域、真核生物域。并首次根据进化关系建立了包括细菌在内的所有细胞生物的系统发育树。后来,又有人将真核生物域划分为原生生物界、真菌界、植物界、动物界,与古菌界、真核界并列形成三域六界的生物分类体系。通过生命进化之树,生命不再独立存在,生命不再孤独,而是通过系统发育关系,按域、门、纲、目、科、属、种从上到下的等级分类方法,形成了一个系统的、有机的、有联系的整体。

1994年,《伯杰氏系统细菌学手册》出版第9版。与前8版所不同的是,第9版在描述细菌表观特征、生物化学、数值分类的基础上,特别强调了DNA相关性分析,以及16S rRNA寡核苷酸序列分析在生物种群间的亲缘关系研究中的应用,细菌分类的研究开始从表观生化向系统发育进化发展。

随着PCR技术、基因测序技术、生物信息学技术的发展,生物学研究进入到一个全新的基因时代。在GenBank核酸序列数据库中,与细菌相关的核酸序列信息呈爆炸式增长。微生物学家只需要对待鉴定的细菌进行测序,就可以坐在办公室或家里,通过远程计算机系统,获取最新细菌分类及核酸序列信息,构建系统发育进化树,找到待鉴定细菌的系统发育进化的位置。

    A+

除注明外,本站内容由 细菌之家 原创或整理,转载请注明出处及链接。

本文永久链接: http://www.bacteria.cn/html/2015/1075.html

  • 请您留言:专业水平所限,谬误之处在所难免。如您发现不正之处,请在下面留言,谢谢!

发表评论

:?: :razz: :sad: :evil: :!: :smile: :oops: :grin: :eek: :shock: :???: :cool: :lol: :mad: :twisted: :roll: :wink: :idea: :arrow: :neutral: :cry: :mrgreen:

图片 表情