細菌分類主要研究細菌分類的理論和方法。細菌的分類包括分類、命名和鑒定3個獨立並相關的分類學領域。分類是人們認識事物的方法,是指根據細菌的相似性或親緣關係,將細菌歸入不同的分類類群(分類單元);命名是根據國際細菌命名法規給細菌分類單元以科學名稱;鑒定則是確定一個新的分離物屬於已經命名的分類單元的過程。因此,細菌分類是對各個細菌進行鑒定,分群歸類,按分類學準則排列成分類係統,並對已確定的分類單元進行科學命名的學科。對細菌分類命名有利於人們認識細菌,了解各個細菌類群之間的親緣關係,為細菌資源的開發利用和控製改造提供方便。
一、細菌的分類原則
(一)細菌分類的發展與趨勢
1676年,荷蘭人Leeuwenhock采用自製的顯微鏡,首次觀察到並描述了球狀、杆狀和螺旋狀的“微小動物”。1773年,丹麥動物學家Müler提出一個蛹形動物分類係統,包括原生動物、藻類和細菌等,並根據形態把細菌分為單胞菌屬和弧菌屬。1838年,德國生物學家Ehrenberg將細菌歸屬纖毛蟲綱的單胞菌科和弧菌科,並將弧菌科再分為5個屬。1857年,德國植物學家Nageli認為細菌具有細胞壁,在植物界內為細菌建立了裂殖菌綱。
1872年,德國植物學家Cohn提出第一個細菌分類係統。根據細菌的形態特征,將細菌分為球菌、短杆菌、長杆菌和螺旋菌,即4族6屬:球菌族(微球菌屬),微杆菌族(杆菌屬),絲狀菌族(芽孢杆菌屬、弧菌屑),螺菌族(螺菌屬、螺旋體屬)。細菌分類學最初以生理特征為主,即將細菌培養物的許多生理特性作為特征進行分類。隨著對細菌各種酶的研究和多種代謝途徑的闡明,細菌分類學開始突破單純形態分類的局限。
20世紀60年代起,細菌分類學開始進入分子生物學時期,開創了細菌分類的第三紀元,深入地研究和分析細菌的化學結構和核酸,例如DNA堿基的比率、DNA-DNA和DNA-RNA同源性、蛋白質的氨基酸序列、核糖體以及細胞壁組成等,這些分析提供了大量新的資料,揭示出細菌之間的親緣關係。
細菌分類學家采用分子生物學技術,探索細菌各個類群之間的親緣關係,並結合采用細菌的表型特征,試圖建立以係統發育為基礎的自然分類係統。雖然要達到這個目標還有一段距離,但是日前已經獲得了大量有關細菌係統發育的重要信息,為建立細菌的自然分類係統奠定了基礎。
20世紀50年代以前,所使用的分類依據主要是以細胞的形態和行為水平的特征及血清學實驗為基礎,20世紀60年代以後開始使用其他實驗技術。是生產實踐的需要,促進了細菌分類學的產生和發展;實驗技術的進步又不斷把細菌分類學提高到新的水平。隨著科學的不斷進步,一個在係統發生和遺傳進化上更能正確合理表達細菌的分類地位和國際上統一公認的細菌自然分類體係將會出現。
(二)細菌的分類原則
1.命名的要點目的在於名稱的穩定性,防止和杜絕使用容易引起錯誤或混亂的名稱,防止創造無用的名稱。
2.具有一定的界限、位置和等級的每個目或等級較低的分類單元隻能有一個唯一正確的名稱。
3.一個分類單元的名稱在沒有充分理由時不應更改,除非由於進一步的分類學研究或與《國際細菌命名法規》的規則相矛盾。
4.細菌命名法除藻類和真菌外與植物命名法無關,除原生動物外與動物命名法無關。
5.全部分類單元的科學名稱是拉丁文或拉丁化的詞,而不管其詞源如何。這些名稱通常取自拉丁文或希臘文。給分類單元一個名稱的主要目的是提供一個表示它的方式,而不是指明該分類單元的性狀或曆史。