ลักษณะทางกายภาพสัณฐานวิทยาและการจำแนกประเภท - ชีววิทยา

Firmicutesเป็นหนึ่งในไฟล่าที่มีการจำแนกแบคทีเรีย ไฟลัมนี้ประกอบด้วยสามคลาส (Bacilli, Clostridia และ Erysipelotrichia) 26 วงศ์และ 223 สกุลจึงถือเป็นไฟลัมแบคทีเรียหลัก

แบคทีเรียที่จัดอยู่ในไฟลัมนี้มีประวัติวิวัฒนาการร่วมกัน พวกเขาทั้งหมดมีผนังเซลล์แข็งซึ่งชื่อ Firmicutes เกิดขึ้น (ในภาษาละติน firmus แปลว่าเต่งตึงและผิวพรรณหมายถึงผิวหนังหรือผนังเซลล์)

แลคโตบาซิลลัส acidophilus. โดย Doc. RNDr. Josef Reischig, CSc. (ที่เก็บถาวรของผู้แต่ง) ผ่าน Wikimedia Commons

แบคทีเรียไฟลัมทั้งหมดมีกรดมูรามิกที่ผนังเซลล์และบางชนิดมีกรดทีโทอิก ส่วนใหญ่เป็นแกรมบวกยกเว้นวงศ์ Veillonellaceae และ Syntrophomonadaceae ซึ่งเป็นแกรมลบ

แบคทีเรีย Firmicutes มีความหลากหลายทางฟีโนไทป์โดยสามารถเป็นเซลล์ทรงกลมตรงโค้งแท่งขดลวดหรือเส้นใยมีหรือไม่มีแฟลกเจลลามีหรือไม่มีเอนโดสปอร์ทนความร้อน

พวกเขาสามารถเป็นแบบไม่ใช้ออกซิเจนเชิงปัญญาหรือแบบไม่ใช้ออกซิเจนที่เข้มงวด บางชนิดมีความร้อนและ / หรือฮาโลฟิลิก บางชนิดเป็นสารเคมีที่มีฤทธิ์ทางเคมี ส่วนใหญ่เติบโตในค่า pH ที่เป็นกลาง แต่บางชนิดก็เป็นกรดหรืออัลคาลิฟิลิก พวกมันมีปริมาณดีเอ็นเอโดยทั่วไปน้อยกว่า 50%

แบคทีเรียที่จัดอยู่ในไฟลัม Firmicutes เป็นส่วนสำคัญของพืชในลำไส้ของมนุษย์ร่วมกับแบคทีเรียที่จัดอยู่ในไฟลัม Bacteriodetes การศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ระบุว่าจุลินทรีย์ในลำไส้ของมนุษย์ที่เป็นโรคอ้วนและแบบจำลองของสัตว์มีความสัมพันธ์กับ Firmicutes ที่มีจำนวนมากขึ้นโดยสัมพันธ์กับ Bacteriodetes

ลักษณะทั่วไป

เชื้อชาติ

สายวิวัฒนาการของ Firmicutes ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องและศึกษาใหม่โดยผสมผสานข้อมูลและวิธีการใหม่ ๆ ที่มากขึ้นเรื่อย ๆ ซึ่งอนุญาตให้เสนอสมมติฐานวิวัฒนาการใหม่ ๆ

การศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้จากการวิเคราะห์หน่วยย่อยเล็ก ๆ ของลำดับนิวคลีโอไทด์ไรโบโซมอลอาร์เอ็นเอได้สร้างโครงร่างสายวิวัฒนาการซึ่งไฟลัม Firmicutes ประกอบด้วยสามชั้น (Basilli, Clostridia และ Erysipelotrichia) 26 วงศ์และ 223 สกุล

ในการจำแนกประเภทก่อนหน้านี้ไฟลัมนี้ได้รวมคลาสเพิ่มเติมที่เรียกว่า Mollicutes ซึ่งแตกต่างจากแบคทีเรีย Firmicutes อื่น ๆ ตรงที่ไม่มีผนังเซลล์แข็งขาด peptidoglycans หรือ muramic acid มีความยืดหยุ่นและเป็นเซลล์ที่มี pleomorphic สูง

กลุ่มนี้ถูกลบออกจาก Firmicutes แล้วในการศึกษาล่าสุดที่มีเครื่องหมายทางเลือก เป็นผลให้คลาส Mollicutes ถูกยกระดับไปที่ขอบ Tenericute

