細菌：特徴、形態、種類、繁殖 - 生物学 - 2025

細菌は原核微生物の大きな群です。それらは一般的にサイズがほんの数ミクロンです。それらは、円筒形かららせん形、杖形まで、さまざまな形をしています。

それらは事実上遍在する生物であり、土壌、海洋および淡水の水域に存在し、多くの脊椎動物の腸内細菌叢および唾液に生息し、動植物の寄生虫として存在することができます。また、酸性の温泉、熱水噴出孔、放射性廃棄物などの極端な環境でも発見されています。

Bacterium Bacterium tartarophtorum、B。manitopoeum、およびBacillus sporogenesがステンレス鋼の容器内で成長しています。commons.wikimedia.orgから取得して編集

これらの微生物は、多くの栄養素循環に不可欠な部分です。それらはすべての栄養連鎖の微生物相の基本的な構成要素であり、それらのバイオマスは地球上の約5×10 ^30の細菌で計算できます。

もう1つの興味深い数字は、人体に生息する細菌の量です。平均的な人間には約39兆の細菌細胞があり、これらのほとんどは腸内細菌叢の一部であると考えられています。

細菌の伝統的な分類は、多系統の分類群を構成していました。今日、そのグループは細菌と古細菌という2つのドメインに分けられています。細菌は、グリセロールのジアシルジエステルで構成される膜脂質を持つ原核生物グループとして認識されています。

一方、古細菌は、膜がイソプレノイド脂質（グリセロールジエーテルまたはグリセロールテトラエーテル）で構成される原核生物のグループです。彼らはまた、それぞれ細菌のrRNAと古細菌のrRNAと呼ばれているリボソームRNAに違いを示しています。

形態学

細菌は形態学的多様性とサイズに優れています。これらの単細胞生物は0.3ミクロンから0.5ミリメートルまで測定できますが、測定値は一般に0.3から5.0ミクロンです。

球菌と呼ばれる形状は、細菌の間で最も一般的です。ただし、桿菌（棒や棒のような形）などの他の形態も比較的一般的です。

細菌の間でそれほど頻繁ではない他の形態は、ビブリオとも呼ばれるカンマ（わずかに湾曲した棒または句読点「、」のような形状）、および渦虫またはスピロヘータ（渦巻き形状）です。もっと変わったものはまだ星のような形をしています。

その他の非形態的特徴

原核生物の単細胞生物である細菌ドメインの代表は、定義された核または複雑な膜状オルガネラを提示しません。これらの細胞壁にはムラミン酸を含むペクチドグリカンがあり、膜脂質にはエステル結合を持つ直鎖脂肪酸が含まれています。

彼らはガス小胞を提示します。トランスファーRNAには、チミン（ほとんどのtRNA）とN-ホルミルメチオニン（開始tRNAによって運ばれる）があります。それらは多シストロン性mRNAを提示します、すなわち、それらは複数のタンパク質をコードします。

リボソームのサイズは70年代です。それらはクロラムフェニコールおよびカナマイシンに感受性であり、抗生物質アニソマイシンに感受性を示さない。

バクテリアのRNAポリメラーゼは大きな分子です。それぞれ約410キロダルトンのサブユニットが5つあります。さらに、RNAポリメラーゼの構造には、長さが55Å、幅が25Åの溝があります。あなたはリファンピシンに敏感です。II型ポリメラーゼのプロモーターはありません。

細菌は窒素を固定し、クロロフィルに基づく光合成を行い、また化学合成栄養（無機化合物の酸化）も行います。それらはメタンを生成せず、酵素ATPaseを提示しません。

ID

細菌の同定と分類は、微生物の生物学において最も複雑な問題の1つです。これらの個人の識別とその後の分類に使用される多くの特性と方法があります。

古典的な特性には、形態学、生理学と代謝、生化学、生態学的関係と機能、遺伝学が含まれます。

最も一般的に使用される分析は、発酵産物、栄養の種類、炭素源と窒素源、貯蔵含有物、運動性、浸透圧耐性、最適な物理化学的条件、光合成色素などです。

他の非古典的な機能は、分子レベルで見つかります。最近数十年で、細菌の分類法における核酸とタンパク質の使用は大きな勢いを得ています。

遺伝子（タンパク質と核酸）間の比較は、親族関係、そしてもちろん生物間の類似性に関する膨大な情報を提供します。

タイプ（分類）

細菌は、伝統的にすべての単細胞原核生物を指すために使用された用語でした。しかし、分子系統学は、この古代の生物のグループ（原核生物）が2つのグループまたはドメインに分岐したことを示しました。

