Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Виноградский. МИКРОБИОЛОГИЯ ПОЧВЫ

АЗОТОБАКТЕР

 

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

 

Культуры на средах с азотистыми питательными веществами

 

Исследованиями ряда авторов было установлено, что культуры азотобактера развиваются быстрее в присутствии органического или минерального азота; отсюда делался вывод, что эти фиксаторы азота извлекают пользу из азотистых питательных веществ в такой же мере, как бактерии, не фиксирующие азот. Что касается вопроса, способны ли азотфиксаторы к дезаминированию азотистых соединений — пептона, аминных и амидных производных, то мнения по этому вопросу расходятся, и он заслуживает специального изучения. Сейчас мы его коснемся лишь постольку, поскольку он представляет интерес для наших морфологических изысканий.

 

Совершенно очевидно, что было бы бесполезно начинать опыты в указанном направлении без уверенности в чистоте исследуемых культур и без строгого контроля в дальнейшем. Это требование является элементарным, но в интересующем нас случае оно далеко не всегда соблюдалось. Некоторые авторы, раз очистивши культуру, в дальнейшем не остерегались возможного присутствия в ней остатков посторонних зародышей микробов, которые, до тех пор пока среда была лишена ассимилируемого азота, могли сохраняться в латентном состоянии, ни в какой мере не препятствуя развитию азотфиксаторов. Но внесение азотсодержащих питательных веществ, стимулируя размножение бактерий, не способных усваивать атмосферный азот, могло привести к полному подавлению развития фиксаторов азота.

 

В настоящей работе мы хотим проследить, как отражается присутствие азотистых веществ на морфологии и развитии изучаемого нами штамма азотобактера.

 

Нами были испытаны различные комбинации питательных веществ: бульон Мартэна, пептон, аспарагин, без прибавления или с прибавлением безазотистых веществ: этилового спирта и глюкозы; наконец, аммиачный и нитратный азот с этиловым спиртом. Бульон употреблялся сам по себе, остальные вещества прибавлялись к 30 мл раствора солей (стр. 697).

 

Растворы, к которым прибавлялся в небольшом количестве мел, разливали в такие же колбы, как и в других опытах. Ниже следует список вносимых веществ с обозначением количеств в миллиграммах или в миллилитрах (для жидкостей):

1.         Бульон Мартэна                              

2.         Пептон                       100                 

3.         Пептон                       , 100                . . . 100

4.         Пептон                       100      Этиловый спирт . . . .      0,1

5.         Аспарагин                 100                 

6.         Аспарагин                 100                 

7.         Аспарагин                 100      Этиловый спирт . . .        . . . 0,1

8.         Сернокислый                        Этиловый спирт . . .        . . . 0,1

            аммоний . . . .            . 66                 

9.         Азотнокислый                                  . . . 0,1

            натрий                       . 100               

Эквивалентные дозы азота

 

Наблюдения производились в двух сериях опытов, по две параллельные культуры для каждого варианта.

 

Результаты получались следующие:

Бульон Мартэна оставался прозрачным неопределенно долгое время.

Раствор аспарагина не вызвал ни малейшего развития: наблюдалась полнейшая прозрачность в течение продолжительного времени.

Раствор пептона дал легкую опалесценцию с почти полным просветлением через 2—3 дня. Выделения аммиака не было замечено.

Все культуры с безазотистыми веществами при температуре в 30° помутнели через 14 часов. Размножение шло ускоренными темпами, характерная окраска появилась раньше, подвижность была достаточно интенсивной.

Что касается микроскопической картины, то она не отличалась больше ни однородностью, ни правильной и последовательной сменой отдельных стадий. От начала развития и до его конца под микроскопом можно было наблюдать разнообразные формы клеток, среди которых особенно привлекали внимание грушевидные и согнутые под углом. Точно так же бросалось в глаза большое количество двойных образований, развивающихся асимметрично: одна половина, раздутая в виде груши, другая,— сохраняющая форму тонкой палочки. То тут, то там попадались уродливые формы, но они в общем были довольно редки; вернее было бы сказать, что вся культура становилась отклоняющейся.

Процесс инцистирования оказался еще более нарушенным, чем при культивировании на безазотистых средах с сахарами. Культуры утратили способность к образованию цист. Если же последние и появлялись в ограниченном количестве, то подвергались процессу дегенерации, аналогично тому, как это было описано раньше.

 

В предыдущих исследованиях мы возвращались несколько раз к вопросу о действии азотистых веществ на развитие азотобактера. Опытами, частью проведенными в сотрудничестве с Земецкой, мы показали, что это действие явно неблагоприятное. Безразлично, будут ли опыты ставиться на пластинках из кремнекислого геля, заражаемых почвой, будет ли сама почва использована в качестве среды для развития микроба, или просто будут наблюдать за количеством клеток азотобактера в каждом поле зрения под микроскопом,— коротко говоря, во всех случаях, когда этот фиксатор азота будет поставлен в условия соревнования с бациллами или другими микробами почвы, присутствие азотистых веществ в среде будет угнетать его развитие.

