Nei primi decenni del XX secolo, il termine “pleomorfismo” è stato usato per riferirsi all’idea che i batteri cambiano morfologia, sistemi biologici o metodi riproduttivi in modo drammatico a seconda delle indicazioni ambientali. Questa affermazione fu controversa tra i microbiologi dell’epoca, e li divise in due scuole: i monomorfi, che si opposero all’affermazione, e i pleomorfi come Antoine Béchamp, Ernst Almquist, Günther Enderlein, Albert Calmette, Gastons Naessens, Royal Raymond Rife, e Lida Mattman, che sostennero la tesi. Secondo un articolo del 1997 di Milton Wainwright, un microbiologo britannico, il pleomorfismo dei batteri non era largamente accettato dai microbiologi moderni dell’epoca.
Teoriaonomorfa, sostenuta da Louis Pasteur, Rudolf Virchow, Ferdinand Cohn e Robert Koch, è emersa per diventare il paradigma dominante nella scienza medica moderna: è ormai quasi universalmente accettato che ogni cellula batterica deriva da una cellula preesistente praticamente della stessa dimensione e forma. Tuttavia è stato recentemente dimostrato che alcuni batteri sono capaci di cambiare drasticamente forma.
Sergei Winogradsky prese una posizione intermedia nella controversia sul pleomorfismo. Era d’accordo con la scuola di pensiero monomorfa, ma non era d’accordo con alcune delle convinzioni microbiologiche fondamentali che i prominenti monomorfi Cohn e Koch avevano. Winogradsky pubblicò una revisione della letteratura intitolata “La dottrina del pleomorfismo in batteriologia” in cui tentò di spiegare il dibattito sul pleomorfismo, identificando gli errori fondamentali all’interno delle argomentazioni di ciascuna parte. Winogradsky sosteneva che i pleomorfi Naegli e Zopf non erano in grado di percepire l’esistenza di classi morfologiche batteriche, e che Cohn e Koch, all’interno delle loro stesse supposizioni, ignorano le specie di batteri morfologicamente varianti che non sono in grado di crescere all’interno di colture asseniche. Winogradsky ha spiegato la percezione dei batteri pleomorfi come batteri che progrediscono attraverso diversi stadi all’interno di un ciclo di sviluppo, fornendo così la struttura fondamentale per una teoria della morfologia basata sul concetto di deviazione dinamica da un tipo morfologico, o biotipo.
Mentre il dibattito sul pleomorfismo esiste ancora nella sua forma originale in una certa misura, è stato prevalentemente alterato in una discussione riguardante i metodi, l’inizio evolutivo e le applicazioni pratiche del pleomorfismo. Molti scienziati moderni considerano il pleomorfismo come la risposta di un batterio alla pressione esercitata da fattori ambientali, come i batteri che rilasciano marcatori antigenici in presenza di antibiotici, o come un evento in cui i batteri evolvono forme successivamente più complicate. Un’ipotesi chiamata “Provoluzione Pleomorfa”, una componente del “Paradigma Ambimorfo” di Stuart Grace, prende in considerazione entrambe queste teorie.
Anche se è stato recentemente dimostrato che alcuni batteri sono capaci di cambiare forma in modo drammatico, la pleomorfia rimane un concetto controverso. Un esempio ben accettato di pleomorfismo è l’Helicobacter pylori, che esiste sia come forma elicoidale (classificata come asta curva) sia come forma coccoide. Legionella pneumophila, la specie di batterio parassita intracellulare responsabile della malattia del legionario, è stata vista differenziarsi all’interno di una rete di sviluppo diverso. I generi Corynebacterium e Coccobacillus sono stati designati come generi pleomorfi, i Bacilli diteroidi sono stati classificati come batteri pleomorfi nosocomiali. Inoltre, in uno studio incentrato su agenti coinvolti in una malattia non infettiva, sono stati trovati batteri pleomorfi nel sangue di soggetti umani sani.
Un fattore che influenza il pleomorfismo di alcuni batteri è la loro alimentazione. Per esempio, il batterio Deinococcus radiodurans ha dimostrato di mostrare il pleomorfismo in relazione alle differenze nel contenuto di nutrienti del suo ambiente.