これらの2つのグループは、真正細菌および古細菌と呼ばれていました。彼らは後に細菌と古細菌と改名された。Archeaは、Eukaryaと呼ばれる3番目のドメインのメンバーと最も密接に関連するグループです。

この最後のグループは、真核生物で構成されています。一緒に、3つのドメイン（細菌、古細菌、ユーカリア）が現在の生命の分類を構成しています。

バクテリア、アーキア、ユーカリヤの3つのドメインのシステム。commons.wikimedia.orgから取得して編集

-細菌の分類

細菌は、次のようなさまざまな基準に従って分類できます。

細胞組織

細菌は一般に単細胞ですが、細胞の構成によっては、「単細胞および多細胞」に分類できます。

代謝

バクテリアは、発見された環境や、エネルギーや栄養素を得るプロセスを実行する方法に応じて、次のように分類されます。

• 嫌気性：酸素のない環境で生活および発達するもの。
• 好気性：酸素のある環境で生きて繁殖する細菌。
• 通性：嫌気性または好気性環境で不明瞭に生息し、発達する生物、つまり酸素のある環境またはない環境で生きることができます。

細胞壁

細菌の細胞壁の構成に応じて、それらはグラム染色に反応し、濃い青または紫の色、またはピンクまたは赤の色のいずれかで、次のように分類されます。

• グラム陽性：青または紫の色と濃厚な細胞壁。
• グラム陰性：ピンクまたは赤の色と薄いまたは薄い細胞壁。

成長および発達温度

これらの微生物が発生する温度に応じて、それらは次のように分類できます。

• 好冷菌：非常に低温の環境で発生する細菌。
• 中温性：15〜35 °C（中程度の温度）の温度で生息および発育する細菌。
• 好熱菌：高温、つまり約45°Cを超える温度で発生し、生存する細菌細胞

形状

細菌はその形状から長い間特定されており、その分類は次のとおりです。

• Cocaceae：円筒形または球形。これらの形状には、それらが形成するセルの数とそれらが構築する形状に基づいて、さまざまな分類があります。例えば、数に関しては、ソラ科が対で観察される場合、それらは「複球菌」と呼ばれ、それらが4の数で見られる場合、それらは「テトラコッカス」と呼ばれる。しかし、形に関して言えば、これらが連鎖を形成する場合、それらは「連鎖球菌」と呼ばれ、それらがクラスターを形成する場合、「ブドウ球菌」であり、それらが立方体形である場合、それらは「サルシン」と呼ばれる。
• 桿菌：棒や棒のような細長い形の細菌。これらの桿菌が連鎖を形成するとき、それらは「連鎖球菌」と呼ばれます。
• Cocobacilli：半円柱状の細菌ですが、極で平らになり、楕円形を示します。
• Spirilos：らせん状の細菌で、コルク栓抜きに似ています。
• ビブリオ：短くて曲がった棒の形をした生物で、句読点のようにカンマとも呼ばれます。

細菌の形態。commons.wikimedia.orgから取得して編集

-細菌ドメインの現在の分類

1990年のカールウーゼと同僚による革命的な分類に続いて、細菌の分類は根本的に変化しました。現在、LPSNまたは命名に立っている原核生物の名前のリスト（命名に立っている原核生物の名前のリスト）によると、細菌ドメインは34門に分かれています。これらの門の中には：

スピロヘータ

細長いらせん状の細菌。グラム陰性。彼らは外側の細胞エンベロープを持っています。それらは軸フィラメントによって移動します。

ファーミキューテス

グラム陽性菌のグループ。主に細胞壁が厚く、GCの含有量または割合が低い。ファーミキューテスは主に棒状で、時にはココナッツの形をしています。多くの種が内生胞子を生成します。

