Наука о жизни. Мир малых существ

 «Рассказы о русском первенстве» — читайте интересные статьи из этой книги, с продолжениями! Вы узнаете о реальном вкладе русских ученых и изобретателей в развитие мировой науки и техники.  Микробиология тесно связана с медицинской наукой и сельским хозяйством. Она помогает человеку бороться со многими болезнями. В создании всех областей микробиологической науки большую роль сыграли русские ученые.

В природе непрерывно происходит кругооборот веществ. Растение, питаясь минеральными и газообразными веществами, вырабатывает органические вещества, служащие пищей животным. Органические вещества в теле животного еще более усложняются, пока, наконец, после смерти живого существа органическая материя не превратится снова в простые минеральные и газообразные вещества.

«Какими же средствами пользуется природа для столь чудесного превращения? —спрашивал известный французский химик Лавуазье во второй половине XVIII века. — Каким образом она делает возможным образование веществ, способных гореть, бродить, гнить, из соединений, не имеющих, ни одного из этих свойств?»

Эту тайну раскрыл русский ученый Сергей Николаевич Виноградский, показав роль микроорганизмов в кругообороте азота. Одни бактерии, разрушая белковые вещества, переводят их в соли азотистой кислоты, другие превращают эти соли в селитру, то есть пищу растений, и атомы азота снова могут начать свое путешествие по растительному и животному организму.

С. Н. Виноградский своими работами раскрыл не только участие микроорганизмов в кругообороте азота, но и показал, как открытые им бактерии, селясь в мельчайших трещинах камней, могут дать начало образованию азотной кислоты, способствующей разрушению горных пород и образованию почвы. Возможно, что эти бактерии в какой-то период жизни земли были теми «тружениками», которые готовили на нашей планете почву для растений.

Замечательный русский ученый признан основоположником почвенной микробиологии. Виноградским была также раскрыта громадная роль микроорганизмов и в кругообороте железа в природе.

На дне многих исчезнувших ныне водоемов находятся богатейшие залежи железа, накопленные здесь в течение тысячелетий бесчисленными колониями микроорганизмов.

Если посмотреть на руду под микроскопом, то увидим что-то вроде войлока из бурых нитей. Эти нити представляют собой микроскопические трубочки —домики железобактерий. Вода, проникая внутрь трубочек, приносила с собой растворенные соединения железа и кислород. В результате жизнедеятельности бактерий железо окислялось и откладывалось на внутренних стенках студенистых трубочек; погибающие бактерии устилали дно водоемов толстым слоем ценной руды.

Изучение микроорганизмов сильно затруднено тем, что количество их в объеме одной капли громадно, оно обозначается шести-семизначной цифрой. Казалось, невозможно разделить микробы по видам, но Виноградский указал, как это сделать. Его метод заключается в том, что создаются такие условия, в которых только избранный микроорганизм может проявить свою деятельность, а развитие других видов при этом задерживается или подавляется вовсе. Метод Виноградского получил признание во всем мире, им до сих пор пользуются для выделения бактерий в чистом виде.

Несмотря на то, что микроорганизмы стали изучаться с момента изобретения микроскопа, то есть с конца XVII века, роль их в природе оставалась неизвестной до середины XIX века, и лишь работы Виноградского заложили научные основы изучения процессов, протекающих под влиянием микроорганизмов.

Когда Виноградский на основании своих исследований установил, что бактерии являются бесхлорофилльными растительными организмами, открытие это удивило весь научный мир. Оказалось, что есть мельчайшие существа, которые живут не за счет энергии солнечных лучей, а за счет химической энергии.

Открытие микроорганизмов, которые живут и развиваются только при наличии неорганических веществ, имеет очень большую ценность. Оно помогло выяснить, как из неорганических веществ возникает жизнь.

С 1879 года началась научная деятельность Бориса Лаврентьевича Исаченко. Получив богатое научное наследство от своих соотечественников, он, в свою очередь, необычайно развил микробиологию. Он раскрыл роль микроорганизмов, развивающихся в водных бассейнах. В казавшемся ранее безжизненным Северном Ледовитом океане академик Исаченко обнаружил богатую жизнь. Исследуя полярные воды, он нашел, что микробиологическое население морей в своей деятельности связано с общим кругооборотом химических элементов в природе.