ตระกูล Erysipelotrichaceae ซึ่งก่อนหน้านี้จัดเป็น Mollicutes ซึ่งก่อตัวเป็นผนังเซลล์แกรมบวกยังคงอยู่ใน Firmicutes เป็นคลาสใหม่ที่เรียกว่า Erysipelotrichia โดยมีลำดับเดียว (Erysipelotrichales) ซึ่งรวมถึงครอบครัวเดี่ยว (Erysipelotrichaceae) การวิเคราะห์ล่าสุดยืนยันการแยกระหว่างคลาส Basilli และ Clostridia

การจัดหมวดหมู่

คลาส Clostridia

คลาส Clostridia เป็นกลุ่มโพลีฟีเลติกที่มีความหลากหลายทางกายภาพและทางนิเวศวิทยา ประกอบด้วยแบคทีเรียแกรมบวกและแกรมลบและสกุลส่วนใหญ่สร้างสปอร์โดยมีข้อยกเว้นเช่น Clostridium

คลาส Clostridia ประกอบด้วยคำสั่ง Clostridiales, Halanaerobiales และ Thermoanaerobacterales แบคทีเรียที่อยู่ในลำดับ Clostridiales เป็นแบบไม่ใช้ออกซิเจนที่เข้มงวดโดยที่ Halanaerobiales นั้นเป็นฮาโลฟิลิกและในลำดับที่ Thermoanaerobacteriales เป็นพวกเทอร์โมฟิลิก

Clostridia บางชนิดมีความสำคัญอย่างยิ่งต่ออุตสาหกรรมเนื่องจากใช้ในการผลิตตัวทำละลายเป็นผลิตภัณฑ์สุดท้ายของกระบวนการหมัก

อื่น ๆ ผลิตสารพิษเช่น Clostridium botulinum หรือที่เรียกว่า BoTox เพื่อทำให้กล้ามเนื้อใบหน้าเป็นอัมพาตเพื่อลดริ้วรอยของผิวหนัง

ระดับ Erysipelotrichia

คลาสนี้ประกอบด้วยแบคทีเรียที่มีรูปร่างเป็นแท่งบาง ๆ ตรงหรือโค้งเล็กน้อยโดยมีแนวโน้มที่จะสร้างเส้นใยยาว พวกมันไม่สามารถเคลื่อนที่ได้โดยมีผนังเซลล์แกรมบวกซึ่งไม่สร้างเอนโดสปอร์

พวกเขาเป็นแอโรบิกแบบไม่ใช้ออกซิเจนแบบปัญญา พวกเขาเป็นเคมีมูร์กาโนโทรฟิก พวกเขามีการเผาผลาญทางเดินหายใจหมัก กลุ่มนี้รวมถึงสิ่งมีชีวิตบางชนิดที่ทำให้เกิดโรคสำหรับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนก ได้แก่ Erysipelothrix rhusiopathiae และ Bulleidia extructa

คลาส Basilli

โดยทั่วไปแบคทีเรียระดับ Basilli จะสร้างผนังเซลล์แกรมบวก พวกมันอาจก่อตัวเป็นเอนโดสปอร์หรือไม่ก็ได้ ส่วนใหญ่เป็นแบบแอโรบิคหรือ microaerophilic ในขณะที่มีเพียงบางส่วนเท่านั้นที่เป็นแบบไม่ใช้ออกซิเจนทางปัญญา Bacilli Class ประกอบด้วยคำสั่งซื้อ Bacillales และ Lactobacillales

ส่วนใหญ่ของลำดับ Bacillales สร้าง endospores แม้ว่าจะมีข้อยกเว้น นอกจากนี้ยังมีการย้อมสีแกรมบวกของผนังเซลล์ในเซลล์ที่อายุน้อย สกุลส่วนใหญ่มี menaquinone 7 (MK-7)

มีรายงานว่า menaquinones โซ่ยาวตั้งแต่ MK-6 ถึง MK-11 อยู่ในวงศ์ thermoactinomycetaceae Menaquinones ยังเป็นที่รู้จักวิตามินเค2

จำนวนโซ่ด้านข้างจะระบุไว้ในชื่อเฉพาะของแต่ละเมนาควิโนน (เช่น MK-6 มีหน่วยโมเลกุล 6 หน่วยที่ยึดติดกับนิวเคลียสของโมเลกุลที่เกิดจากวงแหวนควิโนน)

แบคทีเรียชนิดนี้ ได้แก่ แบคทีเรียที่ก่อโรคได้สูงเช่นบาซิลลัสแอนทราซิสซึ่งเป็นสาเหตุของโรคแอนแทรกซ์ สิ่งมีชีวิตที่สำคัญอีกชนิดหนึ่งคือบาซิลลัสซับทิลิสซึ่งเป็นหนึ่งในสิ่งมีชีวิตที่ใช้เป็นต้นแบบในการวิจัยเพื่อทำความเข้าใจหัวข้อต่างๆตั้งแต่ความแตกต่างของเซลล์ไปจนถึงการจัดเก็บธาตุเหล็กและการจำลองดีเอ็นเอ

