اسس التصنيف

الاسس المتبعة في تصنيف الاحياء المجهرية :
تعتمد العديد من الخصائص والصفات التي يحملها الكائن الحي المجهري والتي يتم الاستدلال على وجودها بالاعتماد على تقنيات واجهزة متخصصة ومهمة في تمييز الاحياء . وبشكل عام هناك العديد من الاسس التي يعتمد عليها في تصنيف الاحياء المجهرية منها :

1 . علم المظهر Morphology
تمثل الصفات والخصائص الخارجية المظهرية نقطة مهمة يعتمد عليها في تصنيف الاحياء كما يعتمد على صفة شكل الكائن وحجمه ووجود او عدم وجود النواة ووجود اوانعدام السبورات في الكائن وشكلها وقدرتها على الاصطباغ بالصبغات التمييزية كصبغة كرام . وهنا يعتمد على المجهر كوسيلة مهمة واساسية لملاحظة هذه الصفات , ان فحص التراكيب الخلوية لكل كائن مجهري يمثل عامل مهم في عملية التصنيف فمثلا صفة وجود المحفظة لا تلاحظ في جميع الانواع البكتيرية ولذا يقال للبكتريا التي تملك محفظة بالبكتريا الحاملة للمحفظة والتي لاتملكها هي غير محفظيةbacteria non capsulated capsulated or كذلك وجود الاسواط وعددها ونوعها ومكانها وهل ان هذا الكائن متحرك ام لا وماهو نوع الحركة فيها . كل هذه الصفات وغيرها توضع في جدول وتدرسوتصنف على اساسها الاحياء المجهرية

2. الخصائص المزرعية Cultural features
تنمى الاحياء المجهرية وتزرع في اوساط غذائية طبيعية اومصنعة متخصصة لهذه المجموعة او تلك من الاحياء المجهرية . تمثل هذه الاوساط مجموعة من المواد الغذائية الاساسية في تنمية الاحياء وتختلف هذه المغذيات باختلاف نوع الكائن وحاجته . ان عملية زرع الاحياء وتنميتها تستوجب وجود متطلبات اساسية للنمو الامثل والذي يعطي افضل حالة نمو لهذا النوع من الاحياء ومن هذه المتطلبات الظروف الفيزيائية ضوء مناسب و درجة الحرارة المناسبة للنمو , الدالة الحامضية المثلى للنمو , ضرورة وجود الاوكسجين اوعدم وجوده , نوعية الاملاح التي يحتاجها الكائن وكميتها وغيرها من العوامل التي يكتشفها الباحث عند دراسته المختبرية للاحياء .

3. الخصائص الايضية Metabolic features
تمثل الخصائص الناتجة من نمو الاحياء المجهرية في اوساطها الغذائية الطبيعية او الاصطناعية . تختلف الاحياء في نواتجها الايضية باختلاف نوع الكائن ولذا اعتمدت هذه الصفة كصفة تصنيفية مهمة بين الاحياء المجهرية وبهذا نميز بين جنس واخر او بين نوع واخر وهناك الكثير من المواد التي تتكون اوتنتج في الوسط الزرعي نتيجة ايض هذه الاحياء او تلك وتسمى بالنواتج الايضية metabolic products ومن هذه المواد الاسيتون , حامض الخليك , الايزوبروبانول , البيوتانول هذه المواد وغيرها يختلف انتاجها باختلاف نوع الكائن المجهري . فمثلا افراد جنس الكلوستريديوم Glostridium تختلف فيما بينها في نوع المادة الايضية الناتجة عن تخمر الوسط الزرعي هل هي كحول ام حامض الخليك ام اسيتون ام غيرها وبذا نميز كل نوع عن النوع الاخر التابعة لنفس الجنس الكلوسيريديوم .
كذلك يكون لنوع السموم التي تكونها البكتريا اوالكائن المجهري ونوع الانزيم المتواجد في الاحياء يكون لهما دور مهم في تمييز كل نوع عن الاخر لنفس الجنس او للتمييز بين الاجناس المختلفة . ولو اخذنا عائلة البكتريا المعوية كمثال نجد ان بكتريا جنس البروتيوس تملك جميع انواعها على انزيم اليوريز بينما لاتحوي بقية اجناس العائلة المعوية على هذا الانزيم كما يمكننا التمييز بين انواع جنس البكتريا العنقودية فنجد ان Staphylococcus aureus هو النوع الوحيد من هذا الجنس الذي يفرز انزيم Coagulase . وفي ما يخص السموم البكتيرية نجد ان النوع البكتيري Streptococcus pyogenus ينتج سموم من نوع B- hemolysins المحللة لكريات الدم الحمر الموجودة في طبق اكار الدم الذي تنمى فيه في حين ان النوع Str. Salivarius لاتنتج هذه السموم . كما يمكن التمييز بين الاجناس المتقاربة التابعة لنفس العائلة بلالاعتماد على الخصائص الايضية فمثلا افراد الجنس Enterobacter تنتج مادة 2-3 بيوتانول عند تنميتها في وسط حاوي على سكر العنب ولا تنتج الاندول عند تنميتها في وسحط حاوي على التربتوفان بينما افراد جنس Escherichia تنتج الانول ولاتنتج البيوتانول على العكس من الجنس الاول .