Мощные залежи черного ила в наших одесских лиманах и некоторых соляных озерах обладают целебными свойствами и широко используются медициной. Лечебная грязь была известна очень давно, но научное объяснение ее происхождения дал впервые Исаченко. Он нашел в ней микроорганизмы, в результате жизнедеятельности которых она образуется.

После работ Исаченко открылась возможность с помощью этих микробов вырабатывать лечебную грязь искусственным путем. То, что требовало в природе тысячелетий, осуществляется сейчас за несколько месяцев.

Академик Исаченко дал объяснение и этому явлению, как саморазогревания и даже самовозгорания различных веществ растительного происхождения — зерна, фрезерного торфа и других — при хранении их в больших количествах. Он доказал, что саморазогревание и самовозгорание происходит также в результате жизнедеятельности микроорганизмов.

Известно, что лишь в верхних слоях Черного моря есть жизнь. Ниже 150 метров от поверхности все безжизненно и мертво. Газ сероводород, которым насыщены глубинные слои черноморской воды, губителен для живых организмов.

Как же накопилось такое большое количество сероводорода в морской воде?

На этот вопрос ответили русские ученые, участвовавшие в экспедиции Андрусова по исследованию воды Черного моря.

Работами этой экспедиции было доказано, что сероводород образовался в море в результате жизнедеятельности микробов. Сероводородная вода Сочи-Мацестинского курорта славится своими лечебными свойствами во всем мире. Теперь, когда выяснены условия ее образования, становится возможным получить такую лечебную воду искусственным путем или ускорить процесс образования ее в тех местах, где он слабо выражен.

Велики заслуги отечественной науки в исследовании мельчайших микроорганизмов— вирусов.

В 1886 году знаменитый русский микробиолог Н. Ф. Гамалея опубликовал в журнале «Русская медицина» результаты проведенных им исследований чумы рогатого скота. Желая найти в крови больных животных болезнетворные бактерии, Гамалея пропускал эту кровь через фильтр, задерживающий бактерии. Однако на фильтре бактерий не обнаружилось, и профильтрованная кровь сохранила способность заражать животных чумой.

Вскоре аналогичное открытие было сделано и в другой области биологии 14 февраля 1892 года в Петербурге состоялось специальное заседание Российской Академии наук, на котором русский ученый Дмитрий Иосифович Ивановский выступил с докладом о болезни табака.

Ивановский искал микроб, вызывающий мозаичную болезнь табака, в соке больных растений. Для этого он, так же, как и Гамалея, профильтровывал сок через лучшие фильтры, которые могли бы задержать бактерии. Однако сок все-таки оставался заразным дня здоровых растений. Величина бактерий была, видимо, значительно меньше пор фильтра, и они фильтровались вместе с соком. Оставалось предположить существование новых мельчайших бактерий. Их назвали фильтрующимися вирусами («вирус» по латыни — яд).

Так был открыт новый невидимый враг человека, растений, животных.

Смертоносным ураганом пронесся в 1918—1920 годах по земному шару грипп. Он унес около 20 миллионов человеческих жизней, что в три раза превысило потери за все годы первой мировой войны. Грипп также вирусная болезнь.

В своих опытах Д. И. Ивановский впервые наблюдал размножение вирусов на искусственной питательной среде. В связи с этим он пришел к выводу, что вирус мозаичной болезни табака «способен жить и размножаться в искусственных питательных средах».

Очень интересными являются опыты советского ученого Г.М.Бошьяна, доказывающие необычайную выносливость вирусов, которые остаются живыми даже после длительного кипячения.

Открытия советских ученых создают «новую теоретическую основу в учении о природе микроорганизмов, о вызываемых ими заболеваниях, иммунитете и позволяют по-новому использовать вакцины, лечебно-профилактические сыворотки и другие биологические препараты».

Более ста лет тому назад русский врач П. Ф. Горянинов выпустил книгу «Грибы, плесени и пылевики в медико-хирургическом и других отношениях», в которой описал целебные свойства плесневых грибков.

Лечебным свойством этих грибков еще в XIV веке пользовались лекари Дмитрия Донского. Это испытанное средство широко применялось в практике русской медицины.