แบคทีเรียในลำดับ Lactobacillales สามารถเป็นรูปแท่งหรือรูปก้นกบมีการย้อมสีผนังเซลล์แบบแกรมบวกไม่ก่อตัวเป็นเอนโดสปอร์และเป็นแอนแอโรเบสแบบปัญญาและส่วนใหญ่เป็น catalase negative

คำสั่งนี้รวมถึงแบคทีเรียที่มีประโยชน์เช่นแลคโตบาซิลลัสส่วนประกอบที่สำคัญของระบบทางเดินอาหารในมนุษย์และสัตว์อื่น ๆ และใช้ในทางศิลปะและทางอุตสาหกรรมในการผลิตโยเกิร์ตและอาหารหมักอื่น ๆ

จุลินทรีย์ในระบบทางเดินอาหาร

จุลินทรีย์ในระบบทางเดินอาหารมีบทบาทสำคัญในการรักษาสุขภาพของมนุษย์โดยให้พลังงานสารอาหารและการป้องกันภูมิคุ้มกัน ในผู้ใหญ่ที่มีสุขภาพดีมีการระบุแบคทีเรียมากกว่า 1250 ชนิดโดยส่วนใหญ่เป็นของไฟลา Bacteroidetes, Firmicutes และ Actinobacteria

โดยทั่วไปแล้วความสัมพันธ์ Firmicutes / Bacteroidetes ถือว่ามีความสำคัญอย่างยิ่งในองค์ประกอบของ microbiota ในลำไส้ของมนุษย์ ในคนอ้วนมีการระบุ Firmicutes ในสัดส่วนที่สูงในขณะที่ในคนที่มีน้ำหนักตัวน้อยจะมีรายงานความสัมพันธ์แบบผกผัน

องค์ประกอบของไมโครไบโอต้านี้มีวิวัฒนาการไปตลอดชีวิตตั้งแต่เด็กปฐมวัยจนถึงวัยชรา ดังนั้นอัตราส่วน Firmicutes / Bacteroidetes จึงเพิ่มขึ้นตั้งแต่แรกเกิดจนถึงวัยผู้ใหญ่และจะเปลี่ยนแปลงไปตามอายุขั้นสูง

อาหารยังได้รับการระบุว่ามีผลอย่างมากต่อจุลินทรีย์ในระบบทางเดินอาหาร อัตราส่วน Firmicutes / Bacteroidetes สูงกว่าในผู้ที่รับประทานอาหารที่มีโปรตีนจากสัตว์และไขมันอิ่มตัวมากกว่าผู้ที่รับประทานอาหารที่มีผักและเส้นใยสูง

อ้างอิง

Bahl, H & Dürre, P. (2000). Clostridia: เทคโนโลยีชีวภาพและการประยุกต์ใช้ทางการแพทย์ ประเทศเยอรมัน Wiley-VCH
Conlon, MA & และ Bird AR (2015) ผลกระทบของอาหารและวิถีชีวิตต่อจุลินทรีย์ในลำไส้และสุขภาพของมนุษย์สารอาหาร, 7 (1), 17-44.
Firmicutes (2018, 30 มกราคม). Wikipedia สารานุกรมเสรี วันที่ให้คำปรึกษา: 20:40, 27 กันยายน 2018 จาก es.wikipedia.org
Firmicutes (2018, 17 กันยายน) ในวิกิพีเดียสารานุกรมเสรี. สืบค้น 20:41, 27 กันยายน 2018 จาก en.wikipedia.org
Mariat, D, Firmesse, O. , Levenez, F, Guimarăes, VD, Sokol, H, Doré, J, Corthier, G และ Furet JP (2009) อัตราส่วน Firmicutes / Bacteroidetes ของไมโครไบโอต้าของมนุษย์เปลี่ยนแปลงไปตามอายุ จุลชีววิทยา BMC, 9 : 123.
Vos, P. , Garrity, G. , Jones, D. , Krieg, NR, Ludwig, W. , Rainey, FA, Schleifer, K.-H. , Whitman, W. (2009). คู่มือของ Bergey เกี่ยวกับแบคทีเรียวิทยาเชิงระบบ: เล่มที่ 3: The Firmicutes. การใช้ประโยชน์

ลักษณะทางกายภาพสัณฐานวิทยาและการจำแนกประเภท - ชีววิทยา - 2026