細菌分類的濫觴和演變

形態學時代

細菌是微生物學中的要角，有關其分類的探討可以從各種角度切入，但是最早期的細菌分類，純以形態特徵的區分為主。細菌分類經歷形態學、生理學及生化學、化學分類學、分子生物學等階段，目前已進展到一個嶄新的里程。

細菌不同於動植物，無法直接利用肉眼觀察其形態，因此研究方法有其獨特之處。研究細菌，首先須在無菌條件下操作，進行純化分離，藉此取得純菌株。除了無菌操作外，確立細菌純化分離方法的關鍵因素，包括培養皿的研製、利用洋菜配製培養基、滅菌釜的發明等。

1882 年，赫斯（W. Hesse）發現從紅藻萃取出來的多醣類物質，也就是俗稱的洋菜，適合做為培養基固化劑。他把這項發現告知柯霍（R. Koch）以後，不只促成柯霍分離出結核菌，也帶動此後微生物學研究的迅速發展。1887 年，貝特力（R.J. Petri）研發啟用培養皿，使得處理微生物不再是難事。

1884 年，革蘭（C. Gram）發明了革蘭氏染色法，進行組織內細菌分染。1890 年，羅福樂（F. Lffler）研創細菌鞭毛染色法，藉此完成了一些細菌鞭毛著生狀態的報告。革蘭和羅福樂的報告顯示，19 世紀晚期的攝影技術已經相當進步。細菌細胞的觀察辨認，也因顯微鏡的改良進步和染色法的開發應用而成為可能。類似上述觀察、培養和分離細菌的方法，也廣泛應用於研究其他的微生物。

德國植物學者柯恩（F. Cohn）原本從事植物生理，以及藻類和低等菌類的分類與形態研究，後來著手研究細菌。1872 年，他把細菌分為球菌、短桿菌、長桿菌和螺旋菌4群，並且記載了微球菌、細菌、桿菌、弧菌、螺旋菌、螺旋體等六屬。當時，柯恩把細菌定義為：
具有特定形態，不具葉綠體的細胞；利用分裂方式繁殖，以單細胞、絲狀細胞或集合體的方式生長。
在細菌分類系統不明確的年代，柯恩根據自身觀察並詳查當時文獻後指出，細菌的屬種與動植物的屬種不同，是以形態異同為依歸的形態屬、形態種。他認為日後釐清細菌細胞的形態和其他形質的關係以後，細菌屬種的概念才可望明確。他也察覺一般細菌和藍細菌類似之處，這對後來原核生物和真核生物的分類有指引的作用。

柯恩把細菌分為四群，並非只是把相同形態的集合在一起而已，而是根據廣泛研究與比對後歸納出來的結論。他認為以形態為基礎整理出的屬種與細菌的代謝、色素生成、病原性等的關聯，須待日後更多的研究才能釐清。值得一提的是，柯恩是枯草桿菌的命名者，他指出這種桿菌可產生孢子，孢子萌發後成為活細胞。他證實枯草桿菌的孢子具耐熱性，這是支持巴斯德（L. Pasteur）所提倡非自然發生說的有利證據。

柯霍從死於炭疽病的動物分離出細菌，將其培養且接種至健康動物後，發現可使健康動物感染炭疽病，而且可從遭受感染的動物體內分離出原來接種的細菌。所謂柯霍準則（Koch's postulates），亦即驗證細菌是病因的一系列步驟，乃由此而來。

柯恩相當肯定柯霍的炭疽病研究，他除了協助柯霍把病原菌命名為炭疽桿菌外，還發現炭疽桿菌與枯草桿菌具類似的形態，都會產生孢子，但是兩者當中只有炭疽桿菌是病原菌。因為有上述種種研究成果，杜錄思（G. Drews）在 1999 年撰文推崇柯恩是現代微生物學的始祖。