4. اسس تصنيفية اخرى :
استحدثت في السنوات الاخيرة العديد من التقنيات المهمة والتي استخدمت بشكل ناجح في تصنيف الاحياء المجهرية ومنها البكتريا بشكل خاص . فقد كان يعتمد في التصنيف غلى الخصائص المظهرية والوصفية في تصنيف الاحياء . هنالك العديد من الانواع البكتيرية التي تسبب العديد من الامراض للانسان فمثلا جنس البروسيلا يسبب مض حمى مالطا او يسبب الاجهاض وبكتري السالمونيلا تسبب حمى التيفوئيد او التسمم وبهذا لايمكن الاعتماد على المرض المتسبب او الصفات المظهرية في تصنيف هذه الاحياء . وقد استخدمت العديد من التقنيات المناغية ومنها معرفة اوتحديد الانماط المصلية لهذه البكتريا او تلك . فمثلا اثبتت الدراسات الحديثة ان هناك اكثر من 2500 نمط مصلي لبكتريا السالمونيلا
ونعني بالنمط المصلي serotype هو وجود تراكيب سطحية على سطوح العزلات البكتيرية تمثل هذه التراكيب المستضدات النوعية specific antigens وتختلف هذه المستضدات في انواعها باختلاف نوع البكتريا وبذا قد يكون مستضد معين موجود في نوع بكتيري معين وغير موجود في نوع اخر او عزلة اخرى .
من الوسائل الاخرى المستخدمة في التصنيف هي العاثيات Phages وعاثيات البكتريا bacteriophages تكون متخصصة اي ان كل فاج معين يكون مخصص لنوع معين من البكتريا وبذلك يستخدم في تحديد الانواع البكتيرية كما يمكن معرفة النمط الفايروسي من خلال معرفة نوع الفايروس الذي يهاجم ويحلل البكتريا المراد دراستها
من الممكن ايظا الاعتماد على حساسية البكتريا للادوية والسموم والمضادات الحيوية كمعيار مهم للتمييز بين الانواع المختلفة من البكتريا كذلك يعتمد على قدرة بعض الكيمياويات او الصبغات في التاثير على انواع او اجناس معينة دون غيرها .

التصنيف العددي Numerical Taxonomy
اكدت البحوث والدراسات المتخصصة في مجال الوراثة البكتيرية ان الانواع البكتيرية المختلفة لاتربطها ببعضها علاقات تطورية . لقد اعطت المعلومات المستوحات من عملية الاقتران البكتيري واختلاط المادة الوراثية للخليتين البكتيريتين المقترنتين معلومات مهمة في وراثة البكتريا وفي تصنيفها .
ان عملية التصنيف العددي تعتمد بشكل اساس على دراسة مجموعة كبيرة من الخصائص والصفات لعدد من البكتريا ثم ملاحظة درجة التشابه اوالتطابق في هذه الصفات في العزلات البكتيرية المدروسة واي من هذه الصفات هي الاكثر اهمية من غيرها ويعطى لكل صفة من هذه الصفات درجة او وزن معين , وعندما يراد اجراء التصنيف العددي لمجموعة عزلات بكتيرية ولتكن ثلاثين عزلة فانه يعمل جدول يحدد به الصفات المدروسة في جانب والعزلات البكتيرية المراد معرفة خصائصها في الجانب الاخر وتثبت نتائج الفحص لكل عزلة فتعطى البكتريا التي تملك صفة معينة درجو او اشارة + والتي لاتملكها تعطى صفر او اشارة – ثم تحسب النتيجة النهائية لكل العزلات على اساس النسبة المئوية للخصائص المتشابهة فاذا كان التشابه بين عشر عزلات مثلا في جميع الصفات يكون نسبة التشابه بين هذه العزلات 100% وبهذا تصنف في مرتبة تصنيفية واحدة والتي تتشابه في عدد اقل من الصفات توضع في جدول او مرتبة تصنيفية اخرى لان النسبة المئوية للتشابه اصبحت اقل 90 او 80 % وبهذا يتم التصنيف على اساس عدد الصفات .

