细菌：生物主要类群之一，无处不在且形状多样如何分类？

细菌：生物主要类群之一，无处不在且形状多样如何分类？

概述

细菌，学名为（学名：），构成了生物界的主要群体之一，隶属于真细菌域以及原核生物界。它们在所有生物中占据了数量上的绝对优势，据估算，其总数高达约5×10^30个。细菌的历史悠久，其出现时间可追溯至大约37亿年前。

线粒体与叶绿体，这两种存在于真核生物细胞中的细胞器，普遍被认为源自内共生细菌。微生物广泛分布于各个角落，只要有生命存在的地方，微生物便无处不在。它们栖息于我们呼吸的空气里，存在于我们所饮用的水中，以及我们所摄入的食物中。细菌凭借气流，能够轻易地从一地迁移至另一地。人体本身就是一个庞大的细菌栖息地，这些细菌遍布于我们的皮肤表面、肠道、口腔、鼻子以及其他身体部位。

细菌的分类方法多样，其形态各异。其中，细菌主要分为三大类：杆菌呈棒状；球菌则呈球形，如链球菌和葡萄球菌；螺旋菌则呈现螺旋状。此外，还有一类弧菌，其形状类似于逗号。

细菌是指生物的主要类群之一，属于细菌域科学分类

域： 真细菌域

界： 原核生物界

放线菌门 （高G+C）

厚壁菌门 （低G+C）

无壁菌门 （无细胞壁）

产水菌门

异常球菌-栖热菌门 -

纤维杆菌门、绿菌门以及拟杆菌门，统称为FCB群（英文名称：()）。

梭杆菌门

芽单胞菌门

浮霉菌门－疣微菌门/衣原体门 –/（PVC群（英语：））

变形菌门

螺旋体门 ，

历史

德国科学家埃伦伯格在1828年首次提出了“细菌”这一概念，该词源自新拉丁语，是对“”的复数形式，该词源自希腊语的“βακτήριον”，意为“小棍子”，这是因为最初观察到的细菌呈杆状。到了1866年，德国动物学家海克尔提出，应将“原生生物”这一术语应用于所有单细胞生物，这包括了细菌、藻类、真菌以及原生动物。

在1878年，法国的一位外科专家塞迪悦（1804-1883），提出了“微生物”这一概念，用以形容细菌细胞，或者更广泛地，指代那些微小的生物体。

细菌作为一种由单个细胞构成的微小生物，肉眼难以辨识，需借助显微镜方可观察到。1683年，列文虎克通过自己设计的单透镜显微镜，首次成功观察到细菌，其放大倍数约为200倍。此后，路易斯·巴斯德与罗伯特·科赫共同提出，细菌是引发疾病的罪魁祸首。

结构

细菌，尤其是真细菌，其细胞构造具有特殊性，这种特性与古菌以及真核生物的细胞构造存在显著差异。

细菌的细胞构造相较于真核生物来说，显得更为简略。其最外层是细胞壁，往内依次是细胞膜、细胞质和拟核。某些细菌还拥有荚膜、芽孢、鞭毛等特有的结构。此外，细菌体内还存在由膜内折形成的间体结构。与真核细胞不同，细菌通常不具备被核膜所包裹的细胞核，也不具备复杂的内膜系统。它们唯一的细胞器是核糖体。革兰氏染色技术能够将细菌区分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两大类。这两种细菌在细胞壁和鞭毛的结构上有着明显的不同之处。

值得注意的是，目前对细菌的深入了解仅限于约1%的细菌种类，我们的认知主要基于这些细菌，对它们的结构特征进行总结，但这并不能确保这些特征能够全面反映所有细菌的情况。例如，有些细菌并不完全符合典型的革兰氏阳性菌或革兰氏阴性菌的特征；再如，浮霉菌门的细菌，其细胞核被膜所包裹，等等。

演化学

现在的细菌源自于40亿年前的单一细胞生命形式。经过接下来的30亿年，细菌和古细菌一直占据着生物界的主导地位。尽管我们发现了诸如叠层石这样的细菌化石，但由于这些化石形态学证据不足，我们难以将它们与现存细菌结合起来，共同构建出细菌的进化历程。幸运的是，随着基因定序技术的不断进步，我们得以构建起演化的枝状图谱。这些研究成果揭示了细菌演化历程中的首次重大分岔，即真核生物与原核生物之间的分化。

