Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Виноградский. МИКРОБИОЛОГИЯ ПОЧВЫ

О РАЗРУШЕНИИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ В ПОЧВЕ

 

С.Н. Виноградский

С.Н. Виноградский

 

Смотрите также:

 

Биография Виноградского

 

Микробиология

 

Почва и почвообразование

 

Почвоведение. Типы почв

 

растения

 

Геоботаника

 

 Биографии биологов, почвоведов

Биографии почвоведов

 

Эволюция

 

Биология

 

Эволюция биосферы

 

Геология

геология

Основы геологии

 

Геолог Ферсман

 

Геохимия - химия земли

 

Гидрогеохимия. Химия воды

 

Минералогия

минералы

 

Химия почвы

 

Круговорот атомов в природе

 

Книги Докучаева

докучаев

 

Происхождение жизни

 

Вернадский. Биосфера

биосфера

 

Характеристика бактерий

 

Мы исследовали более или менее полно до двенадцати различных штаммов.

 

Для начала исследований нам казалось целесообразным дать общий обзор группы бактерий, а не детальное описание отдельных видов, случайно привлекших внимание. Для характеристики групп мы выбрали несколько типичных форм, которые будут описаны далее. Остальные штаммы будут охарактеризованы в общем достаточно, для того чтобы можно было судить об их роли как возбудителей разрушения целлюлозы.

 

На основании полученных результатов мы попытаемся дать классификацию.

Что касается номенклатуры, то название Cytophaga кажется достаточно выразительным. Для других видов можно оставить старое название, относящееся к их форме, но прибавив сокращение «Cell»; таким образом мы скажем Cellvibrio вместо Vibrio, указывая этим родовым названием и на форму и на функцию.

 

Cytophaga. Если мы замечаем на самопроизвольной культуре зоны, которые ярко окрашены в яично-желтый, оранжево-розовый или кирпично- красный цвет и в которых бумага стала прозрачной с момента их появления, то определение Cytophaga всегда или почти всегда подтверждается. В этом мы легко убеждаемся при первом же микроскопическом исследовании. При пересеве через 3—4 дня получаются очень характерные культуры; они часто кажутся чистыми. Все это можно наблюдать при условии, если следовать описанной нами технике, к которой мы не будем более возвращаться. Иногда развитие получается неоднородное. Наряду с Cytophaga развивается смесь кокков. Эту смесь трудно разделить. В таком случае лучше вернуться к самопроизвольным культурам и искать зоны, менее загрязненные.

 

Характер развития очень своеобразен и легко отличим с первого взгляду Достаточно посмотреть на фигуры табл. XXII и фиг. 1—5 табл. XXIII. Па них представлена микроскопическая картина, которую дали четыре штамма из пяти, выделенные нами из различных проб почвы. Две формы — крупную, которая показана на фиг. 2—4 табл. XXII, и мелкую, показанную на фиг. 1 табл. XXII и фиг. 1 табл. XXIII,— удалось поддерживать в течение достаточного периода времени, чтобы их можно было изучить подробно. Две остальные, являющиеся наиболее распространенными во всех почвах, идентичны форме, открытой Гэтчинсоном и Клэйтоном в почве Ротамстеда и описаны под названием Spirochaeta cytophaga, которое мы предполагаем заменить на Cytophaga Hutchinsoni.

 

Cytophaga Hutchinsoni. Морфология и культивирование. Преобладающей формой в молодой культуре является извилистая нить, очень тонкая, слегка расширенная в середине, где она достигает не более 0,5 jx, и суженная к концам. Можно видеть также U- и S-образные формы и формы, напоминающие спирилл и спирохет, что оправдывает название Spirochaeta, данное для всего рода.

 

Заметим тут же, чтобы оправдать перемену наименования, которую мы предлагаем, что форма спирохеты встречается редко, даже в исключительных случаях, о чем свидетельствует и просмотр многочисленных фотографии, данных авторами. Наиболее характерный признак истинных спирохет — тонкая, относительно длинная нить, образующая правильные спирали, от чего зависит, возможно, и механизм движения, — в данном случае отсутствует. К этому отличию еще добавляется: сомнительная подвижность, заостренная форма клеток, их местообитание, биохимические функции, столь строго специфичные. Все эти признаки делают группу настолько своеобразной, что кажется логичным не присоединять их к большой и достаточно дифференцированной группе спирохет, руководствуясь лишь сомнительным сходством строения.

