МЕТОДЫ ПОЧВЕННОЙ МИКРОБИОЛОГИИ

С.Н. Виноградский

Смотрите также:

Биография Виноградского

Микробиология

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Геоботаника

 Биографии биологов, почвоведов

Эволюция

Биология

Эволюция биосферы

Геология

Основы геологии

Геолог Ферсман

Геохимия - химия земли

Гидрогеохимия. Химия воды

Минералогия

Химия почвы

Круговорот атомов в природе

Книги Докучаева

Происхождение жизни

Вернадский. Биосфера

КРИТИКА ОБЩЕПРИНЯТОГО МЕТОДА.

РАЗНИЦА ЖИЗНЕННЫХ УСЛОВИЙ

Соображения двух порядков мешают принять такую точку зрения. Первые настолько очевидны, что они напрашиваются сами собою; несомненно, что условия чистой культуры в искусственной среде нельзя сравнивать с условиями существования микроба в среде естественной. Допустим даже, что различные виды микробов всегда реагируют более или менее одинаково на вещества, подвергаемые их действию. Но мы не сможем признать, что их жизнедеятельность не поддается влиянию физико- химических условий среды. Кроме того, есть условие биологического порядка, которое может очень глубоко изменить функции микроба; это — условие чистой культуры.

Подумаем о том, что в чистой культуре микроб искусственно избавлен от непрестанной борьбы за существование между видами микробов, цель которой — захват энергетического вещества. А ведь такая борьба, постоянно происходящая в естественной среде, имеет первостепенное значение; именно она — в этом можно быть уверенным — определяет судьбу различг ных видов и большую часть их функций. В опыте, под защитой, микроб может развить деятельность, которую ему не удастся проявить в почве, где другие виды могут его оттеснйть. Его истинное действие может, следовательно, быть совсем другим, чем в лаборатории: из естественно неактивного он может сделаться активным, и наоборот.

Вспомним также, каким разнообразным опытам подвергают микроба в лаборатории, где его заставляют в некотором роде расширять свои естественные функции. Совершенно иную картину мы видим в почве, где деятельность каждого вида заключена в рамки, тесно ограничена деятельностью других; вследствие беспощадной борьбы, не прекращающейся в естественной среде, эта деятельность неразрывно связана с оптимальной совокупностью условий, вне которых она остается мало значащей, а то и вовсе не существующей. Из этого следует, что в природе функции микроорганизма должны быть более специализированными, более четко разграниченными, чем в лаборатории, где они в большой мере зависят от целей и искусства эскпериментатора.

Изменение культивируемых видов.

Перейдем к соображениям другого порядка, менее очевидным, и, к сожалению, еще мало распространенным среди микробиологов, но также заслуживающим полного внимания. До сих пор мы молчаливо признавали, что микробы, развивающиеся в наших лабораториях, тождественны с точки зрения вида, варианта и расы первобытным предкам, когда-то свободно обитавшим в почве. Но при ближайшем рассмотрении мы начинаем^опасаться, что мы упустили из виду хорошо известный агрономам и садоводам факт: все культурные растения, происшедшие, само собою разумеется, от диких предков, способны давать разновидности или расы настолько далекие от прототипов, что никому it в голову не придет отождествлять их. Может ли дело обстоять иначе с микробами? Вряд ли мы решимся утверждать это, особенно принимая во внимание, что развитие микробов происходит с невероятной быстротой: один год их жизни равняется целому столетию или даже нескольким столетиям жизни какого-нибудь явнобрачного. Если же это так? то в лабораториях хранится много культур, уже переживших свой 50-летний или 100-летний юбилей.

Трудно ответить на вопрос, сколько времени нужно почвенному микроорганизму, отрешенному от борьбы за существование и перенесенному на изобильную питательную среду, сделавшемуся, значит, культурным растением, для того чтобы образовать новую разновидность. Нет еще никакого критерия, позволяющего отличить естественный вид от лабораторной разновидности. Но такой критерий необходимо найти, или, во всяком случае, нужно остерегаться смешивать эти две разновидности.

Тут надо следовать примеру ^образцовых пивоварен, которые хорошо отличают дикие дрожжи от культурных, употребляя в производстве только последние. Почвенные микробиологи, наоборот, должны остерегаться (объяснять естественные явления, основываясь на наблюдениях над лабораторными культурами. Они должны подходить к изучению микробов так же, как садовод подходит к изучению растения; ботаник не будет изучать местную флору в теплице, и микробиологу не следует искать познания почвенной микрофлоры в термостате с чистыми культурами.

Заключение: прямое применение к почвенной микробиологии выводов, полученных на чистых культурах в условных средах, недопустимо. Чистые кул ь.т у ры познакомили нас с общей физиологией микробов, но в данном случае их изучение может привести только к аналогиям, к гипотезам, которые необходимо проверять прямыми опытами в условиях, приближающихся, по мере возможности, к естественным.

В подтверждение нашего мнения о том, что почвенная микробиология еще не существует, мы привели, как нам кажется, твердые основания. Агроном и агрохимик с почвой, с одной стороны, микробиолог с пробирками, с другой, наблюдают друг за другом еще издали, с интересом, конечно, но не стараясь объединить свои усилия. Их связывает только Щепотка почвы, которую микробиолог берет — время от времени, по возможности редко,— для своих искусственных культур; весьма непрочная связь, ибо, получив нужный ему микроб в чистой культуре, он перестает интересоваться почвой.