В результате настоящих морфологических исследований можно считать, что даже в чистых культурах азотистые вещества не способствуют развитию азотобактера, который не приспособлен к их потреблению. Правда, что в этом случае количество азота, особенно органического, было значительно повышено по сравнению с минеральным, но все равно в обоих случаях развитие пошло ненормальным путем, что выразилось главным образом в отсутствии образований, обеспечивающих сохранение микроба при неблагоприятных внешних условиях.

 

Чтобы закончить изучение нашего штамма, остается еще привести некоторые данные, касающиеся жгутиков и цист.

 

Жгутики. Специальные методы окрашивания жгутиков не дали нам достаточно четких изображений. Но удается видеть жгутики при применении пашей двойной окраски: виоламин с последующей окраской

Генцианом. Подвижные клетки азотобактера большей частью монотрихиаль- ньт: но встречаются й такие, у которых имеются добавочяые жгутики, образующие маленькие пучки на одном из концов клетки.

 

Цисты. Эти образования были описаны как во многих старых работах Пражмовского и Омелянского, так и в современных (Красиль- ников, Бачинская и др.)- Прорастание цист было прсслежено этими авторами, которые, за исключением некоторых деталей, пришли к одинаковым выводам относительно общего направления в ходе развития процесса. Тем не менее многие особенности, характерные для цист,, ускользнули от названных исследователей, и прежде всего они не обратили внимания на важную роль цист в цикле нормального развития микроба.

 

Образованию цисты предшествует состояние клетки, названное нами предцистическим, которое было описано и изображено на табл. XXXI фиг. 6. Перед тем как инцистироваться, клетка сокращается, ее внутренние включения исчезают и затем она одевается двуслойной капсулой, внутренний слой которой несколько толще наружного. После этого можно считать, что циста сформировалась. Детали структуры прекрасно вы-, являются при помощи нашей методики тройного окрашивания: наружный, резко очерченный слой оболочки цисты становится бурым или черным. Он снабжен маленькими наружными выростами, вернее даже шипиками, делающими поверхность цисты шероховатой; внутренний слой окрашивается в желтый цвет; клетка, образующая центральное тело, принимает стальной, бурый или черный оттенок.

 

Такая однородность является результатом активного протекания процесса, во-время начинающегося и захватывающего сразу всю культуру. Если процесс затягивается, то однородность нарушается, так как клетки имеют тенденцию с возрастом уменьшаться в размерах (карликовость). Поэтому в культурах с медленно протекающим или уродливым инцисти- рованием часто находят то или иное количество цист гораздо меньших размеров, чем обычно, которые можно назвать карликовыми цистами. В общем же, ни размеры, ни форма цист не могут служить надежными видовыми признаками, так как они могут достаточно широко изменяться, в зависимости от особенностей клеток, из которых они образуются: клетка кРуглая или овальная, маленькая или большая даст цисту, подобную ей, Увеличенную лишь на двойную толщину капсулы. Не изменяется только Структура, вследствие чего цисты легко и сразу можно узнать, несмотря на все разнообразие их форм и размеров.

Чтобы проследить прорастание цист, то вместо помещения их в висячую каплю, гораздо легче и показательнее прибегать к изго- т°влению ряда препаратов из таких прорастающих цист последовательно в течение приблизительно двенадцати часов. Это хорошо обеспечивает непрерывность наблюдений и дает возможность воспроизводить фотографически всю последовательность отдельных стадий прорастания цист, вместо того чтобы удовлетворяться рисунками.

 

В этом случае поступают следующим образом. Высушивают капельку культуры с хорошо инцистированными клетками в центре покровного стекла,— приготовляют сразу целую серию таких препаратов и помещают их в чашку Петри, служащую влажной камерой; наносят на покровные стекла (не обезжиренные) большую каплю питательной среды и ставят в термостат. После этого остается только через каждые два часа вынимать из термостата по одному покровному стеклу, удалять с них питательную жидкость, высушивать и красить. Цисты, в стадии прорастания хорошо приклеивающиеся к покровным стеклам, дадут все последовательные стадии этого процесса через 6—10 часов от начала прорастания; иногда можно проследить все стадии даже на одном препарате.

 

Прорастание цисты начинается с перемещения центрального тела, которое занимает эксцентрическое положение. Оно вплотную прижимается к стенке цисты, прокладывает себе проход через ее оболочку, на некоторое время задерживается в образовавшемся отверстии, чтобы затем покинуть маленький пустой мешочек, каким становится к тому времени капсула. После выхода содержимое цисты имеет вид маленькой кокковидной клетки, не превышающей 1 р. в диаметре. Тотчас же она начинает вытягиваться, сначала в овальное тело, а затем в палочку, которая начинает двигаться. После этого цикл развития микроба начинается снова.

 

 

 

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