原核生物的多样性

在他的祖国荷兰,科内利斯·范尼尔(1897-1985)获得了代尔夫特理工大学的化学工程学位。在经常被称为代尔夫特学院(Delft School)的化学技术系(Department of Chemical Technology)内,一个杰出的通用和应用微生物学课程由两位杰出的微生物学家马丁努斯·贝杰林克(Martinus Beijerinck)和阿尔伯特·克鲁弗(Albert Kluyver)接任主席。

1923年获得学位后,范尼尔接受了克鲁伊弗助理的职位,负责广泛的文化收藏,并帮助准备演讲课程的演示。Kluyver对这所学校来说相对较新,但他拥有丰富的微生物学和生物化学知识。虽然当时对代谢途径知之甚少,但Kluyver认为所有细胞的生化过程基本相同,可以在纯培养物中生长的微生物可能是一种重要的研究工具,可以作为研究生化过程的模型。30年后,克鲁弗和范尼尔将发表演讲,并将发表在一本名为《微生物对生物学的贡献》的书中。在克鲁弗的指导下,范尼尔开始研究色彩鲜艳的植物的光合活性紫色细菌比如铬酸盐物种,这是他毕生的兴趣所在。

1928年获得博士学位后不久,范尼尔移居美国,对代尔夫特学院培养的普通微生物学产生了强烈的欣赏。他在加利福尼亚州霍普金斯海洋站定居下来,继续研究紫色光合细菌。使用系统的方法,范尼尔最终证明,这些生物的生长依赖于光,但它们不会进化出氧气。此外,他的实验表明,为了将二氧化碳纳入细胞材料中,这些无氧光合营养体氧化硫化氢。他指出,这一过程的反应化学计量与绿色植物和藻类的光合作用非常相似,只是用硫化氢代替了水,生成了氧化硫化合物而不是O2。这一发现提出了一种可能性,即植物产生的氧气并非像当时所认为的那样来自二氧化碳,而是来自水。

除了他的科学贡献外,范尼尔还被公认为一位杰出的教师。在霍普金斯海洋站的夏天,他教授了一门细菌学课程,激发了许多微生物学家对微生物多样性及其在自然界中的重要性的热情。他对文学的敏锐记忆力和知识,以及对微生物非凡能力的欣赏,使他能够成功地将微生物世界的敬畏和奇迹传授给他的学生。

-历史一瞥

科学家们才刚刚开始了解微生物生命的巨大多样性。虽然有一百万种原核生物被认为存在,但其中只有大约6000种(分为850属)被实际描述和分类。传统的培养和隔离技术不支持绝大多数的生长和随后的研究。不足为奇的是,大多数研究工作都投入到了与人类密切相关的微生物的研究中,尤其是那些引起疾病的微生物,而且这些微生物的描述也最为广泛。随着新的分子技术有助于发现和表征以前未被识别的物种,这种情况正在发生变化。然而,这项现代技术所带来的快速积累的信息量之大,可能会令科学家和学生望而生畏。

第10章讨论的核糖体RNA研究所阐明的系统发育关系正在引起原核分类方案的重大变化。一些生物,曾经根据其表型相似性分组在一起,现在根据它们的

268第11章原核生物核糖体RNA差异的多样性。例如,葡萄球菌属和微球菌属曾经属于同一个科,但最近的系统发育分类方案现在将它们分为不同的类别。一些多年来被认为完全不相关的有机体,由于它们的共同核糖体RNA序列. 例如,根瘤菌(与某些植物形成共生关系的固氮细菌属)和立克次体(蜱传人类病原体属,专性细胞内寄生虫)已被归入同一类。核糖体RNA分析甚至可以评估不能在培养基中生长的生物体的遗传相关性,这使得研究更广泛种类的古细菌之间的关系成为可能。■ 分类方案,第247页

本章涵盖了广泛的原核生物,特别关注其非凡的多样性,而不是仅仅关注其系统发育关系,这些关系仍在阐明中。为了突出原核生物的非凡能力,表达对其所处环境的欣赏感以及它们在我们生物圈中所起的重要作用,我们根据微生物的代谢特征和其他生理特征来描述微生物群。表11.1总结了原核生物的特征这些内容将在本章中介绍,并作为文本中更完整描述的提纲。第272页的表11.2表明了代表性细菌的医学重要性,并作为本章所涵盖生物体和正文其他地方所涵盖疾病的信息目录。然而,请注意,没有任何一章可以描述所有已知的原核生物,因此,只提供了一个相对较小的选择。

继续阅读此处:产甲烷菌通常与

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