Во второй половине XIX века русские ученые приступили к изучению лечебных свойств плесневых грибков. В 1871 году в «Военно-медицинском журнале» и одновременно в немецкой медицинской прессе была опубликована работа ученика С. П. Боткина В. А. Манассеина «Об отношении бактерий к зеленому кистевику и о влиянии некоторых средств на развитие этого последнего». В этой работе были подробно описаны биологические свойства кистевидной плесени пенициллиум и рассказано о губительном действии этой плесени на болезнетворные микроорганизмы.

Своими опытами Манассеин доказал, что даже в питательном бульоне, расположенном над такой плесенью, микроорганизмы не развиваются и гибнут.

Через шесть лет после открытия Манассеином губительных для микробов свойств плесени пенициллиум русский врач П. В. Лебединский опубликовал свою работу «Об энтологическом значении плесени для животных организмов», в которой писал, что питание продуктами, содержащими незначительное количество плесени пениииллиум сильно уменьшает количество бактерий в кишечных выделениях.

Лечебные свойства плесени пенициллиум в 70-х годах прошлого века использовал в своей практической деятельности еще един русский ученый — А. Г. Полотебнов, выпустивший в 1873 году свою работу «Патологическое значение плесени».

Илья Ильич Мечников с успехом использовал также молочнокислые бактерии для подавления вредных, гнилостных бактерий, населяющих кишечник человека.

Так русские ученые заложили основы учения об антибиотиках — продуктах жизнедеятельности одних микроорганизмов, угнетающих других, особо вредных для человека бактерий.

Что же происходит с микробом, когда на него действует антибиотик? Живые микроорганизмы содержат ферменты, то есть активные органические вещества, способные или расщеплять, или синтезировать необходимые продукты внутри клетки. Антибиотик легко вступает в соединение с ферментом микроба, связывает последний и таким образом тормозит его жизненный процесс.

Пенициллин был первым антибиотиком, полученным из плесени пенициллиум. Путь к пенициллину проложили русские ученые — Манассеин, Лебединский и Полотебнов. Им, а не англичанину Флемингу, принадлежит первенство в открытии этого важного лечебного средства.

В 1914 году русский ученый Краинский изучил и подробно описал почвенный грибок, из которого совсем недавно выделен антибиотик — стрептомицин, убивающий многие болезнетворные бактерии, в том числе и туберкулезные.

В 1909 году русский ученый Лященко обнаружил, что антибиотические вещества содержат также ткани тела и соки живого организма. Так, например, слюна содержит особое вещество, которое обладает свойством угнетать микробов. Позднее это вещество найдено было английским ученым Флемингом в слезе и получило название — лизоцим. Антибиотические вещества содержатся также в красных кровяных шариках. Выделенный из них антибиотик — эритрин — убивает дифтерийных бактерий.

Замечательным антибиотическим свойством обладает также чистая кожа человека. Она убивает попавшие на нее микробы.

В настоящее время выяснено химическое строение многих антибиотических веществ, благодаря чему открылся путь к искусственному их получению. В 1946 году был осуществлен синтез пенициллина. Многие другие антибиотические вещества вырабатываются сейчас также синтетическим путем.

В 1928 году профессор Томского университета Б. П. Токин открыл антибиотические вещества и в растениях. Оказалось, что растения выделяют летучие вещества, губительно действующие на микроорганизмы. Токин назвал эти вещества фитонцидами, то есть «растительными губителями».

Смерть микроорганизмов от фитонцидов наступает очень быстро.  В течение нескольких минут ветка черемухи убивает микробов в поставленном рядом стакане воды.

Но действие фитонцидов разных растений неодинаково. Сильнее всего действует чеснок. В четыре раза слабее фитонциды лука. Пары растертою чеснока убивают микробов в течение нескольких секунд. Известно, что в 1612 году русские лекари спасали народ от чумы, рекомендуя натирать тело чесноком.

Сок лука ядовит для микробов даже при разведении 1х100 и сохраняет свою силу в течение пяти месяцев.

Достаточно две-три минуты пожевать лук, чтобы полость рта очистилась от микробов.

Растительный мир, столь богатый фитонцидами, меньше страдает от болезнетворных микробов, чем животный.

В аромате цветов обнаружена ценная особенность — он обезвреживает воздух. Открытие Токина имеет громадное значение в выборе растительности для озеленения населенных пунктов, в практической медицине, в сельском хозяйстве.

Источник: Болховитинов В. и др. Рассказы о русском первенстве. Москва: Изд-во ЦК ВЛКСМ «Молодая гвардия», 1950. 424 с. С.356-362.