Неудивительно, что вирусы оказались заманчивым объектом исследования не только для микробиологов, но и для биологов, биохимиков и физиков, стремящихся объяснить сущность жизни и происхождение её на земле.
Еще одно свойство вирусов представляет большой практический интерес. Многие лекарственные вещества хорошо подавляют развитие патогенных бактерий в организме восприимчивых к ним людей и животных. Особо высокой активностью в этом отношении обладают пенициллин, стрептомицин, сульфамидные соединения. Однако эти вещества оказались мало деятельными против большинства вирусных болезней. Предстоит еще много поработать в поисках лекарственных веществ, подавляющих развитие вирусных заболеваний.
Против многих вирусных болезней разработаны эффективные и безвредные прививки — вакцины, создающие у людей состояние невосприимчивости к возбудителю. Таковы вакцины против оспы, бешенства, клещевого и японского энцефалитов, жёлтой лихорадки, гриппа. Для предупреждения вирусных инфекций применяют два различных типа вакцин. Один из них представляет собой вирус, убитый воздействием формалина или ультрафиолетовых лучей. Это так называемые инактивированные вакцины. Другой тип вакцин связан с применением ослабленных для человека частиц живого вируса, неспособных вызывать обычную тяжелую инфекцию. Живая вакцина даёт начало очень лёгкой, часто незаметной инфекции, после которой остаётся, однако, выраженная невосприимчивость к определённой инфекции. Иммунитет после вакцинации так же специфичен, как и иммунитет, развивавшийся после естественного заболевания. Прививки живой вакциной против оспы не защищают против бешенства или гриппа. Прививки против жёлтой лихорадки не защищают против натуральной оспы.
6. Микробы и сельское хозяйство
Каково общее значение микробов на нашей планете? Мы видели, что многие микробы приносят человечеству огромный вред, вызывают опустошительные эпидемии, болезни домашних животных, полезных растений, портят пищевые продукты. Может быть, имело бы смысл направить усилия человека на уничтожение всех микробов на земле? Нет, это было бы весьма неправильным. Среди микробов известны многочисленные виды, приносящие человеку большую пользу. Микробы вошли настолько глубоко в многочисленные связи со всем остальным миром живых существ, что жизнь человека, животных и растений оказалась бы совершенно невозможной без участия микробов.
Одной из важнейших функций микробов является разложение органических остатков погибших животных и растений. Разлагая сложные азотистые и углеродистые соединения мёртвого тела, невидимые могильщики превращают их в простейшие соединения, легко усваиваемые зелёными растениями, и тем самым обеспечивают вечный круговорот веществ в природе.
Трупы животных в основном состоят из белковых соединений. Работу по разложению белков выполняют так называемые гнилостные микробы, к которым, кроме бактерий, принадлежат также актиномицеты и некоторые грибы. Гнилостные микробы разлагают или расщепляют белки до простейших соединений — аммиака, воды и углекислоты. При этом обычно выделяются некоторые дурно пахнущие продукты: сероводород, индол, скатол. Образование дурно пахнущих продуктов свидетельствует о далеко зашедшем процессе гниения. Поэтому-то обычно мы определяем испортившийся, загнивший пищевой продукт по его противному запаху. Гнилостные микробы очень широко распространены в природе. Поэтому, где бы ни находились пищевые продукты или трупы человека и животных, они везде подвергаются разложению — гниению, если этому благоприятствуют условия температуры и влажности. Но если температура очень низка, то процессы гниения не развиваются. В вечно мёрзлой почве Крайнего Севера Сибири находили совершенно не разложившиеся трупы мамонтов, пролежавшие десятки тысяч лет. В условиях низких температур и отсутствия влаги могут тысячелетиями сохраняться и трупы людей. Нередко в сухих и холодных склепах находят трупы людей, захороненных в давние времена. Вследствие быстрой потери влаги трупы мумифицировались и не подвергались гниению.
Предохраняющее действие низких температур и высушивания применяется и в практической жизни для сохранения пищевых продуктов. Всем известно, что высушенные рыба, мясо, грибы, фрукты могут годами сохраняться, не подвергаясь гниению.
Бывают случаи, что работа гнилостных микробов используется и в технических производствах: при выработке кож шкуры животных намеренно подвергаются гниению (швицеванию). С обработанной таким образом шкуры легко сходит шерсть. Дубление и мягчение кож также связано с работой гнилостных бактерий.
