Tassonomia microbica

 

La tassonomia è la scienza della classificazione (biologica[*1] ). La tassonomia si suddivide in tre fasi: classificazione, nomenclatura, identificazione.

  1. Classificazione: è l’ordinamento degli organismi in gruppi detti taxa (singolare taxon) sulla base delle similarità reciproche o delle affinità evolutive[*2] . I taxa sono categorie organizzate in un ordinamento gerarchico: ogni categoria riunisce i gruppi del livello inferiore in base a proprietà condivise. La classificazione utilizza tutte le informazioni conosciute: morfologia[*3] , ecologia[*4] , epidemiologia[*5] , biochimica[*6] , biologia molecolare[*7] , fisiologia[*8] . Oggi la tassonomia evolve rapidamente, con l’impiego di nuove tecniche molecolari.
  2. Nomenclatura: consiste nell’assegnare i nomi ai gruppi tassonomici seguendo regole prestabilite.
  3. Identificazione. È il procedimento che assegna ogni organismo ad un taxon conosciuto.

 

Gli scopi della tassonomia sono:

*      organizzare la grande quantità di informazioni

*      formulare previsioni e proporre ipotesi per ulteriori ricerche

*      comunicare i risultati delle ricerche.

 

Ad esempio, una terapia è molto difficile quando non si conosce il patogeno che ne è la causa.

 

Secondo Carl Woese tutti gli organismi viventi si suddividono nei seguenti tre domini, in base al tipo di RNA ribosomiale (rRNA), ed al tipo di lipidi che formano le membrane:

 

NOME

ORGANISMI

 rRNA

Lipidi di membrana

BACTERIA

eubatteri

di tipo batterico

formati principalmente da DiAcilGliceroli[*9]   (DAG)

ARCHAEA

archeobatteri

di tipo archeale

di-tetraeteri

EUCARYA

eucarioti

di tipo eucariotico

DAG

 

 

 

 

I Bacteria e gli Archaea sono procarioti.

 

Secondo questa suddivisione il dominio è il taxon più elevato.

Le altre categorie più usate, partendo dal livello più basso, sono:

 

specie

genere

famiglia

ordine

classe

phylum (pl. phyla)

 

Spesso i nomi dei taxa sono riconoscibili in quanto hanno desinenze caratteristiche. Si usano anche nomi comuni (informali), come “batteri purpurei”, “spirochete”, “batteri metano-ossidanti”, “solfato-riducenti”, “lattici”, ecc.

 

L’unità fondamentale della classificazione è la specie. Nel caso degli organismi che si riproducono per via sessuata, la definizione di specie è oggettiva[*10] : due organismi appartengono alla stessa specie quando sono interfecondi, ossia si possono incrociare generando prole a sua volta feconda. Per gli altri organismi che non hanno una riproduzione sessuata, come per esempio i batteri, e per tutti gli altri taxa diversi dalla specie, l’assegnazione di un taxon a quello superiore è soggettiva[*11] , e talvolta i tassonomisti non concordano fra loro.

 

Per i procarioti una definizione di specie può essere la seguente: insieme di ceppi che hanno in comune molte proprietà stabili e differiscono notevolmente dagli altri gruppi di ceppi.

 

Questa definizione è molto soggettiva , pertanto l’attribuzione di un determinato organismo ad una specie può non essere concorde e definitiva.

 

Un’altra definizione proposta è quella di genomospecie: insieme di ceppi che hanno una “composizione G + C[*12] ” simile, e una similarità del 70% o maggiore in base a esperimenti di ibridazione del DNA[*13] . 

 

Un’altra proposta ancora è: una specie è l’insieme di organismi che hanno in comune le stesse sequenze nei geni housekeeping. I geni housekeeping sono quelli che codificano per prodotti necessari a tutte le cellule e vengono espressi in modo continuo. Anche in questo caso tuttavia una specie dovrebbe essere idealmente distinguibile anche per i caratteri del fenotipo[*14] .

 

Ora vediamo un esempio di classificazione completa di una specie di batterio:

 

categoria (taxon)

esempio

DOMINIO

Bacteria

PHYLUM

Proteobacteria

CLASSE

γ-Proteobacteria

ORDINE

Enterobacteriales

FAMIGLIA

Enterobacteriaceae

GENERE

Shigella

SPECIE

S. dysenteriae

 

Le desinenze sottolineate sono tipiche del corrispondente taxon.

 

Vediamo ora alcune altre definizioni importanti per la classificazione dei batteri:

*      CEPPO: popolazione discendente da un unico individuo o da un isolato in coltura pura

*      biovar: variante biochimica o fisiologica

*      morfovar: variante morfologica, morfotipo

*      serovar: variante antigenica[*15]  (sierovariante, sierotipo)

*      ceppo tipo: ceppo di riferimento di una determinata specie, generalmente è il primo ad essere stato studiato, o il più conosciuto, non necessariamente il più rappresentativo.

 

NOMENCLATURA BINOMIA. Ogni specie viene identificata mediante due termini latini (epiteti), che sono il nome del rispettivo genere, e della rispettiva specie, ossia i due taxa di livello inferiore. Questo è il sistema binomiale, introdotto da C. Linneo nel XVIII secolo, ed ancora oggi utilizzato a livello internazionale. Gli epiteti sono scritti in carattere corsivo, quello generico con l’iniziale maiuscola, quello specifico con l’iniziale minuscola. Ad esempio il nome della specie classificata nella tabella precedente si scrive “Shigella dysenteriae”.

