Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Виноградский. МИКРОБИОЛОГИЯ ПОЧВЫ

МОРФОЛОГИЯ БАКТЕРИЙ

 

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

 

ПУРПУРНЫЕ СЕРОБАКТЕРИИ. ДАННЫЕ ОБ ИХ ФИЗИОЛОГИИ

 

В моем исследовании над серобактериями, приведенном выше, было люказано, что пурпурные серобактерии избирают среду, содержащую H2S, так как для их развития необходим источник элементарной серы. С тех пор я провел аналогичные опыты с различными формами, изучая -одновременно и их морфологию; я убедился в том, что это действительно однородная группа микроорганизмов с точки зрения их физиологии, близкая к бесцветным серобактериям, так как она так же нуждается в сере, как в источнике энергии.

 

Несмотря на общие свойства, эти две группы селятся в различных местах обитания. Так, например, группа пурпурных серобактерий довольно редко встречается в сероводородных источниках, излюбленных местах обитания бесцветных. Напротив, они чрезвычайно пышно развиваются в морских прибрежных водах или в озерах, в глубине которых содержится H2S.

 

Они ведут себя иначе и в лаборатории в накопительных культурах, поставленных так же, как в опытах с Beggiatoa и Thiothrix. Пурпурные серобактерии появляются непременно на освещенной стороне сосуда, где образуют своего рода ярко окрашенную пленку, выстилающую стенки, обращенные к свету.

 

Замечательно также, что эта окрашенная пленка простирается до дна -сосуда, наполненного водой с высоким содержанием H2S. Еще Кон приспел к выводу, что эти пурпурные бактерии способны развиваться в анаэробных условиях. Однако это мнение можно дрииять лишь с оговоркой, так как пленка, выстилающая освещенную сторону сосуда, состоит не только из рассматриваемых микроорганизмов, но содержит примесь разнородных форм, в которой видное место занимают организмы, обладающие хлорофиллом или фикохромохм, в частности, как будет указано далее, мелкие кокковидные формы, палочки и очень тонкие нити зеленых бактерий. Пурпурные серобактерии развиваются в тесном контакте с ними. Отсюда следует, что при достаточном освещении они могут доставлять пурпурным бактериям необходимый им кислород. Однако, если кислород быстро поглощается, они могут переносить и среду, очень бедную кислородом, но не лишенную его совсем, в частности, ночью при недостаточном освещении.

 

Другая выдающаяся особенность микроорганизмов этой группы заключается в том, что они обладают пигментом, получившим специальное название — бактериопурпурин (Рей-Ланкестер). Спектр этого пигмента изучали Рей-Ланкестер, Варминг и Энгельман. Согласно Рей-Лан- кестеру, пигмент не растворим в воде, в алкоголе, в хлороформе, аммиаке, в уксусной и в серной кислотах. Горячий спирт вызывает коричневатую окраску, а под влиянием хлороформа пигмент принимает густой оранжевый оттенок.

 

Я старался пополнить эти микрохимические данные, испытывая с этой целью кусочки пленок, взятых из моих накопительных культур. Абсс- лютный алкоголь быстро и полностью обесцвечивает пигмент. Под влиянием эфира и хлороформа он медленно принимает коричневый оттенок. Такое же действие оказывает дистиллированная вода на холоду; при на- зревании эта окраска переходит в желтую.

 

Окислители — азотная кислота, бромная вода — быстро разрушают пигмент. Кислоты — соляная и уксусная — изменяют оттенок пигмента: сначала он принимает яркокрасную окраску, затем оранжевую, которая переходит далее в окраску цвета ржавчины. Аммиак и поташ не оказывают почти никакого действия. Особенно характерна реакция с концентрированной серной кислотой. Если высушить кусочек пленки на предметном стекле и прибавить к ней каплю серной кислоты, то пленка немедленно сильно синеет и через несколько часов приобретает коричневый оттенок.

 

Все виды этой группы реагируют одинаково. Это указывает на то, что все они обладают пигментом, сходным по своей природе.

