Лекция 1. ВВЕДЕНИЕ В СИСТЕМАТИКУ ПРОКАРИОТОВ. СИСТЕМАТИКА ПРОКАРИОТОВ КАК СТРОГАЯ НАУКА И ИСКУССТВО Микробиология по праву может считаться одной из основных дисциплин биологии, поскольку без знания особенностей микроорганизмов нельзя понять всего многообразия жизни на Земле, условий ее появления, эволюции. Данный лекционный курс касается одного из наиболее сложных разделов общей микробиологии – систематики прокариотов. Задачи лекционного курса: 1. Познакомиться с фенотипическими и филогенетическими направлениями систематики прокариотов, историей проблемы макро- и мегатаксономии, а также становления концепции вида в прокариотологии. 2. Изучить центральные понятия – классификация, номенклатура, идентификация, а также основные принципы и критерии классификации отдельных групп прокариотных организмов. 3. Освоить и закрепить навыки по технике идентификации прокариотов. 4. Ознакомиться с работами исследователей, внесших вклад в разработку современной системы прокариотов. Современная систематика по характеру решаемых задач включает три раздела: теоретический, практический и прикладной. В рамках теоретического раздела рассматриваются цели, общие принципы и конкретные методы. Практический раздел систематики предусматривает таксономический анализ конкретных групп живых организмов, выяснение таксономических отношений между ними и построение частных таксономических систем. Важная сфера практической систематики – определение правил, регламентирующих классификацию, так называемый кодекс номенклатуры. Прикладной раздел систематики выражается в составлении идентификационных таблиц, в работе по таксономической идентификации исследуемых биообъектов и направлен на облегчение таксономической идентификации живых организмов. Систематика микроорганизмов – “самая субъективная отрасль любой биологической дисциплины, и, во многих отношениях, это больше искусство, чем наука”. Этими словами Самуил циатив обозначено интенсивное изучение микроорганизмов, связанных с деятельностью человека и участвующих в восстановлении затронутых этой деятельностью экосистем. В настоящий момент описано менее 5 % всего разнообразия микроорганизмов, обитающих в природе, в том числе 3 5,2‒8,0х10 валидных (законных) видов прокариотных организмов (бактерий и архей), введённых в чистую культуру, что составляет не более 0,3 % видового разнообразия ядерных химер (эукариотных организмов) [https://www.dsmz.de/bacterialdiversity/prokaryotic-nomenclature-up-to-date.html]. Причиной малого количества охарактеризованных видов является трудность описания видов у прокариотов. Большинство представителей наблюдаемых в природе видов прокариотов не удаётся культивировать (ввести в лабораторную культуру), а значит, невозможно сделать полноценное описание. Эта проблема сегодня стоит особенно остро, потому что существуют миллионы микробных видов, которые пока ещё не культивированы [Curtis et al., 2002; Huber et al., 2007; Amann, Rosselló-Móra, 2016]. Если в 1990 г. с использованием молекулярных инструментов микробной экологии было обнаружено свыше 100 новых видов прокариотов, то в 2016 г. эта цифра составила уже более 1000. Однако для большинства из них всё ещё не введено в культуру ни одного репрезентативного изолята, ничего неизвестно о структуре популяций и частоте рекомбинаций. Современные описанные (более 10 000) законные виды прокариотов – лишь вершина огромной “подводной неизвестной части айсберга” мира микробов. По оценкам специалистов, общее число видов прокариотов составляет около 10 млн [Konstantinidis, Rosselló-Móra, 2015]. Действительно, большой разрыв. Биоразнообразие микроорганизмов может быть охарактеризовано в числе видов, физиологических групп, таксонов, генотипов и даже генов. Биоразнообразие прокариотов представляет собой, прежде всего, набор фенотипов. Академик Георгий Александрович Заварзин (1933–2011) – один из классиков российской микробиологии, много лет проработавший в области микробного разнообразия, назвал это “пространством логических возможностей” [Заварзин, 1974, 2018]. Структурные и функциональные признаки прокариотов могут образовывать почти 6 11