微生物概述
2021-08-04 13:41:01
天纬化学小编
细菌具有原核细胞结构，通常被认为是未分化的单细胞，长度在1~10 μm之间。符合这一描述的细菌很常见，但实际上细菌在外观和功能上差异很大。最小的细菌不超过0.15~0.2 μm微米，最大可达700 μm。有些细菌可以分化成多种细胞类型，甚至是多细胞。目前已经发现了30个主要的细菌门，有些门中包含数千种物种，而有些门的物种很少。可培养的微生物中，90%以上的细菌属于以下4个门：放线菌门、厚壁菌门、变形菌门和拟杆菌门。对环境样本的rRNA基因或宏基因组测序分析表明，可能至少存在80个细菌门。虽然某些细菌门的物种具有独特的表型特征，但大多数细菌门都具有很大的物种多样性和生理多样性。例如变形菌门含有各种代谢类型的微生物，包括有氧呼吸、无氧呼吸，各种类型发酵、光营养，以及利用H2、氮硫化合物、甚至金属的化能营养代谢。变形菌门还具有广泛的生态分布，除了地球上最热和最咸的环境外，几乎可以在所有环境中找到它们。另外有一点很重要，虽然大多数植物和动物门起源于6亿年内，但细菌门已经存在数十亿年，为生命研究提供更多的参考资料。像细菌一样，古菌也有原核细胞结构。虽然古生菌在生理上有很大的多样性，但培养分离的菌形态多样性比细菌少，大多数古生菌以未分化的细胞存在，长度为1~10 μm。主要古菌群包括5个门：广古菌门、泉古菌门、奇古菌门、纳古菌门、初古菌门。许多古菌只能通过从环境中的rRNA基因或基因组序列来了解，通过分析表明古菌可能超过12个门。古生菌一直与极端环境联系在一块儿，最早的古菌菌株分离自热、咸或酸的环境，古生菌确实在各种最极端的环境中保留着许多生命的极限记录，但并不是所有的古细菌都是极端微生物。实际上，古细菌在自然界中广泛存在。例如，产甲烷菌在湿地和动物肠道中很常见，它产生的甲烷是一种温室气体；奇古菌门栖息于世界各地的土壤和海洋中，是全球氮循环的重要贡献者。古菌通常人畜无害，很少成为动植物的病原体。目前研究的多数菌株属于泉古菌门和广古菌门，奇古菌门、纳古菌门、初古菌门的菌株相对较少。植物、动物和真菌是真核生物中特征最明显的类群。与细菌和古生菌相比，这些群体相对年轻，起源于大约6亿年前开始的寒武纪大爆发。最早的真核生物是单细胞微生物，包括各种藻类和原生动物，真核微生物可能最早出现在20亿年前，远早于动植物和真菌。真核微生物在大小、形状和生理机能上差异很大。其中最小的是纳米鞭毛虫，它们是微生物捕食者，可小可达2 μm长；绿藻属的Ostreococcus直径为0.8 μm，比许多细菌都要小。最大的单细胞生物是真核生物，但它们不是微生物。例如在马里亚纳海沟里发现了长达10 cm的Xenophyophos，其形似变形虫，只生活在深海；此外由单个细胞质室构成的黏菌直径可达30 cm。真核微生物生理类型多样，包括各种光营养、微生物捕食者、共生体和寄生虫等等。生命之树上并没有病毒，也就是说病毒是不是生命还有争议。病毒专性寄生，只能在宿主细胞内复制。病毒不是细胞，缺乏细胞生命中所存在的细胞质膜、细胞质和核糖体。病毒不能保存能量，也不能进行代谢，但它们接管了被感染细胞的代谢系统，以制造更多的病毒。细胞的基因组一般由双链DNA组成，而病毒的基因组由双链或者单链的DNA或RNA组成。病毒基因组通常很小，最小的基因组只有三个基因。正因如此，病毒与病毒之间，病毒与其他细胞之间没有保守基因，所以永远不可能把病毒加入到生命之树。病毒种类繁多，能够感染所有的生命细胞。病毒通常根据结构、基因组组成和宿主特异性进行分类。感染细菌的病毒称为噬菌体，噬菌体已被用作研究病毒生物学的模型系统。大多数病毒都比细菌细胞小得多，但也有不走寻常路大病毒，如潘多拉病毒可超过1 μm长，含多达2500个基因，比许多细菌都大。
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