微生物と真菌の多様性

微生物は、肉眼で見るには小さすぎる生命体と定義されています。しかし、通常は見かけませんが、微生物はいたるところに存在し、消化を助けたり、ヨーグルトやワインを作ったりするなどの良いことから、感染症や病気を引き起こすことまで、あまり良くないことをしています。

感染症といえば、1928年に休暇から研究室に戻ったアレクサンダー・フレミングは、彼の細菌培養プレートの1つに奇妙な真菌の汚染があることに気づきました。興味深いことに、汚染のすぐ周りの細菌コロニーは破壊されていました。この観察結果はさらなる研究につながり、最終的にはペニシリンや細菌感染症を治療できる他の抗生物質の開発につながりました。しかし、彼らはミクロの世界で隣り合って生活しているかもしれませんが、その形態や系統を研究することから、バクテリアと菌類は大きく異なり、多様な生物であることがわかっています。これら 2 つの主要なグループの特徴について簡単に見ていきましょう。

細菌は単細胞原核生物であり、核を持たない単細胞生物であることを意味します。すべての細菌には細胞壁がありますが、その組成と厚さは異なります。グラム陽性菌は、厚いペプチドグリカン層を持つ細胞壁を有しており、グラム染色で結晶紫色分子を容易に保持します。しかし、グラム陰性菌は、外側のリポ多糖膜に囲まれた薄い細胞壁を持ち、対比染色である赤色のサフラニンしか保持しません。グラム染色により、細菌の形状も観察できます。丸い細菌は球菌と呼ばれます。棒状の細菌は桿菌と呼ばれます。そして、らせん状の細菌はスピリラと呼ばれます。さらに、細菌のコロニーは、コロニーの色、形状、サイズなどの形質を使用して、肉眼で特徴付けることもできます。

それでは、菌類を見てみましょう。細菌とは異なり、真菌は真核生物であるため、その細胞は膜結合した細胞小器官と核を持っています。彼らは一般的に、生殖戦略に基づいてグループに分類されます。たとえば、子嚢菌、またはアミガサタケ、ペニシリウム、トリュフなどの嚢菌類には、子嚢と呼ばれる子実体があります。アミガサタケはこれらの構造でいっぱいです。これらを詳しく見ると、アシと呼ばれる小さな構造がたくさんあり、アシには有性生殖で形成される子嚢がたくさん含まれています。しかし、子嚢菌はしばしば出芽によって無性生殖します。私たちが調べる2番目の主要な真菌グループは、担子菌、またはクラブ菌類です。森のほとんどの食用キノコと有毒なキノコは、実際には担子菌の生殖構造です。このグループでは、キノコキャップと呼ばれるものは、技術的には担子果皮として知られています。鰓菌類では、担子果皮の下の鰓には担子菌と呼ばれる小さな構造物が並んでおり、これらは有性生殖中に担子胞子、つまり微細な生殖胞子を生成します。これらの胞子は、通常、多くの植物の種子と同様に、風によって分配されます。ここでは、いくつかの主要な細菌と真菌のグループと、それらを非常に単純化して定義する特性を調べました。しかし、微生物種は莫大な数にのぼり、多くの推定では1兆種を超えているため、科学者はDNAの検査を含む追加の方法を使用して微生物を特定し、グループ化することがよくあります。

このラボでは、グラム染色を使用してさまざまな細菌種を同定し、コロニーの特性を調べます。また、菌類の種を調べて、その生殖構造を特定します。