プロテオバクテリア

さまざまな形態とリポ多糖類によって形成された細胞壁を持つグラム陰性菌。一部の種は光合成できるが、主に従属栄養。彼らは海や他の水域に非常に豊富です。

シアノバクテリア

クロロフィルとフィコシアニンを持つ細菌。彼らは藍藻と呼ばれています。それらはグラム陰性であり、酸素の光合成が可能です。

バクテロイデス

バクテリアは多様な生息地に適応しました。嫌気性代謝。グラム陰性。一部の種は日和見病原体です。

クロロビ

無酸素性の光合成を行う細菌のグループ。嫌気性代謝。グラム陰性。それらは緑の硫黄バクテリアと呼ばれています。

クロロフレキシ

単層細菌、つまり、それらは単一の細胞膜を持っています。彼らはペプチドグリカンの非常に薄い細胞壁を持っています。このグループには、好熱性および中温性の代表があります。いくつかの光合成。主に好気性です。グラム陽性。

サーモトガエ

それらは極端な環境での生活に適応した細菌です。それらは超好熱性生物と考えられています。嫌気性代謝と炭水化物を処理することができます。彼らはグラム陰性です。

再生

二分裂

細菌の繁殖の主なメカニズムは、二分裂または二分裂です。これは、無性生殖の一種であり、細菌細胞のサイズが2倍になり、その後分裂して、2つの娘細胞が生じます。

このタイプの無性生殖は、細菌が指数関数的な人口増加率を持つことを可能にします。このようにして、人口の増加により、利用可能なリソースをより適切かつ迅速に利用できるようになり、また、発生するさまざまな環境に耐性のある生物や系統を生成する可能性が拡大します。

複数の核分裂

これは、核がいくつかの等しい部分に分割された後、細胞質の分裂が起こり、同時にいくつかの娘細胞を発生させる一種の細胞分裂です。

出芽または出芽

この種の無性細菌の繁殖は、親細菌の非特異的な場所で起こります。それは、芽と呼ばれる細胞質の膨らみから始まり、それが親のサイズを2倍にし、新しい個体（娘細胞）として分離します。この種の繁殖は、プランクトミケス門、ファーミキューテス門、シアノバクテリア門で観察されています。

赤血球生成

このタイプの生殖は、非定型二分裂と呼ばれ、小さな円形の細胞（赤血球）で構成されています。

サイズが増加している間、この栄養細胞はそのDNAを複数回複製し、その後、増殖期に進み、そこで細胞質分裂が起こり、その後数十または数百の赤血球になります。この種の生殖はシアノバクテリアで研究されてきました。

栄養

細菌には複数のタイプの栄養素があります：

リソトローフ

嫌気性生物または好気性生物によるエネルギーの生合成または保存のために亜硝酸塩、硝酸塩、鉄または硫酸塩などの無機基質を使用する細菌。

有機栄養菌

炭水化物、炭化水素、脂質などの有機源から水素または電子を取得する細菌。これらの生物は好気性または嫌気性で、従属栄養性または独立栄養性でさえあります。

独立栄養細菌

炭素である可能性があるが、二酸化炭素などの無機物を合成することによって発生する生物。

従属栄養細菌

多糖類など、炭素源が有機的な化学物質を合成する生物。

混合栄養菌

エネルギーの保存と獲得のために無機物質を合成する必要があるが、生合成代謝のニーズを満たすために有機化合物も必要とする細菌。

引き起こされる病気

人に知られている非常に多様なバクテリアのうち、ごく少数（比率で）だけが病気を引き起こします。人間のこれらの微生物によって引き起こされる病状は、それらの起源に従って、すなわちこれの伝達または獲得のメカニズムに従って分類することができます：

-空挺

空気中の病気を引き起こす細菌は通常、気道または呼吸器系に影響を及ぼし、他の場合には皮膚の状態を引き起こす可能性があります。ここにいくつかの空中疾患があります：

ジフテリア

C. ulceransは同様の臨床症状を引き起こす可能性がありますが、ほとんどの場合、この疾患はコリネバクテリウムジフテリアによって伝染します。

この病気は、呼吸中に伝わる粒子を介して病気の人から健康な人に伝染します。また、皮膚病変の分泌物との接触により発生することもあります。ジフテリアはほとんどすべての粘膜に影響を与える可能性があり、最も一般的な臨床形態は次のとおりです。

