Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Виноградский. МИКРОБИОЛОГИЯ ПОЧВЫ

ПЕРВЫЕ АВТОТРОФЫ. Серобактерии

 

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

 

Ферсман. Геохимия - химия земли

 

Гидрогеохимия. Химия воды

 

Минералогия

минералы

 

Химия почвы

 

Круговорот атомов в природе

 

Книги Докучаева

докучаев

 

Происхождение жизни

 

Вернадский. Биосфера

биосфера

 

Отношение серобактерий к питательным органическим веществам

 

Отношение Beggiatoa к органическим веществам можно охарактеризовать в немногих словах.

 

Не подлежит никакому сомнению, прежде всего, что этот организм предпочитает естественную или искусственную сероводородную воду всякой другой питательной среде. Однако анализы воды из естественных источников, произведенные Бунзеном (Вальдквелле около Бад-Лангенбрю- кена), Миллером (Бадей около Цюриха), Фрезениусом (Вейльбах) показали, что эти воды содержат лишь ничтожные следы органических веществ типа «гумуса» (Фрезениус). Указанные данные позволяют думать, что эти следы удовлетворяют потребность Beggiatoa как с качественной, так и с количественной стороны.

 

Я делал все возможное для того, чтобы культивировать их на жидких средах, согласно классическим бактериологическим правилам. Эти среды содержали в небольшом количестве следующие вещества: 1-я — пептон, 2-я — пептон и сахар, 3-я — сахар и азотнокислый аммоний, 4-я — сахар и виннокислый аммоний, 5-я — аспарагин и соли виннокаменной кислоты, 6-я — настой и отвар из различных растений.

 

Но я не мог добиться решительно никакого успеха. В этих средах нити гибли на глазах. В очень разбавленных растворах они оставались живыми дольше, но пребывали в них совершенно инертными.

 

Чтобы ответить на вопрос, относятся ли эти бактерии к тому же физиологическому типу, что и нитчатые серобактерии, я должен был выяснить следующее: 1) образуются ли включения серы в клетках этих микроорганизмов, так же как и в клетках нитчатых серобактерий; 2) растворяются ли эти включения вследствие окисления; 3) необходим ли этот избыток серы для их существования.

 

В своих опытах я пользовался различными видами Beggiatoa, отличающимися толщиной их нитей. Обычно все нитчатые серобактерии, содержащие включения серы, объединяются авторами в один единственный род Beggiatoa; к этому роду относится также форма, названная Энглером (Engler) В. alba var. uniserialis. Эта разновидность и ей подобные по своим морфологическим свойствам так сильно отличается от представителей рода Beggiatoa, что я был принужден создать новый род бесцветных нитчатых серобактерий — Thiothrix, описание которого приводится в статье, посвященной морфологии серобактерий.

 

Что касается пурпурных серобактерий, или Thiorhodaceae, то исследователь сталкивается прежде всего с тем, что они очень мало изучены. Не касаясь морфологии их, чему я намерен посвятить следующую статью, упомяну только виды, описанные Коном, да и то лишь для того, чтобы ответить на некоторые вопросы, связанные с их физиологией.

 

Monas okenii (Кон, цитировано выше, стр. 164, табл. VI, фиг. 2; Цопф, Морфология дробянок — Morphologie der Spaltpflanzen — табл. V, фиг. 17—19).

 

Организм имеет форму монады. С интересующей нас точки зрения он не отличается от Beggiatoa и развивается только в сероводородной воде; достаточно иногда нескольких минут, чтобы увидеть в клетках появление первых включений серы, не содержавшихся в них ранее. Эти монады очень подвижны и сами регулируют свою потребность в кислороде. Не трудно убедиться, что они не способны жить в среде, лишенной сероводорода, и быстро гибнут в таких условиях. Симптомами угнетения служат: обесцвечивание, потеря подвижности, вакуолизация плазмы. В конечном итоге клетки превращаются в желтоватые сгустки, которые пожираются амебами. Попытки культивировать пурпурные серобактерии в питательных растворах, содержащих пептон или аспарагин, оказались безуспешными.

 

Образование серной кислоты удалось показать только в культурах, состоящих из смеси различных форм пурпурных серобактерий, по без примеси нитчатых серобактерий, что устанавливалось строгим контролем.

 

Подвижная спирилла — Ophidomonas singuinea — ведет себя точно так же, как и только что указанные формы.

