МОРФОЛОГИЯ БАКТЕРИЙ

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

МЕСТООБИТАНИЕ СЕРОБАКТЕРИЙ. КУЛЬТИВИРОВАНИЕ

Исследования, начатые в 1885 г., натолкнулись с первых же шагов на большие трудности. Предполагалось начать изучение морфологии этой группы бактерий, а затем уже перейти к физиологии их, но, несмотря на нее попытки найти чсоответствующие условия для их выращивания, они не развивались и гибли. Необходимо было изменить программу и взяться за разрешение проблемы их физиологии. Эти исследования привели к совершенно неожиданным результатам — к открытию микроорганизмов, принадлежащих к физиологическому типу, о существовании которого не имелось ни малейших представлений. Подробные данные излагаются в нашем сообщении, появившемся в «Botanische Zeitung», 1887, Серобактерии.

Мы ограничимся здесь только тем, что кратко напомним существенные черты этого физиологического типа. Эти бактерии неспособны существовать без элементарной серы, которую они откладывают в своих клетках, ("ера образуется в результате окисления сероводорода, присутствие которого является необходимым условием их существования. Сера, отлагающаяся внутри клеток в виде капель полужидкой консистенции, окисляется в серную кислоту и выделяется в среду в форме сульфатов. Когда это явление прекращается из-за отсутствия H2S, то жизненный процесс приостанавливается и наступает смерть, если бактерии лишены сероводорода более определенного времени.

Что касается органических питательных веществ, то серобактерии, по- видимому, относятся совершенно безразлично к присутствию их в среде. Во всяком случае, им достаточно тех ничтожных следов, которые имеются в воде сероводородных источников, если судить по тому, что они нормально и даже обильно развиваются здесь.

Клетки серобактерий встречаются почти во всех непроточных водоемах, но они не привлекают внимания вследствие их малочисленности. Заметное развитие наблюдается только в водах, содержащих сероводород. Их излюбленное место обитания — сероводородные источники. Как известно, сероводород может образоваться во всех непроточных водах — в болотах, прудах, озерах, морях, — если только вода содержит растворенные сульфаты, которые подвергаются восстановлению в присутствии органических остатков. Эти последние всегда имеются в естественных водоемах. Обильное развитие серобактерий в прибрежных водах, как например, у берегов Дании (Варминг) или в Кильской бухте (Энглер) легко понять в связи с изложенными данными. Итак, сероводород вызывает появление различных форм бактерий как в естественных местах обитания, так и в опытных сосудах. Задача нашего исследования заключалась в том, чтобы установить, являются ли эти формы результатом развития одного или двух плеоморфных видов, согласно Цопфу, или это просто смесь форм, связанных общим типом питания.

Перейдем к культивированию этих организмов.

Для того, чтобы получить обильное развитие их, мы пользовались следующим методом. Из небольшого бассейна, предназначенного для выращивания водных растении, я извлекал несколько корневищ Butomus, резал их на куски и в таком виде, как они есть, покрытые грязью, бросал в высокий сосуд, содержащий 2-—3 л воды и 1—2 г гипса. Выделение сероводорода начинается через b—7 дней; ил приобретает тогда черную окраску, а вода начинает опалесцировать; на поверхности жидкости появляется пленка из серы. Арежде всего внимание привлекают бесцветные нитчатые серобактерии и сопутствующие им некоторые виды пурпурных, но это становится заметным только через месяц и даже более. Такой продолжительный инкубационный срок объясняется их медленным ростом. Кроме того, это пока- бе1**ает> что они содержатся в илу в небольшом количестве, если ил ся из водоема, где сероводород не выделяется, В среде с постоянным содержанием сероводорода рост происходит гораздо быстрее; его можно наблюдать тогда примерно через 20 дней. В конечном итоге появляется слой серобактерий, выстилающий стенки сосуда в виде пленки красно- фиолетового цвета. Обычно в ней встречаются все формы бактерий, описанные в этой работе.

Можно, конечно, пользоваться и другим растительным материалом — различными корнями или корневищами или сенным отваром, но в этом случае получаются менее удовлетворительные результаты. Причина этого заключается, возможно, в том, что куски Butomus очень медленно разлагаются. Они месяцами сохраняют жизнеспособность и даже дают молодые побеги. Вода остается слабо мутной и умеренно пахнет только сероводородом, без примеси запахов гниения. Совсем иначе обстоит дело с сеном, даже если оно обработано кипящей водою. Оно бродит с образованием газа с гнилостным запахом; при этом развиваются банальные формы бактерий, затрудняющие рост серобактерий.

Метод микрокультуры один из самых простых. Берут небольшой кусочек материала из накопительной культуры, кладут его в большую каплю на предметном стекле и покрывают покровным, подложив под него предварительно обломки другого покровного стекла. Это дает возможность получить слой воды определенной глубины, необходимый для того, чтобы сменять жидкость, а также для того, чтобы облегчить доступ воздуха к наружным слоям капли. Очевидно, что для развития серобактерий нужно менять жидкость возможно чаще. Это достигается следующим образом. К одному краю препарата приливают несколько капель воды при помощи пипетки с оттянутым капиллярным концом. С противоположной стороны препарата избыток жидкости отсасывают полоской фильтровальной бумаги. Таким образом можно многократно промывать препарат, не рискуя смыть или сместить испытуемые объекты, при условии, конечно, достаточно прочного прикрепления их к предметному или покровному стеклу, что, впрочем, очень часто случается с этими микроорганизмами. В промежутках между наблюдениями микрокультуру держат во влажной камере. Если ведутся длительные наблюдения, то к микрокультуре прибавляют несколько капель воды, для того чтобы возместить потерю влаги вследствие испарения.

Пользуясь такой чрезвычайно простой техникой, можно следить за развитием всех этих организмов неделями. Достаточно хорошо заметить расположение выбранной формы, чтобы не терять из виду ни эту форму, ни ее потомство. Если потомство. становится слишком многочисленным, то выбирают несколько форм из последующих генераций и продолжают ежедневные наблюдения: отмечают последовательные фазы развития и возможно более точно зарисовывают их.

Обращаем внимание на то, что этот метод не удовлетворяет, конечно, основному принципу микробиологической методики, требующему выделения чистой культуры объекта исследования; этому требованию очень трудна удовлетворить в данном случае. Если удастся случайно найти скопления однородных форм, то длительные наблюдения ведутся над ними. Обычна все же в микрокультуре имеется несколько форм, но, несмотря на близкое- соседство, они различны, и это не мешает точности наблюдений. Напротив* это способствует более правильным заключениям о процессе развития исследуемого вида. Полагают, что полиморфизм серобактерий является результатом воздействия внешних условий; понятно, что влияние внешних факторов в микрокультуре полностью исключается, так как микроорганизмы находятся в одном и том же поле зрения под одним покровным стеклом; если каждая ш форм в одинаковых условиях проходит свой цикл развития, всегда один и тот же, то неизбежным становится вывод, что эти формы являются самостоятельными.

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