Взгляды Джона Рэсселя. lief буду скрывать, что высказанные мною мнения не особенно распространены среди микробиологов; но я рад, что не чувствую себя одиноким. На-днях я прочел доклад, сделанный на третьем Конгрессе промышленной химии Джоном Рэсселем, и нашел там место, которое позволяю себе привести целиком:

«Единственными организмами,— говорит английский ученый,— о химической деятельности которых в почве мы имеем сколько-нибудь достоверные сведения, являются азотусвояющие и нитрифицирующие бактерии. Согласно нашим теперешним знаниям, одни только клубеньковые бактерии... и свободно живущие в почве бактерии Виноградского и Бейеринка могут фиксировать ощутимые количества азота; и только два организма Виноградского могут окислять аммиак в нитриты, а затем в нитраты. Нельзя,— продолжает он,— с уверенностью говорить ни о каком другом организме, и я не вижу также в настоящее время возможности подойти к объяснению химической деятельности какой-либо определенной группы организмов в почве. Если наши французские коллеги сумеют открыть метод для изучения ее, они окажут еще одну большую услугу науке».

Об азотобактере

Итак, замечательный и мудрый ученый Джон Рэс- сель признает достоверными только нитрификаторов и фиксаторов азота. Полупаразитная природа клубеньковых бактерий ставит их, разумеется, вне интересующего нас вопроса. Остаются сво- бодноживущие азотфиксаторы и нитрификаторы. Существование последних, как мы совершенно согласны, не вызывает никаких сомнений, однако даже в этом исключительном-случае трудно отрицать возможность образования в наших пробирках новых рас. Что касается до фиксаторов азота, Clostridium и азотобактера, то мы не идем так далеко, как наш английский собрат.

Мы ставим вопрос: хорошо усваивая азот в лаборатории, так же ли усваивают они его в природе? И так ли значительна эта усваивающая деятельность, как это им приписывают, не имея достаточных доказательств?

Этот вопрос возникает у нас прежде всего в отношении азотобактера, на котором сосредоточено сейчас главное внимание сельскохозяйственной микробиологии. Лично мы склоняемся к признанию за ним его замечательных свойств, но доказать наше мнение мы пока еще не можем. Надо тщательно проследить, как он ведет себя в почве, посмотреть, усваивает ли он находящиеся в ней энергетические вещества, способен ли он размножаться, оттесняя и опережая своих противников, ибо только при таком- условии он будет в состоянии оказывать заметное действие. До сих пор мы об этом еще ничего не знаем. Правда, его очень часто находят в почве, но это еще ничего не говорит нам о его численности. Обычный способ состоит в том, что для получения культуры бросают 1—2 г почвы, а то и больше, в раствор с маннитом; из появления характерной пленки, которая темнеет, выводят заключение о присутствии азотобактера в почве Такой способ не дает, разумеется, никакого указания на число зародышей; ведь достаточно немногих зародышей на 1 г в активном или даже неактивном состоянии, чтобы вызвать в питательном растворе развитие микроорганизмов. Ясно, что он встречается в почве, но если он находится там в малом количестве, то нет никаких оснований приписывать ему важное значение. Мы ничего об этом, повторяю, не знаем, несмотря на громадную литературу по морфологии и физиологии азотобактера.

Мы дали теперь, как нам кажется, достаточно полную картину современного состояния нашей науки. Критика была, вопреки поговорке , нелегка; и она привела нас к следующей пессимистической точке зрения: придерживаясь современного метода, мы никогда не дойдем до выяснения роли почвенных микробов в их естественной среде, хотя бы даже опыты с чистыми - культурами продолжались века!

Метод Реми — Лёниса

Прежде чем говорить о новом методе, окинем беглым взглядом несколько попыток, довольно неопределенных, правда, но во всяком случае вызванных стремлением более непосредственно связать микробиологию с почвоведением. Так, чистые культуры предлагали заменить так называемыми синтетическими смесями различных видов микробов для воспроизведения естественной среды; мысль, неосуществимая по легко понятным причинам.

По другому методу, методу Реми — Лёниса, предлагали, стремясь приблизиться к естественным условиям, вносить в соответственные растворы большие количества почвы — до 10% — и следить за процессами там развивающимися, делая из этого вывод о плодородии взятой почвы. Этот метод получил одно время некоторое распространение; он вызвал многочисленные работы и довольно оживленные споры. Трудно объяснить себе, однако, его приемы и цели.

Вводя больше почвы в растворы, стремились ли к тому, чтобы было больше зародышей? Или просто к тому, чтобы увеличить количество находящихся в почве веществ? Ответа найти нельзя. Ясно одно, что почва, погруженная в большое количество воды, воспроизводит условия болота, а не нормальной почвы. Все выводы, которые старались сделать из указанных опытов, имели недостоверный характер; лишь мимоходом мы сочли долгом упомянуть о них.

К содержанию книги: Сергей Николаевич ВИНОГРАДСКИЙ - МИКРОБИОЛОГИЯ ПОЧВЫ. ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