التقنية الجزيئية في التصنيف :
بعد التقدم الكبير الذي حصل في مجال علوم الحياة واكتشاف العديد من التقنيات الحديثة في علم الحياة الجزيئي والتي اعتمد عليها كثيرا في تحديد الترابط والتقارب بين الاحياء اعتمادا على المعلومات الوراثية بين هذه الكائنات وهنا يتم دراسة وتحديد القواعد النتروجينية المكونة للاحماض النووية لهذه الكائنات هل هي متشابهة في تسلسلها او تعاقبها وبهذا نتوصل الى انها تعود لاصل مشترك وعندما تكون مختلفة التعاقب فان اصلها مختلف .

نسبة الجزيئات
تمثل عملية تحديد نسب القواعد النتروجينية المكونة للحاض النووي DNA احد اهم تقنيات علم الحياة الجزيئي والمستخدمة بشكل واسع في الكشف عن العلاقات التطورية بين العزلات البكتيرية المختلفة وهنا يعتمد على نسبة القاعدتين النتروجينيتين الكووانين والسايتوسين وهذه النسبة يجب ان تكون متساوية اي ان نسبة السايوسين مساوية لنسبة الكوانين ونسبة الادنين مساوية للثايمين كون ان كل قاعدة في احد الشريطين مكملة لقرينتها في الشريط الاخر
عملية تحديد النسبة المئوية للقواعد تتبع المعادلة الاتية :
G+C % = (G+C / G+C+A+T )x 100
اي اننا نعبر عن كمية القاعدتين الكوانين + السايتوسين نسبة الى مجموع القواغد النتروجينية الاربع A,T,C,G وهنا فانه عندما نقول ان نسبة G+C 50% فان المقصود هنا ان كمية القواعد النتروجينية الاربع تكون متساوية لكل منه 25 . ولكن عندما نقول ان نسبة G+C 25 % فهذا يعني ان كمية الكوانين 12.5 % و السايتوسين ايضا 12.5 % أما الادنين والثايمين فان كمية كل منهما هو 37.5 % .
ان نسبة الكوانين والسايتوسين ليست متشابهة في جميع الاحياء , ففي البكتريا مثلا تتراوح النسبة بين 21 _ 75 وبهذا قد نجد ان عزلات بكتيرية تحمل نفس النسبة او تكون العزلات مختلفة في النسبة وعندما نجد ان هناك عزلتين تملكان قيم مختلفة من الكوانين والسايتوسين نستنتج انهما مختلفتان في الاصل وعندما نجد ان القيم متشابهة فانه لايمكننا هنا القول انهما متشابهان اولهما نفس الاصا لان هناك العديد من الكائنات قد تحمل نفس القيم من الكوانين والسايتوسين فمثلا هناك العديد من البكتريا لها قيمة كوانين سايتوسين مساوية الى 42 كذلك هناك كائنات راقية مثل الانسان له نفس القيمة من النسبة وهنا لايمكن القول ان البكتريا والانسان من اصل تطوري واحد اومتشابهان .

تهجين ال DNA Hybridization of DNA :

