Dans les premières décennies du XXe siècle, le terme « pléomorphisme » a été utilisé pour désigner l’idée que les bactéries changent radicalement de morphologie, de systèmes biologiques ou de méthodes de reproduction en fonction d’indices environnementaux. Cette affirmation a suscité la controverse parmi les microbiologistes de l’époque et les a divisés en deux écoles : les monomorphistes, qui s’opposaient à cette affirmation, et les pléomorphistes tels qu’Antoine Béchamp, Ernst Almquist, Günther Enderlein, Albert Calmette, Gastons Naessens, Royal Raymond Rife et Lida Mattman, qui la soutenaient. Selon un article de revue publié en 1997 par Milton Wainwright, un microbiologiste britannique, le pléomorphisme des bactéries n’était pas largement accepté par les microbiologistes modernes de l’époque.
Théorie du pléomorphisme, soutenue par Louis Pasteur, Rudolf Virchow, Ferdinand Cohn et Robert Koch, a émergé pour devenir le paradigme dominant de la science médicale moderne : il est aujourd’hui presque universellement admis que chaque cellule bactérienne est dérivée d’une cellule préexistante ayant pratiquement la même taille et la même forme. Cependant, il a été récemment démontré que certaines bactéries sont capables de changer radicalement de forme.
Sergei Winogradsky a adopté une position intermédiaire dans la controverse sur le pléomorphisme. Il était d’accord avec l’école de pensée monomorphe, mais en désaccord avec certaines des croyances microbiologiques fondamentales que les éminents monomorphistes Cohn et Koch détenaient. Winogradsky a publié une revue de la littérature intitulée « La doctrine du pléomorphisme en bactériologie » dans laquelle il a tenté d’expliquer le débat sur le pléomorphisme, en identifiant les erreurs fondamentales dans les arguments de chaque camp. Winogradsky a affirmé que les pléomorphistes Naegli et Zopf étaient incapables de percevoir l’existence de classes morphologiques bactériennes, et que Cohn et Koch, dans leurs propres suppositions, ignorent les espèces de bactéries morphologiquement variantes qui sont incapables de se développer dans des cultures axéniques. Winogradsky a expliqué la perception des bactéries pléomorphes comme des bactéries progressant à travers différentes étapes au sein d’un cycle de développement, fournissant ainsi la structure fondamentale d’une théorie de la morphologie basée sur le concept de déviation dynamique d’un type morphologique, ou biotype.
Bien que le débat sur le pléomorphisme existe encore dans sa forme originale dans une certaine mesure, il s’est principalement transformé en une discussion concernant les méthodes, les débuts de l’évolution et les applications pratiques du pléomorphisme. De nombreux scientifiques modernes considèrent le pléomorphisme soit comme la réponse d’une bactérie à une pression exercée par des facteurs environnementaux, comme les bactéries qui perdent leurs marqueurs antigéniques en présence d’antibiotiques, soit comme un phénomène au cours duquel les bactéries évoluent vers des formes de plus en plus complexes. Une hypothèse désignée sous le nom de « Provolution pléomorphe », une composante du « Paradigme ambimorphe » de Stuart Grace, prend en considération ces deux théories.
Bien qu’il ait été récemment démontré que certaines bactéries sont capables de changer radicalement de forme, la pléomorphie reste un concept controversé. Un exemple bien accepté de pléomorphisme est Helicobacter pylori, qui existe à la fois sous une forme en hélice (classée comme un bâtonnet courbe) et sous une forme coccoïde. On a constaté que Legionella pneumophila, l’espèce de bactérie parasite intracellulaire responsable de la maladie du légionnaire, se différencie au sein d’un réseau de développement diversifié. Les genres Corynebacterium et Coccobacillus ont été désignés comme des genres pléomorphes, les bacilles diphtéroïdes ont été classés comme des bactéries nosocomiales pléomorphes. En outre, dans une étude axée sur les agents impliqués dans une maladie non infectieuse, on a constaté l’existence de bactéries pléomorphes dans le sang de sujets humains sains.
Un facteur qui affecte le pléomorphisme de certaines bactéries est leur nutrition. Par exemple, il a été démontré que la bactérie Deinococcus radiodurans présentait un pléomorphisme en relation avec les différences de contenu en nutriments de son environnement.
La bactérie Deinococcus radiodurans présente un pléomorphisme en relation avec les différences de contenu en nutriments de son environnement.