Микробы — обязательные пассажиры каждой космической ракеты, и изучение их изменчивости под действием космической радиации помогло ученым узнать много нового. В будущих межпланетных кораблях предполагается создание замкнутого биологического цикла, обеспечивающего космонавтов достаточным количеством кислорода и свежей пищей. И незаменимое звено в этом круговороте — микробы.
Или вспомнить достижения технической микробиологии, целой отрасли промышленности, где главные производители — это микроорганизмы, вырабатывающие различные химические вещества.
А микроорганизмы как питательные вещества! Я не говорю об отходах пенициллиновой промышленности, производства кормовых дрожжей или о знаменитой хлорелле. Но даже микробы, развивающиеся в нефти, привлекают внимание ученых, как возможные производители пищевых продуктов или кормов для животных. Так, после длительных предварительных экспериментов во Франции решено построить первую опытную установку такого рода.
Если в нефть добавить некоторое количество воды, ввести фосфорные, калийные и азотные соли и обеспечить микробов достаточной вентиляцией, то они начинают так пышно развиваться, что в результате нефть довольно быстро превращается в клеточную субстанцию, богатую белками и витаминами группы В. Из одной тонны нефти можно получить почти полтонны такого белкового концентрата. Остатки нефти обычным путем перерабатываются в бензин, мазут и другие продукты.
На службу человечеству становится еще одна группа представителей мира микробов.
Да разве все перечислишь! Понадобится еще не одна книга, чтобы рассказать о всех сторонах деятельности микробов и вирусов и всех достижениях микробиологии и вирусологии.
Много, очень много узнала наука последних десятилетий о микробах и вирусах. Но если вспомнить огромность и всепроникаемость мира микросуществ, легко представить, как мало мы о них знаем. Возьмем хотя бы вирусы. Из всего огромного их многообразия к настоящему времени удалось получить и исследовать в достаточно очищенном виде лишь десятка полтора вирусов растений, несколько вирусов животных и бактериофаги. И только! А что несут с собой пока лишь увиденные «зонтики», «граммофончики», «халы», непонятные «микросуктории» и другие странные формы, открытые Стефановым и Никитиным?!
А это ведь лишь «первый урожай», который дал электронный микроскоп, примененный для изучения микробного населения воды и почвы.
Конечно, дальнейшее совершенствование способов приготовления почвенных препаратов для электронной микроскопии откроет науке еще не один десяток видов микросуществ, скрытых природой за гранью разрешающей способности обычного оптического микроскопа.
Однако сбрасывать со счетов световую микроскопию как метод познания состава почвенной микрофлоры было бы неверно.
Дело совсем не в том, что, дескать, при помощи светового микроскопа все открыто и новые формы можно увидеть лишь в микроскопе электронном. Обычному микроскопу предстоит еще много работы. Сошлемся на авторитеты.
«Нельзя забывать, что 90 процентов микрофлоры нами еще не изучено. Трудно управлять процессами в почве, когда громадное количество микробов нам совершенно неизвестно».
Эти слова принадлежат крупному микробиологу Александру Александровичу Имшенецкому, и сказаны они не так давно: в 1950 году.
Насколько недостаточны сведения микробиологов о микрофлоре природных вод, очень четко показал профессор Разумов. В его экспериментах на обычно применяемых плотных агаровых средах прорастало в колонии в среднем 0,1 процента от всех микробов, которые можно было обнаружить в водопроводной воде методом прямого счета. Как видите, способ микроскопирования здесь ни при чем. Просто далеко не все микроорганизмы, выделенные из их привычной природной среды, способны расти и размножаться в лабораторных условиях.
Помните, как много дали науке почвенная камера и метод стеклообрастания, разработанные академиком Холодным? Однако и эти способы далеки от идеала. Идеалом было бы, как образно выразился один из микробиологов-почвоведов, «составлять о почвенном микронаселении такое представление, которое получилось бы, если бы мы уменьшились до размеров микроорганизма и побродили бы в почве».
Пожалуй, самым большим приближением к такому идеалу в настоящее время являются капиллярные методы изучения микроорганизмов, разработанные после многолетних поисков замечательным советским микробиологом профессором Борисом Васильевичем Перфильевым и Диной Руфиновной Габе.
