Но микробиологи на этом не останавливаются. Несколько лет назад группа ученых Гарвардского университета исследовала отложения в южной части озера Онтарио, возраст которых исчисляется двумя миллиардами лет. Здесь сохранились самые древние доказательства жизни на Земле. В этих отложениях с помощью электронного микроскопа обнаружили вполне сохранившиеся мертвые клетки бактерий[14].
Микробы в месторождениях нефти
Среди микробов известны виды, способные использовать некоторые составные части сырой нефти. Поскольку для огромного большинства микроорганизмов эти соединения не могут быть источником питания, «специалисты по нефти» могли бы выступить в качестве индикаторов при поисках новых месторождений этого ценного сырья.
Во многих районах нашей планеты из органических отложений возникли залежи нефти. В настоящее время считают, что при образовании этих залежей немаловажную роль играли микроорганизмы. В месторождениях нефти на глубине около 2000 м в 1 г отложений живут 10—100 миллионов бактерий. Эти бактерии относятся к группе автотрофных организмов: они получают энергию для своих жизненных процессов из химических реакций, происходящих между неорганическими соединениями. Из залежей нефти через горные породы просачиваются различные газы (метан, этан, бутан и др.). В местах, где газы проходят че|)ёз верхние слои почвы, могут жить микробы, усваивающие газы и получающие благодаря этому энергию для жизненных процессов. Присутствие таких микробов в почве могло бы стать первым сигналом о возможном нахождении здесь залежей нефти. Еще точнее другой метод: в породе выкапывается неглубокая шахта, в нее помещают культуру микробов, которые очень чутко реагируют на присутствие выходящих из земли газов — даже в тех случаях, когда контроль при помощи химических методов не дает положительных результатов.
Мы уже говорили, что микроорганизмы сопровождают человека от колыбели до могилы. Пока зародыш находится в теле матери, он надежно защищен от микроорганизмов. Но уже при рождении первые живые существа, с которыми он приходит в контакт (за исключением матери), — это клетки микробов, сразу же воздействующие на организм новорожденного. Первым самостоятельным актом младенца обычно бывает крик и связанное с ним начало дыхания. С первым же вдохом в дыхательные пути ребенка вместе с воздухом попадают микробы. С первой же каплей материнского молока они проникают и в его пищеварительные органы, где, освоившись в первую неделю, остаются на всю жизнь. С первой же секунды появления на свет приходит в соприкосновение с микробами и поверхность тела младенца.
Трудно представить себе, чтобы микроорганизмы при таком тесном и постоянном контакте с человеком не оказывали на него никакого влияния; так же трудно исключить и обратное влияние человеческого организма на жизнь проникших в него микробов. Теперь мы уже хорошо знаем, что многие болезни возникают от того, что в наше тело внедряются болезнетворные микробы. Известно нам также и то, что без некоторых микроорганизмов мы просто не можем обойтись; это прежде всего микробы, населяющие наш пищеварительный тракт и к тому же снабжающие организм очень важным витамином К, без которого нарушается образование протромбина, необходимого для свертывания крови.
В непосредственный контакт с нашим организмом микробы приходят через дыхание. В сутки через дыхательные пути человека проходит около 15 000 л воздуха. Мы уже знаем, как много микробов в воздухе. Какова же судьба микробов, проникших через дыхательные пути в наше тело? Подсчитано, что житель Лондона, например, вдыхает в сутки около 300 000 бактерий. При этом любопытно, что в легких здоровых людей микробы практически отсутствуют и выдыхаемые ими газы их почти не содержат. Большая часть микробов и частиц пыли задерживается в носоглотке и на гландах, где организм их обычно обезвреживает. Напротив, при таких заболеваниях дыхательных органов, как туберкулез или дифтерия, больной выдыхает и откашливает множество микробов и заражает ими окружающих.
Еще один путь проникновения микробов в наш организм — с пищей. Мы знаем, что в продуктах питания находятся различные микроорганизмы, среди которых нередки и возбудители инфекционных болезней. Уже в ротовой полости постоянно присутствуют микробы. В желудке, где среда для них слишком кислая, они обычно не встречаются, а те, что проникают сюда с пищей, гибнут. Но при низкой кислотности желудочного сока можно найти микробы и в желудке. Больше всего их в толстой кишке. Там всегда присутствует Streptococcus faecalis. Число клеток этой бактерии в кишечнике одного человека превышает количество всех млекопитающих на земном шаре.