随后，细菌经历了第二次显著的进化过程，其中一些古细菌与其它细菌共生，进而演化成了现代真核生物的始祖。一些科学家提出了一个假设，该假设认为，真核生物的始祖吞食了一种属于α-变形菌门的细菌，这细菌后来转变成了线粒体，亦或是氢酶体。此后，部分已具备线粒体的生物吞噬了类似蓝菌的微生物，进而形成了叶绿体。这一分支最终演变为藻类和植物。此外，某些藻类还可能进一步吞噬其他藻类，实现内共生，这一现象被称作二次内共生。

形态学

细菌在体型和形态上均展现出显著的多样性，这一研究领域被称为形态学。

细菌的体积仅是真核细胞体积的十分之一左右，其长度通常介于0.5至5.0微米之间。但某些细菌种类，例如纳米比亚的嗜硫珠菌，其长度可以达到半毫米，肉眼甚至能直接观察到。至于最小的细菌，霉浆菌的长度大约仅为0.3微米，这与最大的病毒体积相仿。某些细菌的体积甚至更小，然而，这些被称为超微细菌的微生物（非英语表述）尚未得到全面的研究。值得注意的是，超微细菌并非一种演化分类，它仅仅是用来泛指这些微小细菌的名称。

细菌一般根据形态被划分为球形球菌和棒状杆菌，游泳时它们的形态会略有拉长。此外，还有呈逗点状的弧菌以及螺旋形的细菌。值得一提的是，还有极少数细菌呈现二十面体或立方体的形状。最近的研究发现，在地球深处的地壳中存在一种特殊的细菌，这种细菌能够生长成具有星形横截面的分枝丝状结构。这种具有较大表面积与体积比的形态，使得这些细菌在营养匮乏的环境中能够占据优势。

繁殖

细菌通过无性繁殖进行繁衍，其中最普遍的方法是二分裂，即细菌细胞通过横向分裂其细胞壁，从而产生两个新的子细胞；在这个过程中，还可能发生遗传重组。此外，单个细菌细胞也能通过某些途径引发遗传变异。

在适宜的温度、湿度、空气和营养条件下，细菌能够迅速繁殖，其数量以指数形式急剧上升，并最终形成肉眼可辨的群体，诸如菌落等。

某些细菌具备形成芽孢的能力，这种芽孢结构能够承受高温、干旱以及强烈辐射等极端恶劣条件，有助于它们在艰难环境中生存下来，并确保其物种的持续繁衍。

代谢

细菌拥有多样化的代谢途径，其中部分细菌仅以二氧化碳为碳源，这类生物被称为自养或自营生物。还有一类细菌能够通过光合作用从光能中获取能量，它们被称为光合自养生物。另外，有些细菌则依赖氧化化合物来获取能量，这类生物称作化能自养生物。而那些以有机物为碳源的细菌，则被称为异养或异营生物。

异营细菌依赖外界获取有机物质来维持生命，当这些有机物质来源于尸体时，它们被称为腐生菌；而当有机物质来源于活体时，则被称作寄生菌。自营细菌则能够利用光能或化学能，自行将无机物质转化为有机养分。

细菌繁殖迅速，每数十分钟便完成一次分裂，因此在不到一小时内就能繁衍出2至3代。这种惊人的增长速度可能导致所需营养供应不足，同时产生大量代谢废物，这不仅会阻碍细菌的生长，还可能引发其死亡。

运动

运动型细菌凭借鞭毛的助力，能够滑动或调整浮力以实现游动。在游动过程中，它们的身体会呈现出一种扭曲的螺旋状。而螺旋菌虽然没有轴丝，却同样装备有鞭毛。

运动型细菌对某些特定的刺激源具有吸引或排斥的反应，这种现象被称为趋性，具体包括趋化性、趋光性、趋磁性以及趋机械性等多种形式。

与其他生物交互关系

细菌在环境、人类以及动物身上，既带来益处也带来危害。部分细菌演变为病原菌，引发了诸如破伤风、伤寒、肺炎、梅毒等疾病，还有食物中毒、霍乱，甚至包括肺结核等严重病症。

在植物界，细菌是引发叶斑病、火疫病以及萎蔫病症的罪魁祸首。这些细菌的传播途径多样，包括直接接触、空气介质传播、通过食物、水源以及携带病菌的微生物。

病原体可以用抗生素处理，抗生素分为杀菌型和抑菌型。