 

Возвращаясь к морфологическим данным, приводимым в работе английских авторов, мы находим, что они столкнулись с непреодолимыми трудностями при выделении микроба в совершенно чистом виде. Несмотря на все их усилия, их культуры на агарово-целлюлозных пластинках всегда содержали две совершенно определенные формы, из которых одна была вышеупомянутая спирохета, а другая—крупный кокк. Невозможность разделить их и решить «которая из двух ответственна за разложение бумаги», заставила бросить на время все попытки. Возвратясь к этому вопросу, авторы возложили все надежды на систематическое применение метода разведения. В этом случае посевы производились в пробирки с минеральным раствором и с полоской бумаги, и в одной из пробирок, с разведением 1 хЮ7, они установили наличие маленьких нитей без кокков. Эта культура, казавшаяся чистой, сейчас же была посеяна в новый ряд пробирок. В результате все без исключения культуры вновь содержали две формы — длинные тонкие клетки и кокки.

 

На этот раз авторы вынуждены были заключить, что обе эти формы принадлежат одному и тому же виду, который в молодом возрасте имеет форму длинной тонкой нитки, а при старении превращается в кокка. Следует ли рассматривать последние как споры или вообще как покоящиеся формы? Здесь авторы проявляют неуверенность. Но чтобы избежать терминов «кокки» или«коккоиды», что создает впечатление отдельной культуры, и так как культура в своем развитии всегда приходит к другим формам, которые, повидимому, вновь дают нити, они предлагают термин «спороиды», чтобы подчеркнуть их вероятную репродуктивную роль. Между двумя этими состояниями имеются еще промежуточные стадии, в виде вздутых телец, яйцевидных или грушевидных, слабо окрашивающихся, с бледными контурами, почти как «тени». Действительно, эти свойства хорошо воспроизведены у авторов на фотографиях 1 и 2 табл. II, а также на других. Это состояние «теней» является преходящим, так как спороиды вновь приобретают нормальную окрашиваемость и, добавим, вид типичных кокков, вплоть до расположения в виде цепочки подобно стрептококкам (там же, фиг. 4 табл. III).

 

Следует отметить, что этот цикл развития, который трудно доказать путем прямого наблюдения, представлен авторами только как возможная гипотеза, подлежащая проверке в свете новых наблюдений.

 

По нашему мнению, в подобных случаях, когда дело идет о формах, которые невозможно разделить, надо проследить: встречается ли одна и та же смесь форм постоянно во всех культурах этого организма, но из разных мест обитания.

 

В данном случае так называемые спороиды встречаются в культурах Cytophaga дал'еко не постоянно, скорее можно сказать, что они встречаются редко. Мы находим других кокков, например, таких, которые показаны на фиг. 2 нашей табл. XXIII; это кокки совершенно отличные, которые замещают стрептококковые формы, указанные в английской работе на фиг. 2 табл. III и на фиг. 7 нашей табл. XXIII, идентичность которых с предыдущими несомненна. Чаще культуры бывают свободны от кокков. Мы думаем, что эти «спороиды» являются посторонними кокками, которые вырастают в большом количестве вслед за Cytophaga, когда последняя заканчивает развитие.

 

Что касается промежуточных форм, округлых бледных телец, плохо окрашивающихся, то это автолизирующиеся клетки. Наблюдения, к которым мы переходим, подтверждают наше заключение о том, что английские авторы имели дело со смесью .

Очищение удается путем повторных простых пересевов из достаточно чистой зоны, в особенности не содержащей кокковых форм. Мы лишь улучшили, насколько возможно, технику работы: мы только притрагшзались как можно легче и быстрее тоненьким стеклянным капилляром к избранному месту, исследованному микроскопически, и затем таким же образом — к новому кружку. Исследованные вышеописанным методом культуры представлялись совершенно однородными и характерными, в чем легко убедиться по фотографиям, показанным на фигурах табл. XXII—XXIV, которые свидетельствуют о микроскопической чистоте культуры. Именно с такими культурами, очень многочисленными, были получены описанные ниже результаты. Они в основном совпадают с результатами Гэтчинсона и Клэйтона, и это заставляет думать, что авторы правильно уловили характер основной формы, несмотря на наличие второй, сопутствующей.