• 咽頭：最も一般的な症状です。症状には、全身けん怠感、軽度の発熱、喉の痛み、さらには食欲不振などがあります。
• 鼻前部：それは最も頻度の低い臨床症状です。それは鼻血として現れます。化膿性粘液分泌物が存在することもあれば、鼻中隔に偽膜が発生することもあります。
• 喉頭：ジフテリアのこの臨床症状は、発熱、しわがれ声、息切れ、吠えるような咳、呼吸時の高音を発生します。時間内に制御されない場合、気道の閉塞により死亡する可能性があります。
• 皮膚：皮膚の鱗状の発疹または明確な潰瘍として現れる。患部（膜）の場所とその程度によっては、肺炎、心筋炎、神経炎、気道閉塞、敗血症性関節炎、骨髄炎、さらには死に至るまでの合併症が発生する可能性があります。

レジオネラ症またはレジオネラ症

この病気は、土壌に固有の好気性グラム陰性菌とLegionella pneumophilaと呼ばれる水生生態系によって引き起こされます。この細菌は、空調システムやシャワー室でも分離されています。

この病気は、リザーバーから人間の呼吸器系への空気を介した細菌の拡散の結果です。喫煙、アルコール依存症、または免疫不全に感染した50歳以上の男性は、病気にかかる可能性が高くなります。

細菌は肺胞マクロファージのファゴソームに留まり、そこから増殖して組織に損傷を与えます。この疾患の症状は次のとおりです。呼吸器分泌物の排出を伴わない咳、発熱、重度の気管支肺炎および神経学的問題が現れることがあります。

髄膜炎

この疾患は、脳と脊髄の髄膜の炎症で構成されています。無菌または細菌起源である可能性があります。細菌起源の病理は、疾患の保因者の呼吸器分泌物または活動中の症例に由来します。

髄膜炎を引き起こす細菌は、最初に鼻咽頭にコロニーを形成し、そこから粘膜を通過して血流に入り、そこから髄膜に炎症を起こしている脳脊髄液に至る。

この感染症の症状は次のとおりです。呼吸器疾患または喉の痛み、続いて混乱、嘔吐、頭痛（場合によっては重度）、肩こり、背中。

肺炎

いくつかの種の細菌が肺炎に関連していますが、Mycobacterium aviumとM. intracellulare種がこの疾患の主な原因です。これらの細菌は世界中に分布しており、人だけでなく他の脊椎動物や昆虫にも感染します。

呼吸器系および消化器系は、患者のコロニー形成のためのこれらの桿菌の入口点であると考えられています。この病気は結核によって引き起こされるのとよく似た肺感染症として人々に現れます。

その他の病気

他の多くの疾患は気道細菌によって伝染しますが、その中で言及できるのは、次のとおりです。百日咳菌によって引き起こされる百日咳、および連鎖球菌によって引き起こされる疾患。

-節足動物による伝染

これらの無脊椎動物によって引き起こされる細菌性疾患はまれであると考えられていますが、それらは多くの関心の対象です。これらの病気のいくつかは：

エーリキア症

ダニなどの動物のリザーバーによって伝染する細菌Ehrlichia chaffeensisによって引き起こされる病理。細菌が血流に入ると、ヒト単球性エーリキア症（HEM）と呼ばれる非特異的な熱性疾患を引き起こします。この疾患は、発熱、悪寒、頭痛、筋肉痛などの症状を特徴とします。

流行性チフス

シラミによって人に伝染する細菌性疾患。この病気を引き起こす細菌はリケッチアプロワセキイです。シラミが感染した人を食べると、細菌は節足動物の腸に感染して広がります。

やがて、シラミの糞に大量のリケッチアが出現し、シラミが別の健康な個体の血液を吸うと、排便します。

刺傷からの刺激により個人が引っ掻くと、損傷した部位が汚染され、リケッチアが血流に入り、内皮細胞の感染により血管に炎症を引き起こします。この病気の症状は、発熱、激しい頭痛、筋肉痛です。

ライム病

ライム病は、自然の宿主がハタネズミとシカであるダニに刺されることによって人間に伝染する細菌感染症です。原因菌はボレリア属のスピロヘータです。

臨床的には、この疾患には3つの段階があります。最初の段階は通常、皮膚の病変が輪のように広がることから始まります。この段階では、しばしば発熱、悪寒、疲労、倦怠感、頭痛が伴います。

第二段階は、関節炎の発作、心臓の炎症、および神経学的問題によって特徴付けられます。3番目および最後の段階は数年後に観察でき、個体がニューロンの脱髄を発症し、アルツハイマー病または多発性硬化症と同様の症状を示すことを特徴とします。

その他の病気

節足動物によって伝染する細菌感染症はまれであると考えられていますが、黒人病やペスト菌による腺ペストなど、人類に大量の死を引き起こしている人もいます。

黒いペストほど致命的ではないもう1つの病気は、細菌Coxiella burnetiiによって引き起こされ、家畜、家畜、および人間に感染するQ熱です。

ブラックペストを引き起こす細菌。エルシニアペスト。https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Yersinia_pestis_fluorescent.jpegから取得して編集

-直接接触病

これらの細菌性疾患は主に皮膚感染症とその下の組織に関連しています。これらの病理のいくつかは次のとおりです：

癰

感染した家畜またはその生産物と直接接触することによって伝染する病気。病気を引き起こす細菌はバチルス炭疽菌であり、その内生胞子は土壌または動物において何年も生存し続けることができます。

人間の感染症は主に皮膚の損傷または切り傷（皮膚の愛情）が原因で発生し、呼吸器（肺炭疽）および胃腸（胃腸炭疽）システムにも影響を与える可能性があります。

かさぶた（潰瘍のある皮膚丘疹）が皮膚に形成され、それに伴う症状には発熱、頭痛、吐き気があります。

細菌性膣炎

これは、複数の細菌によって産生される多菌性STD（性感染症）です。そのような細菌は、Gardnerella vaginalis、Mobiluncus属の種、およびMycoplasma hominisです。

これは、軽度だが伝染性が高いと考えられている病気で、症状は次のとおりです。

淋病

別の細菌性感染症。それはナイセリア・ゴノレアによって引き起こされます。このdiplococcusは、体内に入ると、線毛とタンパク質IIを介して粘膜細胞に付着します。この付着により、正常な分泌物や尿によって膣から排泄されるのを防ぎます。

男性の症状は次のとおりです。尿道から排出される黄色から緑色の膿で、頻繁に排尿し、痛みと灼熱感または灼熱感を伴います。細菌にさらされた人のたった10-20％が女性で発生します、そして、彼らが病気を発症するなら、それは異所性妊娠と不妊さえ引き起こすことができます。

その他の病気

直接接触による細菌性疾患は、その起源と発生の両方において非常に多様であり、最も言及されているのは性感染症であり、これらの中で言及できるのは次のとおりです。ヘモフィルス・ルクレイイが生産する潰瘍。

非性的接触および細菌によって引き起こされる他の疾患は、封入結膜炎、ハンセン病、猫ひっかき病、ガス壊疽などです。

参考文献

1. 細菌。ウィキペディアで。en.wikipedia.orgから回復。
2. 二分裂。ウィキペディアで。es.wikipedia.orgから復元。
3. LMプレスコット、JPハーレー、GAクライン（2009）。微生物学、第7版、マドリード、メキシコ、Mc GrawHill-Interamericana。1220ページ
4. GJ Olsen&CR Woese（1993）。リボソームRNA：系統発生の鍵。FASEBジャーナル。
5. WBホイットマン、DCコールマン、WJウィーベ（1998）。「原核生物：目に見えない大多数」。アメリカ合衆国の全米科学アカデミーの議事録。
6. DCヤン、KMブレア、NRサラマ（2016）。「形にとどまること：多様な環境における細菌の生存に対する細胞の形の影響」。微生物学と分子生物学のレビュー。
7. ACパート（2018）。LPSN-20年以上経過した、命名法（bacterio.net）での原核生物名のリスト。系統的および進化的微生物学の国際ジャーナル。