Другой постоянный обитатель кишечника — кишечная палочка Escherichia coli. Свое название она получила по имени открывшего ее крупного немецкого педиатра Теодора Эшериха, нашедшего эту бактерию в человеческом кале. Он назвал ее сначала Bacterium coli commune (бактерия кишечная обыкновенная), желая подчеркнуть ее обычное и постоянное присутствие в кишечном тракте людей. Ее численность — 75 % общего числа всех кишечных микроорганизмов. С калом бактерия попадает в почву или воду. Присутствие ее указывает на загрязнение воды фекалиями и непригодность для питья.
Кишечные микроорганизмы участвуют и в химических превращениях принятой человеком пищи. В частности, в толстой кишке они имеют очень благоприятные условия для роста и размножения. Из тела человека они уходят вместе с калом. Незваными и неприятными гостями кишечника являются возбудители некоторых кишечных заболеваний, таких, как брюшной тиф, паратиф или дизентерия.
Немало микробов на коже человека, в волосяном покрове, особенно на открытых частях тела. Это обычно бактерии, дрожжи или микроскопические грибы. И среди них нередки возбудители гнойного воспаления кожи (пиодермии). В борьбе с такими микробами очень действенным средством нужно считать прежде всего личную гигиену. Тщательное мытье в ванне удаляет с поверхности тела до миллиарда микробов.
Что же происходит с микробами после смерти человека? Погибают и они, предварительно сыграв роль гробовщика. Мертвое тело человека, еще недавно питавшее их, начинает кишеть множеством микроорганизмов, постепенно разлагающих его вплоть до минеральных соединений, или, как говорят специалисты, до полной минерализации.
Микробы в продуктах и кормах
В теплые летние месяцы мякоть хлеба иногда превращается в липкую желто-коричневую массу с неприятным запахом. Хлеб, пронизанный беловатыми волокнами, плохо режется. Его нельзя есть. Виновником этого бывает Bacillus mesentericus, который сохраняется внутри хлеба при его выпечке, поскольку температура там не превышает 100 °C. При длительном хранении в теплом помещении крахмал и белки, содержащиеся в хлебе, начинают разлагаться микроорганизмами. Из воздуха на уже выпеченный хлеб могут попадать споры грибов, вызывающие его плесневение. В прошлом большой вред хлебу наносили бактерии Serratia marcescens, которые вызывали в нем появление кроваво-красных колоний. О них мы уже упоминали.
В молоко микробы попадают при доении. Их количество часто зависит от различных факторов — здоровья коровы, санитарных условий ее содержания, а также от способов обработки молока. Чем меньше в нем микробов, тем дольше сохраняются его свойства как продукта питания. Загрязненное молоко может содержать бактерии, дрожжи и микроскопические грибы.
Молоко предоставляет микробам очень благоприятные жизненные условия. Они легко размножаются и изменяют его состав. Все мы по собственному опыту знаем, как быстро скисает свежее молоко. Виновники этого — молочнокислые бактерии, сбраживающие сахар в молочную кислоту. Если провести микробиологические и химические исследования такого молока, то мы увидим, что вслед за молочнокислыми бактериями в нем начнут размножаться и другие микробы. Появятся микроскопические грибы, использующие в своем обмене веществ молочную кислоту, что в свою очередь создаст условия для жизнедеятельности гнилостных бактерий.
Такие молочные продукты, как масло, сыр, брынза, также подвержены действию микроорганизмов. Масло приобретает неприятный запах, плесневеет или желтеет в результате деятельности нежелательной микрофлоры.
Различные сыры изготовляют из молока при обязательном участии определенных микроорганизмов. Но бывают случаи, когда в сыр при его производстве проникают микробы, вызывающие нежелательные процессы; например, в плавленых сырах развивается такое количество газов, что последние не только вспучивают массу сыра, но и разрывают упаковку. Таким образом, при обработке молочных продуктов одни микробы помогают нам, другие — злостно вредят.