Перейдем к детальным описаниям нашего изучения культур. Нет ничего более характерного, чем культуры на бумаге на кремнекислом геле, засеянные по нашей методике. Через 2—3 дня после пересева штрихов из молодой культуры появляются слизистые точки яркого яично-желтого цвета. Рассматривая чашку в проходящем свете, мы видим, что под пятнами бумага делается прозрачной. В последующие дни желтая слизь распространяется, образуя штрихи, которые все более расширяются, пока весь кружок бумаги не превратится в сплошной слой однородной интенсивно желтой слизи. На фиг. 24 табл. XXI показаны в красках эти штрихи нарисованные с натуры. 48 изображает последовательные посевы на четыре сектора, расположенные на одной чашке. Можно легко отличить последний посев (сделанный штрихами 5—6 дней назад), два промежуточные и, наконец, наиболее старый 12—14-дневный, где можно видеть только слой прозрачной слизи, толщиной более 1 мм.

 

Каков бы ни был размер бумаги, она претерпевает те же превращения за тот же срок, при условии, если она засеяна во многих местах минимальным количеством посевного материала при легком прикосновении платиновой или стеклянной палочки. Мы имели многочисленные большие чашки, диаметром 20 см, на которых был виден круг фильтровальной бумаги, диаметром 150 мм, целиком превращенный в слизь, точно воспроизводящую контуры исчезнувшей бумаги. Вид его необычен.

Эта слизь скоро теряет желтую окраску. Прозрачная, почти бесцветная, она напоминает слой желатины. При выдерживании во влажной камере она сохраняется без изменений в течение многих месяцев, даже если не принимать мер против заражения спорами плесени или другими организмами. Ни плесени, ни бактерии не могут, очевидно, развиваться за счет этой слизи.

 

Что касается формы, мы не можем ничего прибавить. Ее описание, исключительно точное, дано английскими микробиологами. Еще нет никаких наблюдений над тем, как бактерии разрушают волокна. Мы уже указывали, что развитие микробов концентрируется исключительно на волокнах. На препаратах волокон бумаги, взятых из желтого пятна, привлекает внимание плотность и правильность расположения клеток на волокнах. Они образуют чехол из клеток, лежащих параллельно и ориентированных в одном направлении. Часто можно видеть поразительную картину, как они располагаются, приспосабливаясь к структуре волокна. Так, если они одевают волокно, поверхность которого спирально изогнута, то они образуют такую же спираль; например, слева направо на верхней поверхности волокна, лежащего перед наблюдателем, но справа налево — следуя за поворотами спирали — с изнанки. Конечно, в препарате можно видеть много клеток, разбросанных в поле зрения, которые оторвались от чехла при приготовлении препарата, но большинство оторвавшихся клеток образует пласты, напоминающие обрывки чехла. На фиг. 1, 2, 4 табл. XXII и на фиг. 1, 3 табл. XXIII изображены эти чехлы, но фотографии не воспроизводят точного вида их, так как чехлы повреждаются при приготовлении препаратов.

 

Способ воздействия на волокна, очень характерный и всегда один и тот же, знаменателен, так как он показывает, что микроб не воздействует на вещество на расстоянии при помощи выделяемых энзимов, но только при непосредственном контакте.

Подвижность. Вопрос о подвижности этих организмов — не решен. Наши предшественники считают, что они наблюдали в висячей капле вращательные движения, а также некоторые перемещения в жидкости, но подвижность была слабо заметна. Им не удалось показать наличие жгутиков. Мы, со своей стороны, не отмечали подвижности в жидкости даже при наблюдении в темном поле. Тем не менее нам представляется невозможным совершенно отрицать способность к движению, так как они правильно располагаются на волокнах, а расположиться в порядке было бы совершенно невозможно в случае полной неподвижности. Так как дело идет о перемещении на твердом теле, наиболее правдоподобно предположить ползущее движение.

 

 

 

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

 

 

Последние добавления:

 

Ферсман. Химия Земли и Космоса

 

Перельман. Биокосные системы Земли

 

БИОЛОГИЯ ПОЧВ

 

Вильямс. Травопольная система земледелия

 

История русского почвоведения

 

Качинский - Жизнь и свойства почвы

 

Вернадский - ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО