La détermination de la définition théorique correcte des « espèces » est un véritable problème. A ce jour, aucun consensus n’a été trouvé pour cette définition. Dans la nature, on retrouve majoritairement des procaryotes. Or, les concepts d'espèces ont été élaborés pour les eucaryotes, et ceux-ci différent considérablement des procaryotes. Ainsi, une question se pose : existe-il une catégorie d’espèce procaryote dans la nature ? Trois réponses au problème du concept d’espèce pour les procaryotes ont été traitées : accentuer les recherches afin de définir un concept d’espèce réaliste pour les procaryotes, abandonner la notion d’espèce pour les procaryotes ou adopter une définition nominaliste des « espèces ». Il existe 4 approches des espèces procaryotes : la recombinaison, l’écologie, la phylogénétique et la phylo-phénétiques (nominaliste).

Le concept de recombinaison: chez les procaryotes, ce concept s’éloigne du concept d’espèces biologiques (BSC). En effet, les procaryotes ont une reproduction asexuée et ne sont pas considérés comme des pools génétiques. Certains échangent des gènes homologues et non homologues par des transferts latéraux de gènes via plusieurs processus (transformation, conjugaison,transduction). La recombinaison est limitée à des parties du génome, contrairement aux eucaryotes dont elle peut s’effectuer sur le génome entier. La probabilité d'une recombinaison partielle montre que cette approche diffère de celle du BSC.
Le concept écologique: il est régit par la sélection périodique et les écotypes. Ainsi, les bactéries formeraient des espèces adaptées à des environnements spécifiques. La sélection périodique permet de sélectionner les espèces spécifiques pour une niche donnée. Il s’agit du processus primaire responsable de la cohésion des espèces. Un seul groupe de procaryotes peut appartenir à deux espèces différentes, bien qu’il existe des espèces de types différents.
Le concept génétique: il permet de déterminer les relations phylogénétiques. Les phylogènes microbiens sont appuyés sur des données génétiques basées sur les gènes de l’ARN16S, l’hybridation ADN-ADN, l’identité nucléotidique moyenne, les gènes de bases et les gènes auxiliaires. Les analyses les plus fiables seraient d’une part l’analyse du gène de l’ARN16S, puisque ce gène est conservé entre toutes les espèces. Il faut un seuil de similarité d’au moins 97% entre 2 souches pour qu’elles soient considérées de la même espèce. Et d’autre part, l’analyse basée sur l’hybridation ADN-ADN qui doit être équivalente ou supérieure à un seuil de 70% pour déterminer une espèce.
Le concept phylo-génétique: c'est un concept nominaliste, basé sur des paramètres empiriques (marqueurs génétiques, taux d’hybridation ADN-ADN et caractères phénotypiques). Pour les microbiologistes, ces espèces issu de ce concept sont un autre type de taxon appelés 'espèces", aux côtés des espèces recombinantes, écologiques et phylogénétiques.

Existe-il une catégorie d'espèces de procaryotes dans la nature?
Nous savons que les procaryotes sont définis par divers processus (recombinaison, sélection...). Pour qu'une telle catégorie existe, il faudrait qu'un élément explicatif distinct se retrouve dans la plupart des membres d'une catégorie, ce qui n'est pas forcement le cas. Un autre problème se pose puisque les taxons supérieurs (Genre) sont aussi des groupes phylogénétiques. Donc, on peut douter d'une catégorie d'espèces de procaryotes dans la nature. Suite à ces observations, certains adoptent pour le concept d'espèce nominaliste pour les procaryotes. D'autres, incitent à abandonner la notion d'espèce microbienne et à étudier une unités évolutives composites.

Existe-il une catégorie générale d'espèces dans la nature?
D'après les réponses obtenus précédemment, le fait que la plupart des organismes présents et présents dans l'histoire de la planète sont des microbes et les différences significatives entre les procaryotes et eucaryotes, on peut douter qu'il existe un phénomène général d'espèce.

Il existe différents concepts pour définir la notion d'espèce pour les procaryotes, mais ceux-ci ne sont pas suffisamment précis et applicables à tous pour être utiliser.
Malgré l'avancée des technologies (analyse du gène de l'ARN16S par exemple), aucun consensus n'est encore trouvé pour cette définition.
Cette review appuie fortement le fait que la définition d'"espèce biologique" ne peut pas être applicable à tous.