Путешествие в страну микробов

Бетина Владимир

Госсио разработал очень тонкий метод определения присутствия мышьяка в различных материалах. Исследуемый материал обрабатывался разбавленной кислотой, что позволяло получить концентрированную вытяжку. Несколько капель этого экстракта наносили на стерилизованный кусочек картофельного клубня с выращенным на нем грибом P. brevicaule. Присутствие мышьяка обнаруживали по характерному чесночному запаху, который издает триметиларсин. Так этот ранее опасный микроскопический гриб превратился в помощника химика.

В 1935 году исследователь Шопфер показал, что гриб Phycomyces blakes-leeanus требует для своего роста и размножения витамина В₁. Ученый разработал

метод определения этого витамина в различных биологических материалах при помощи вышеупомянутого гриба. Содержание витамина находится в прямой зависимости от количества живой массы гриба и поэтому довольно легко определяется. В настоящее время при помощи микробов обнаруживают содержание и ряда других витаминов. В таблице 15 приведено несколько самых известных «помощников» в аналитической химии. В ней указаны и микроорганизмы, используемые для определения аминокислот и микроэлементов.

Во всех случаях для определения отдельных соединений применяются микробы, жизнедеятельность которых находится в прямой зависимости от концентрации определяемых соединений в питательной среде.

К другим важным «услугам» микробов, используемых в аналитической химии, следует отнести помощь в определении антибиотиков. Но тут можно использовать только такие микроорганизмы, которые под действием данного антибиотика или погибают, или прекращают свой рост. Этот метод был предложен Н. Г. Хитли, занимавшимся получением пенициллина. Естественно, что он пытался определить пенициллин в фильтратах культуры гриба Peniclllium notation.

Помощь текстильной промышленности

Микробы находились и у самой колыбели текстильной промышленности. Замоченные волокна прядильных растений (лен, конопля, джут и др.) очищали с помощью бактерий и грибов, которые разлагали пектиновые вещества.

Замачивание и росяная мочка прядильных растений были известны еще древним народам. Египтяне замачивали растения в теплой воде Нила. В Европе применяли два метода: коноплю замачивали в стоячей воде в специальных корытах, а лен расстилали на лугу, где он увлажнялся росой.

Какова же роль микробов в этих процессах? При замачивании в стоячей воде, с очень малым притоком кислорода, пектин и клетчатку разлагают различные анаэробные бактерии. При росяной мочке льна с открытым доступом кислорода главную роль в разложении играют микроскопические грибы.

Эти древние народные методы в настоящее время заменяют промышленной обработкой прядильных растений. Стебли лубяных растений замачивают при оптимальной температуре в больших чанах, куда добавляют культуры бактерий Clostridium felsineum или Plectridium pectinovorum. При температуре около 37 °C процесс вымачивания заканчивается уже через 50 ч — значительно более короткий срок, чем при росяной мочке. Но как бы этот процесс ни осуществлялся, он не обходится без деятельного участия микробов.

На страже здоровья

С развитием цивилизации и прогрессом связано много серьезных проблем. Водопровод стал неотъемлемым атрибутом нашего повседневного быта, способствующим не только удобству жизни, но и охране здоровья. Благодаря ему мы получаем воду для домашних нужд, он же помогает освободиться от продуктов отхода. Но именно сточные воды и являются одной из серьезнейших проблем современной жизни, не всюду рационально решенных. Если принять во внимание, сколько сточных вод сбрасывают только промышленные предприятия, то можно понять ту серьезную озабоченность, которую проявляют работники водного хозяйства. Без помощи микроорганизмов едва ли удастся решить проблему сточных вод.

Разложение органических соединений в сточных водах могли бы обеспечить бактерии, которые служат пищей для простейших

и микроскопических организмов. Разложившейся органической массой в сточных водах питаются водоросли. Сами водоросли и простейшие — пища веслоногих и других мелких животных, а те в свою очередь служат пищей для рыб. Все это представляет собой единый непрерывный биологический цикл.

Микробы активно содействуют очистке вод. Но их можно использовать и более эффективно. Сточные воды содержат вещества, которые в процессе разложения микробами дают ценное сырье. Одно из таких веществ — метан. Метан-образующие бактерии постоянно обитают в сточных водах. В больших бассейнах, где осуществляется разложение органических соединений сточных вод и образуется метан, его можно улавливать и использовать в качестве высококалорийного топлива.

Микробы хорошо разлагают и промышленные отходы, часто загрязняющие реки в результате неправильной организации производства. Сульфитные щелока, огромное количество которых сбрасывается в реки целлюлозоперерабатывающими предприятиями и отравляет жизненную среду обитателей вод, могут служить и уже служат дешевым сырьем для производства кормовых дрожжей и спирта.

Микробы в роли стражей здоровья устраняют из сточных вод большие количества вредных органических соединений, из которых, как мы видели, в процессе разложения возникают многие ценные вещества, такие, как, например, метан. Попутно при разложении освобождается и водород, который может быть использован как источник калорийного топлива. Использование промышленных отходов при помощи микроорганизмов имеет в наше время большое народнохозяйственное значение, которое, несомненно, еще больше возрастет в будущем.

Эпилог

Наше путешествие в страну микробов заканчивается, и мы должны расстаться с читателем. Но перед расставанием окинем взглядом пройденный путь.

Мы познакомились с микроорганизмами, которые сопровождают нас на протяжении всей жизни. Узнали их «хорошие» и «плохие» качества. Попутно мы встретились с учеными, которые открывали все новые тайны удивительного мира микробов. Одним мы уделили больше внимания, другим — меньше. На тех открытиях, которые в трехсотлетней истории микробиологии явились наиболее значительными вехами, мы останавливались подольше. Такой вехой был памятный день 1676 года, когда Левенгук впервые увидел в микроскопе бактерии. Мы услышали последнее решительное слово Пастера в диспуте о самозарождении. Узнали неутомимого Коха, его открытия болезнетворных микробов, познакомились с Виноградским и Бейеринком, изучавшими почвенные микробы, а также их продолжателем Ваксманом, который всю жизнь посвятил почвенным актиномицетам и своими открытиями ускорил наступление эры антибиотиков. Но еще до них мы встретились с Дженнером, страстным пропагандистом созданной им оспенной вакцины, познакомились с пастеровскими прививками против бешенства, узнали о настойчивых поисках синтеза химических веществ Эрлихом, который открыл эпоху химиотерапии, стали свидетелями событий в жизни Домагка, которые ускорили внедрение сульфамидных препаратов в лечебную практику, узнали об открытии Флеммингом пенициллина и о дальнейшей судьбе этого препарата во время второй мировой войны.

В галерее вирусологов мы познакомились с Ивановским, открывшим вирус табачной мозаики, со Стэнли и первым кристаллическим вирусом, со Шраммом и Френкель-Конратом и их новым химическим подходом к изучению вирусов, с Дельбрюком и его коллегами, изучавшими наследственные свойства вирусов. Мы проследили путь открытия Гриффитом сущности трансформации, что позволило Уотсону и Крику создать теорию строения нуклеиновых кислот и подтвердить смелые гипотезы Жакоба и Моно.

После исследования вредной деятельности болезнетворных микробов и способов природной и искусственной защиты от них мы перешли к знакомству с полезными микробами, помощниками человека, который использовал их с глубокой древности до наших дней. Без полезных микробов трудно представить себе многие отрасли человеческой деятельности.