 

Nel 1923 David H. Bergey pubblicò una classificazione dei batteri che poteva essere usata per l’identificazione delle specie batteriche, nel Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology. Questo manuale è giunto oggi alla sua nona edizione.

Il Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology, del quale è disponibile la prima edizione completa (1° volume nel 1984), è un’opera più particolareggiata che contiene descrizioni di tutte le specie procariotiche attualmente identificate[W16] . La seconda edizione è assai diversa dalla prima edizione, e sarà pubblicata in cinque volumi. Il primo volume della seconda edizione è stato pubblicato nel 2001, il secondo nel 2005[W17] . La maggiore differenza fra le due edizioni consiste nel sistema di classificazione: la prima edizione è basata sulla classificazione fenetica, che raggruppa gli organismi sulla base della reciproca similarità dei loro caratteri fenotipici; la seconda edizione è basata sulla classificazione filogenetica (o filetica), che si basa sulle affinità evolutive. Queste affinità oggi sono riscontrabili anche per i microrganismi, per la possibilità di confrontare direttamente l’informazione genetica ed i prodotti genici quali l’RNA e le proteine. Il Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology è il sistema tassonomico dei procarioti accettato attualmente, ma non si può parlare di una classificazione ufficiale, che nella realtà non esiste: la tassonomia rimane una questione di giudizio scientifico e di accordo generale.

 

Nel 1980 è stato pubblicato l’”International Journal of Systematic Bacteriology”, con liste approvate di nomi batterici.

 

 

 

 

 

 


 [*1]Oggi la parola tassonomia si utilizza anche per ambiti diversi, non scientifici.

 [*2]Evolutive: riguardanti l’evoluzione biologica, secondo la quale le specie viventi si modificano e si differenziano nel tempo.

 [*3]La morfologia è lo studio della forma, della struttura.

 [*4]L’ecologia riguarda i rapporti dell’organismo con il suo ambiente.

 [*5]L’epidemiologia studia le cause delle epidemie.

 [*6]Studia le vie metaboliche di un organismo

La biologia molecolare  [*7]analizza il comportamento delle biomolecole, in particolare proteine ed acidi nucleici.

 [*8]La fisiologia studia in generale le funzioni di un organismo.

 [*9]diacilglicerolo, o digliceride = 2 acidi grassi + 1 glicerolo

 [*10]oggettivo: significa che non dipende da chi esprime la valutazione.

 [*11]soggettivo: significa che dipende dal soggetto, ossia da chi esprime la valutazione.

 

 [*12]G+C = guanina + citosina. Il rapporto fra il numero di G + C e il numero di A + T in un determinato DNA batterico assume un valore diverso nei vari gruppi.

 [*13]L’esperimento di ibridazione del DNA misura la percentuale di sequenza sovrapponibile fra due organismi.

 [*14]Fenotipo: è l’insieme dei caratteri dell’organismo, è la manifestazione del genotipo.

 [*15]Antigene: molecola che determina la risposta immunitaria nell’ospite.

 [W16]Bergey's Manual of Systematic Bacteriology
1st Edition

John G. Holt, Editor-in-Chief
Williams & Wilkins, Baltimore, MD

Published in 4 volumes:

Volume 1 (1984)

Gram-negative Bacteria of general, medical, or industrial importance

ISBN 0-683-04108-8

Volume 2 (1986)

Gram-positive Bacteria other than Actinomycetes

ISBN 0-683-07893-3

Volume 3 (1989)

Archaeobacteria, Cyanobacteria, and remaining Gram-negative Bacteria

ISBN 0-683-07908-5

Volume 4 (1989)

Actinomycetes

ISBN 0-683-09061-5

 

 [W17]Bergey's Manual of Systematic Bacteriology
2nd Edition

Published by Springer, New York

The second edition is being published in 5 volumes - please click on the Volume links below for further details or to purchase the volume.

Volume 1 (2001)

The Archaea and the deeply branching and phototrophic Bacteria

Editor-in-Chief: George M. Garrity

Editors: David R. Boone and Richard W. Castenholz

ISBN 0-387-98771-1

Volume 2 (2005)

The Proteobacteria

Editor-in-Chief: George M. Garrity

Editors: Don J. Brenner, Noel R. Krieg and James T. Staley

ISBN 0-387-95040-0

Volume 3 (2009)

The Firmicutes

Editors: Paul De Vos, George Garrity, Dorothy Jones, Noel R. Krieg, Wolfgang Ludwig, Fred A. Rainey, Karl-Heinz Schleifer and William B. Whitman

ISBN 0-387-95041-9

Volume 4 (2010)

The Bacteroidetes, Spirochaetes, Tenericutes (Mollicutes), Acidobacteria, Fibrobacteres, Fusobacteria, Dictyoglomi, Gemmatimonadetes, Lentisphaerae, Verrucomicrobia, Chlamydiae, and Planctomycetes

Editors: Noel R. Krieg, James T. Staley, Daniel R. Brown, Brian P. Hedlund, Bruce J. Paster, Naomi L. Ward, Wolfgang Ludwig and William B. Whitman

ISBN 0-387-95042-6

Volume 5 (2011)

The Actinobacteria

Editors: Michael Goodfellow, Peter Kämpfer, Hans-Jürgen Busse, Martha E. Trujillo, Ken-ichiro Suzuki, Wolfgang Ludwig and William B. Whitman

ISBN 0-387-95042-7