 

Clathrocystis roseo-persicina (Кон, цитировано выше, стр. 157 табл. VI, фиг. 1—10; Цопф, цитировано выше, табл. V, фиг. 8—13) — возможно, что под этим названием объединяется смесь зооглепных форм, которые очень тРУДно отличить одну от другой. Я попытаюсь дифференцировать их в моработе, посвященной морфологии. При культивировании в сероводородной воде клетки их наполняются включениями серы; в воде, лишенной сероводорода, сера исчезает. Однако в этом случае процесс идет медленнее и не так показателен, как в случае культурных нитчатых серобактерий и одноклеточных форм. Это замедление можно было бы объяснить их неподвижностью, вследствие чего они не могут регулировать свою потребность в H2S и кислороде, что свойственно Beggiatoa.

 

Я не имел возможности исследовать многочисленные формы, описанные Коном, Вармингом, Энглером, Цопфом: Beggiatoa roseo-persicina, Sarcina sulfurata, Вас. sulfuralum, Spirillum Rosmbergii, Monas [Varmingii, Л/. mulleri и т. д. Физиология этих микроорганизмов совер- шсмшо неизвестна, ио они описаны и фигурируют как носители включении серы. Лора, наконец, поставить вопрос, принадлежат ли эти организмы к серобактериям типа Beggiatoa; говоря в более общей форме, следует ли рассматривать включения серы как признак типа, т. е. будут ли эти организмы вести себя так же, как Beggiatoa, и отлагать серу в виде капель, если их поместить в среду, ^отррую избирают Beggiatoa.

 

Я подвергал испытанию различные организмы: водоросли Spirogyra и один вид из Oscillaria, плесени Penicillium glaucum, Dematium pullu- lans, дрожжи и бактерии Saccharomyces cerevisia, Вас. subtilis, В. megatherium, Spirillum undula, Cladothrix dichotoma.

Только одни Oscillaria переносят этот режим. Оливье и Этар говорят даже о том, что им удавалось наблюдать включения серы у Oscillaria, находящихся в сульфатной воде, но что в воде, бедной сульфатами, сера не отлагается. Но эти же самые авторы утверждают, что Oscillaria не образуют включений серы в сероводородных водах О-Бонн. Это трудно понять, так как именно сероводородная вода является той средой, в которой серобактерии всегда богаты включениями серы. Иногда бывает трудно решить, лежат ли гранулы серы действительно внутри клеток или они только пристали к слизистой поверхности оболочки. Если исследовать объект при большом увеличении, «поворачивая» его в препарате, то легко убедиться в том, что сера только прилипла, >так как эти гранулы кажутся в профиль выпуклостями, сидящими на оболочке. Резюмируя, можно сказать, что опыты дали несомненно отрицательный результат.

 

Способность отлагать серу в виде капель в тех условиях, которые точно установлены для представителей рода Beggiatoa, свойственна только серобактериям. Эти включения серы следует рассматривать как определенный признак, характеризующий физиологический тип организмов, особенности которых мы только что установили.

 

Это заключение вполне правильно по отношению к бесцветным серобактериям, но ио отношению к Thiorhodciceae — оно правильно лишь до известной степени; в этом случае вопрос сложнее. Можно думать, что пурпурные серобактерии способны к фотосинтезу, так как они обладают пигментом и положительным фототаксисом.

 

О точки зрения принципов современной микробиологии, результаты этой работы, полученные с так называемыми смешанными культурами, могли казаться ошибочными, не заслуживавшими внимания, и могли навлечь на себя критику. Но я не думаю чтобы микрокультура в сероводородной воде, за развитием которой следят изо дня в день, с часу на час, культура, которая часто промывается той же водой, могла быть уязвима критикой. Нет никаких оснований для каких бы то ни было заблуждений.

 

Применявшийся способ очень трудоемок, но он приводит к более надежным результатам, чем макрокультура, получить которую абсолютно чистой подчас очень трудно и которую особенно трудно контролировать.

 

Другое дело, когда вопрос касается питательной среды, содержащей органические вещества. В этом случае воздействие обычных форм бактерий могло бы, несомненно, быстро изменить среду и подавить развитие серобактерий, если бы даже они и были способны усваивать органические вещества в чистой культуре. Но так как чистую культуру можно получить только в лабораторных условиях, то это значило бы, что серобактерии, живущие в естественных источниках, не нашли бы никогда возможности пользоваться хорошим питанием, имеющимся в местах их обитания. Они не обладают способностью разлагать органические вещества, точно так же, как громадное большинство других бактерий не может окислять элементарную серу.

 

Из всего изложенного следует, что серобактерии представляют собой новый физиологический тин, существование которого явилось неожиданностью. Энергетика этих бактерий отличается от энергетики господствующего типа организмов, а их жизненный процесс протекает по схеме гораздо более простой: энергия, необходимая для этого процесса, получается, в результате реакции из области неорганической химии — реакции окисления серы.

 

 

 

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