 

Между тем оттенки пигмента очень различны. Довольно трудно, однако, дать полное представление о всем разнообразии окраски — пурпурная, розовая, как у цветка персикового дерева, красная, как у цветка гиацинта, розовая, оранжевая, красная, как вино, красно-коричневая, коричневая — можно наблюдать все эти оттенки. Различные оттенки появляются, вероятно, под влиянием условий культивирования. Крупные, интенсивно окрашенные формы Chromatium более всего пригодны для наблюдений над изменением оттенков пигмента под влиянием условий культивирования. Так, например, в культурах с высоким содержанием сероводорода они окрашены в густой красно-лиловый цвет. Если же не удается поддерживать эти условия постоянными, особенно когда падает концентрация сероводорода вследствие постепенного проникновения н культуру воздуха, то появляется гамма оттенков в том порядке, как «>то указано выше. В конце концов последовательная смена оттенков заканчивается коричневой окраской, что отмечали также Рей-Ланкестер, Кон и Варминг.

 

Окраска становится ярче, если добавить к культуре немного сернистого железа или раствор карбоната марганца. Трудно сказать, благоприятствуют ли эти металлы именно пигментообразованию; однако количественные определения показывают, что они составляют значительный процент: так, найдено, что пленка, состоящая из различных пурпурных бактерий, высушенная при 100°, содержала 3,70% окиси железа и 2,37% закиси марганца.

 

Микрокультура по методу, описанному для бесцветных серобактерий, представляет некоторые трудности. Причина этого заключается в том, что пурпурные серобактерии ведут себя как анаэробы, но в то же время нуждаются в кислороде для окисления капель серы; однако они переносят только очень слабое давление кислорода, регулировать которое в микрокультуре очень трудно.

 

Напротив, их привлекают более высокие концентрации H2S, чем Beggiatoa. Так, они переносят и даже, повидимому, процветают в воде, насыщенной этим газом, бесцветные же серобактерии быстро погибают в этих условиях.

 

После длинного ряда неудач, мне пришла мысль попытаться имитировать условия, наблюдающиеся в накопительной культуре, где эти организмы обильно развиваются, находясь в тесном сообществе с зелеными бактериями. Эти последние — мелкие палочки и очень тонкие нити —не мешают микроскопическим наблюдениям над пурпурными серобактериями. Оставалось только ввести их'в микрокультуру и позаботиться о том, чтобы рассеять их небольшими группами слабым током воды. Результаты оказались чрезвычайно благоприятными. Было видно, как подвижные клетки, в частности формы из рода Chromatium, собираются вокруг групп зеленых микроорганизмов, пробираются внутрь этих групп или снуют в непосредственном соседстве с ними. Этот прием давал возможность применить микрокультуру для изучения группы пурпурных серобактерий и следить неделями и месяцами за циклом их развития.

 

Кислород, выделяемый зелеными бактериями в этих условиях, даже при рассеянном свете зимнего дня, обеспечивает, очевидно, потребность пурпурных бактерий в этом газе: видно, как исчезают капли серы, как они образуются вновь, и все это происходит так же, как и у бесцветных серог бактерий.

 

Что касается потребности в питательных органических веществах, то достаточно ничтожных следов их, чтобы получить относительно пышный рост пурпурных бактерий. Это не возбуждает никакого сомнения, так как они хорошо развиваются в воде, обесцвечивающей всего 0,3 мл пер- манганата калия на 100 ООО .

 

Энгельман изучал, какую роль играет бактериопурпурин, т. е. подобен ли он хлорофиллу и может ли микроорганизм ассимилировать углекислоту с выделением кислорода при помощи этого пигмента. Индикатором на выделение кислорода служила гнилостная бактерия — Bacterium termo. Согласно автору, эта бактерия приобретает подвижность только в присутствии кислорода. По движению Bacterium termo судили о выделении кислорода в присутствии пурпурных бактерий (мелкой формы Chromatium) в препаратах без доступа воздуха. Первая серия опытов дала отрицательный результат. Движение индикаторного организма прекращалось через несколько минут. В опытах со спириллой, еще более чувствительной к содержанию кислорода, согласно автору- были получены такие же результаты, хотя в этом случае применялась установка, усиливающая действие света. На основании своих опытов автор пришел к заключению, что пурпурные бактерии неспособны выделять кислород под влиянием света. В следующей работе автор возвращается к этому вопросу и на этот раз получает диаметрально противоположные результаты. «То, что я не мог показать ранее,— пишет он,— т. е. выделение кислорода Bact. photometricum (или, что то же,— Chromatium), удалось мне теперь." Бактериопурпурин представляет собою настоящий хлорофилл ».

 

Итак, вопрос, изучавшийся двумя сходными методами, разрешен, как это видно, двояко, причем одно решение — определенно отрицательное, другое — определенно положительное. Иначе говоря, вопрос остается открытым и подлежит дальнейшему изучению более надежным методом.

 

 

 

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