نعني بتهجين ال هو تكوين وتخليق حامض نووي جديد يختلف عن الحامض الاصلي وهذا يتم بفك الحامض الثنائي الشريط الى سريطين منفرديين باستخدام درجة حرارة مرتفعة مناسبة وعند التبريد البطى يعاد ارتباط القواعد النتروجينية بواسط الاواصر الهيدروجينية التي تربط الشريطين ببعضهما ليتكون حامض جديد ثنائي الشريط هذه العملية تدعى ترسيخ ال DNA (DNA Annealing ).
عملية تكوين حامض نووي هجين تتم عمليا بعزل الDNA لكائنين مختلفين حيث يعزل من خلال ادخال قضيب زجاجي الى المحلول الحاوي على الحامض ثم تفك الاشرطة الثنائية بالحرارة وتخلط الاشرطة المنفردة للكائنين ويبرد المحلول الحاوي على الاشرطة المنفردة للكائنين وبذا فان تكون شريط ثنائي الشريط يعتمد على درجة التشابه في تسلسل القواعد النتروجينية بين الحامضين النوويين المختلفين وعند تكون حامض جديد من الاشرطة مختلفة المصدر يسمى هذا الحامض بالهجين hybrid والعملية تدعى بالتهجين .
ولمعرفة وتتبع مصدر القواعد المكونة للحامض الجديد الهجين تستخدم هنا النظائر المشعة بغرس ااوتنمية احد الكائنين في وسط حاوي على المادة المشعة ( الفسفور المشع P32) ويلاحظ الحامض المتكون بعد الترسيخ هل اشريطيه غير معلمين اوكلاهما معلمين بالمادة المشعة اواحدهما معلم والاخر غير معلم وهنا يحصل التهجين . من الممكن وصف درجة التشابه في تسلسل القواعد النتروجينية بشكل نسبة مئوية فعندما يكون تسلسل تتابع القواعد النتروجينية واحد تكون نسبة التشابه كلية 100% وهنا يكون الترسيخ قد حصل لكائن واحد . وقد يكون التسلسل مختلف تماما ولايوجد تشابه فتكون النسبة 0 % اوقد يكون هناك تشابه فيالتسلسل بدرجات معينة وهنا تزداد النسبة مع زيادة التشابه . وبهذا يعتمد على درجة التشابه في تسلسل القواعد النتروجينية للحامض النووي البكتيري كمقياس مهم في تحديد تقارب الاحياء وتشابهها وهذا مهم في تصنيفها .

التقنيات الحديثة واهميتها التصنيفية
اكتشفت في السنوات القليلة الماضية العديد من الاجهزة والتقنيات التي قدمت خدمة مهمة الى علم تصنيف الاحياء ومن هذه الاجهزة اكتشاف وتطور استخدام المجهر الالكتروني الذي افاد بشكل كبير في معرفة تراكيب وجزئيات الخلية ومكوناتها المختلفة والتي تختلف اوتتشابه اعتمادا على نوع الكائن . كما ان استخدام تقنية الترحيل الكهربائي للمكونات البروتينية الخلوية اعطت اشارة وفائدة كبيرة في تمييز الاحياء اعتمادا على نوع بروتيناتها او انزيماتها .
وقد اعتمد مؤخرا على الدراسات التصنيفية الكيميائية من خلال دراسة المكونات الكيميائي للاحياء ومعرفة نوع الانزيمات وماتحتويه من احماض امينية وتسلسلها . كما ان اكتشاف تقنية ال اPolymerase chain reaction ( PCR ) الفضل الكبير في تحديد تسلسل وتعاقب القواعد النتروجينية اللاحماض النووية والتي من خلالها يمكننا التمييز بين الاحياء .














تقسيم الاحياء بدائية النواة :

تقسم الاحياء بدائية النواة حسب ما جاء في كتاب Bergey s Manual of Determinative Bacteriology , 8th edition الى قسمين اساسيين هما
1. Division 1 : Blue –green Algae or Cyanobacteria
2. Division 2. : Bacteria

يضم القسم الثاني البكتريا 19 جزء هي :
Part 1 : Phototrophic bacteria : equatic, anaerobic G-ve
Part 2 : the gliding bacteria ; bacillior thread like shaped
Part 3 : Sheathed bacteria : group of organisims covered by asheath of growing cells
Part 4 : Budding and / or appendaged bacteria ; the reproduction gives group of unequal sized cells
Part 5: The Spirochetes ; spiral , cylynidral shaped have endoflagella
Part 6 : Spiral and Curved bacteria ; spiral bacilli have one flagellum , chemotrophic
Part 7 : Gram negative aerobic and cocci
Part 8 : Gram negative facultatively an aerobic rods
Part 9 : Gram negative anaerobic bacteria
Part 10 : Gram negative cocci and cocobacilli (aerobes)
Part 11 : Gram negative anaerobic cocci
Part 12 : Gram negative , chemolithotrophic bacteria
Part 13 : Methan producing bacteria
Part 14 : Gram positive cocci
Part 15 : Endospores forming rods and cocci
Part 16 : Gram positive asporogenous rod – shaped bacteria
Part 17 : Actinomycetes and related organisms
Part 18 : The Rikettsias
Part 19 : The mycoplasmas