Создав собственную технологию изготовления тончайших стеклянных трубочек квадратного и прямоугольного сечения (в этих случаях становится возможным рассмотреть содержимое капилляров в микроскоп без оптических искажений), ученые сконструировали целую серию приборов, позволяющих изучать микробное население воды, ила или почвы в условиях, максимально приближенных к естественным.
Сообщества микробов размещаются в предоставленных им квартирах в соответствии со своими требованиями к химизму среды, условиям поступления кислорода, тока жидкости и т. д. Они сами «выбирают» и своих соседей.
Теперь под непосредственным наблюдением исследователей оказались не культуры отдельных микробов, а целый живой микропейзаж. Не удивляйтесь столь необычному слову — это научный термин. «Исследования в микропейзаже» — так называется одна из глав фундаментальной монографии Перфильева и Габе, удостоенной Ленинской премии 1964 года.
Изучение природной микрофлоры в микропейзажах привело авторов к открытию десятков новых родов микроорганизмов. Среди них немало существ, поистине своеобразных и удивительных.
Можно ли было подумать, что в изученных вдоль и поперек Кристателлевом пруду парка Биологического института Ленинградского университета в Петродворце и в Нижнем пруду Лесного парка обитают микроорганизмы, не сравнимые ни с чем дотоле известным микробиологам.
Диктиобактер рапакс — хищная бактериальная сетка. Представьте себе обычную хозяйственную авоську, уменьшенную до микроскопических размеров и составленную из палочковидных бактериальных клеток длиной от 2 до 6 микрон. Сетка эта способна передвигаться, складываться в восьмерку и принимать другие «позы».
Под микроскопом легко наблюдать, как такой «живой сачок» активно нападает на других бактерий, не считаясь даже с тем, что жертва иногда в несколько раз превосходит охотника своими размерами. Сетка может растягиваться. Прожорливость хищника так велика, что часто встречаются экземпляры, наполненные и растянутые заглоченной добычей почти до предела.
Ведет себя бактериальная сетка как целостный организм и способна делиться на новые экземпляры, перешнуровываясь на половины. Не менее поразительным оказался и другой хищник — Циклобактер. Здесь бактериальные клетки в зависимости от стадии развития складываются в нити и кольца, из которых образуются ловчие приспособления вроде арканов или лассо, набрасываемых на добычу. Кстати, часто жертвой этого хищника оказываются бактерии из рода Лептотрикс.
У открытых Перфильевым хищных бактерий оказалось много различных приспособлений для ловли добычи. Так, Десмобактер построен из подвижных плотных шнуров, состоящих из многих клеток и складывающихся не только в петли, но и клубки, которыми он опутывает свою добычу. Еще более сложно строение Тератобактера. Он слагается из нескольких тысяч клеток и представляет собой уже не сачок, а огромную ловчую сеть с петлями и большими лопастными выростами. Выросты и петли — это хватательные органы, из объятий которых не удается вырваться даже таким крупным бактериям, как знаменитая серобактерия Беджиота.
Итак, применение микрокапиллярных методов исследования позволило науке узнать о существовании новой большой группы микроорганизмов, обладающих совершенно своеобразным для микробов типом питания. Мы коротко рассказали здесь о некоторых из них, чтобы показать, как много еще неведомого в мире микробов.
Метод капиллярного изучения микрофлоры сделал лишь первые шаги и только начинает получать широкое распространение. Сейчас даже трудно предсказать, какие еще сюрпризы для микробиологов таит в себе дальнейшее изучение микробных пейзажей. Но сюрпризы, несомненно, будут.
А вот еще одна сенсация. Помните биохимика Эрнста Чэйна, который вместе с Флори в 1941 году получил чистый пенициллин? И вот год 1968-й. Сообщение из Англии… Лауреат Нобелевской премии, глава отделения биохимии Имперского колледжа в Лондоне официально объявил о новом большом открытии, сделанном в его лаборатории. Обнаружен неизвестный до сих пор науке вирус, пока обозначенный знаком «X».
Чэйн полагает, что открытие это может сыграть в истории медицины не меньшую роль, чем открытие пенициллина. «Весьма вероятно, — заявил профессор, — что вирус Икс может оказаться защитным средством и даже лекарством ото всех вирусных заболеваний».