Кроме трупов животных, на поверхности земли каждый год откладывается огромное количество растительных остатков: солома, опавшие листья, стебли, сломанные ветви и стволы деревьев, мёртвые корни. Основную массу растительных остатков составляют уже не белковые соединения, а целлюлоза — клетчатка, представляющая собой углеродистое соединение. Клетчатка входит в состав толстых оболочек растительных клеток. Отдельные клетки прочно соединены между собой в трудно расщепляемые тяжи особым межклеточным веществом. Это межклеточное вещество состоит из слизистой массы, так называемого пектина.
И эти остатки сравнительно быстро подвергаются разложению, но работу эту производят другие группы микробов. Клетчатка разлагается целлюлозоразлагающими бактериями и грибами, а пектиновые вещества разрушаются некоторыми анаэробными и аэробными бактериями.
Разлагающие целлюлозу бактерии были впервые открыты известным советским микробиологом академиком В. Л. Омелянским (рис. 36).
Рис. 36. В. Л. Омелянский
Работами отечественных учёных — Омелянского, Виноградского, Исаченко, Имшенецкого — было установлено, что целлюлозоразлагающие бактерии чрезвычайно широко распространены в природе. При полном разложении клетчатка превращается в простейшие соединения — метан, водород, углекислоту. Но в почве разложение растительных остатков идёт медленно, причём образуются продукты неполного разложения, так называемый перегной, или гумус. Перегной играет большую роль в обеспечении плодородия почв. Перегной склеивает почвенные комочки и придаёт им прочность. Поэтому почва приобретает мелкокомковатую структуру, устойчивую против размывания водой. В такой почве задерживается влага, и растение легко высасывает из неё воду и растворённую в ней пищу.
Таким образом, в процессе разложения растительных остатков почва улучшает свои качества, приобретает структуру, повышающую её плодородие, а разлагающийся дальше перегной снабжает растение минеральной пищей.
Бактерии, разлагающие межклеточное вещество — пектин, имеют, кроме того, огромное значение в процессе технической обработки льняного волокна, из которого готовится льняная пряжа.
Можно смело сказать, что возможности изготовлять льняные ткани мы целиком обязаны в наше время деятельности этих полезных бактерий. В стебле льна льняные волокна склеены пектиновым веществом. Чтобы освободить волокна от стебля и сделать их пригодными для пряжи, производят так называемую мочку льна: льняные стебли закладывают в ямы, наполненные водой, — мочила. Находившиеся на поверхности стеблей бактерии через устьица попадают вместе с током воды внутрь стебля, усиленно размножаются и производят свою разрушительную, но полезную для человека работу по разложению пектина. После окончания процесса лубяные волокна льна легко отделяются от костры, высушиваются и становятся пригодными для изготовления льняной пряжи. Иногда в обычных условиях мочки льна в мочилах, где, кроме пектиноразлагающих бактерий, находится много других разнообразных, в том числе и вредных микробов, процесс может развиваться неправильно, и волокно получается плохого качества. Чтобы избежать этого, мочка льна теперь часто производится в заводских условиях, в специальных цементных баках, которые загружаются хорошо отсортированным стеблем. В баки добавляется лабораторная разводка микробов, особенно активно разлагающих пектин. Такие бактериальные закваски из чистых культур пектиноразлагающих бактерий можно применять и в колхозных мочилах. Мочка льна на чистых культурах бактерий значительно ускоряет процесс, повышает выход льняного волокна и улучшает его качество.
Мы видим таким образом, что микробы, разлагающие животные и растительные остатки, производят чрезвычайно полезную работу, необходимую для жизни растений. Разлагая сложные соединения, они превращают их в простейшие минеральные вещества, легко усваиваемые зелёными растениями, и тем самым возвращают природе запасы углерода и азота, затраченные на формирование живой материи.
Полезная деятельность микробов не ограничивается работой гнилостных, целлюлозо- и пектиноразлагающих бактерий. Как мы уже говорили, при разложении белков образуется аммиак, представляющий собой простейшее соединение азота и водорода. Как это доказал академик Д. Н. Прянишников, соли аммиака усваиваются растениями, но еще более пригодным источником питания для растений является селитра — соль азотной кислоты, которая ценится как прекрасный землеудобрительный препарат.
