Факультет

Студентам

Посетителям

Происхождение термофильных микробов

Группа термофильных микроорганизмов чрезвычайно интересна прежде всего с общебиологической точки зрения.

Этот интерес порождается уже тем, что большинство термофилов живет и активно размножается при температурах, вызывающих гибель обычных мезофильдых микробов.

Как уже указывалось ранее, среди микроорганизмов, разбивающихся при повышенных температурах, встречаются бактерии, актиномицеты, грибы и водоросли. Несмотря на то, что в систематическом отношении указанные организмы далеки друг от друга, можно предположить наличие у них общих признаков, выработавшихся при жизни в весьма специфических условиях.

Касаясь особенностей термофильных микробов, прежде всего, остановимся на вопрос о возникновении термобиоза. Следует указать, что по данному поводу были высказаны весьма различные соображения.

Большинство советских исследователей рассматривает основную массу термофилов как формы мезофильных микробов, приспособившихся под влиянием определенных условий среды к жизни в зоне высоких температур. За первопричину изменений наследственности при этом принимается изменившаяся обстановка внешней среды. Данная точка; зрения исходит из представлений о наследственности и ее изменчивости, развиваемых школой дарвинистов, которую возглавили Тимирязев и Мичурин и которой в настоящее время руководит академик Лысенко.

Надо отметить, что принятие адаптационной теории не исключает возможности признания некоторых термофильных микроорганизмов как старых (реликтовых) жизненных форм, сохранившихся на земной поверхности с того времени, когда ее температура была значительно выше современной.

Температурный диапазон, в пределах которого возможно развитие микроорганизмов, обычно характеризуется так называемыми «кардинальными температурными точками» (минимальной, оптимальной и максимальной). Изменение положения этих точек приводит к существенной перестройке биохимических процессов в клетке. Это делает понятным, почему отношение к температуре у микробов является признаком относительно консервативным. Данное положение отмечается и в работе Лысенко, который пишет: «Иначе обстоит дело с теми органами, признаками и свойствами, развитие которых играет существенную роль в жизни организма… Их наследственность более консервативна, менее податлива к изменению, так как она в большей мере оберегается, опекается всей системой организма как целого». Тем не менее при изменившихся условиях жизни, как это будет показано в следующем разделе, из мезофильных микробов могут возникать термофилы и обратно. Экспериментальный материал по изменению температурного диапазона развития у микроорганизмов обширен и безукоризнен. Он подтверждает вывод, сделанный Лысенко при его работе с высшими растениями: «Таким образом, причиной изменения Природы живого тела является изменение типа ассимиляции, типа обмена веществ. Внешние условия, будучи включены, ассимилированы живым телом, становятся уже не внешними условиями, а внутренними, т. е. они становятся частицами живого тела, и для своего роста и развития уже требуют той пищи, тех условий внешней среды, какими в прошлом они сами были».

Адаптационная теория происхождения термофильных низших существ подтверждается наличием параллельных мезо — и термофильных форм у микроорганизмов, принадлежащих к весьма различным систематическим группам.

Изложенные факты делают понятным значительное сходство термофильных и мезофильных микроорганизмов по весьма существенным показателям. Однако адаптация к условиям жизни при повышенной температуре выработала у первых форм отмечаемые ниже специфические признаки, наличие которых позволяет говорить о существовании особой группы термофильных микроорганизмов.

Из более ранних исследователей адаптационную теорию поддерживали Циклинская (1899), Рабинович (1895), Бруини (Bruini, 1905) и др.

Существует предположение о зонально-географическом распространении термофилов.

Многие исследователи высказывали мысль о том, что термофилы населяют жаркий пояс земного шара, где они приспособились к жизни при высокой температуре. В частности, допускается наличие значительного числа теплолюбивой микрофлоры в почвах южной зоны, откуда она воздушными течениями вместе с пылью рассеивается по поверхности земного шара.

Данная теория недоучитывает многих моментов. В частности, например, почвы Юга в наиболее теплый период года пересыхают, поэтому не представляют благоприятной среды для развития термофилов. Эти формы на самом деле здесь представлены весьма бедно, почему почвенный покров не может являться источником массового распространения термофильной микрофлоры.

Зонально-географическая гипотеза игнорирует к тому же экологические моменты. На самом деле во всех зонах земного шара могут быть очаги с повышенной температурой (термы, самонагревающиеся массы и т. д.), где возникают предпосылки для новообразования теплолюбивых форм микроорганизмов.

Таким образом, адаптационная теория, базирующаяся на анализе экологических условий, вернее объясняет распространение в природе термофильных микроорганизмов.

Некоторые исследователи пытались рассматривать термофилы как реликтовые формы, предки которых возникли в тот период, когда на поверхности земного шара была более высокая температура, чем в настоящее время.

Это предположение о термофилах кажется на первый взгляд довольно заманчивым, тем более, что группа основных известных нам микробиологических процессов может вызываться термофилами. Следовательно, обычные мезофильные бактерии, по данной теории, являются разновидностями, возникшими при новых условиях существования земли из форм термофильного типа.

В принципе нельзя отрицать того, что некоторые термофильные микроорганизмы, обитающие в настоящее время, являются реликтовыми формами. Подобным организмом, например, многие альгологи считают термофильную водоросль Mastigocladus laminosus. Однако вряд ли можно согласиться с обобщением данной теории, которая носит чисто спекулятивный характер и не основана на каких-либо фактических данных.

Мы не считаем целесообразным долго задерживаться на предположениях, допускавших занос термофилов с других планет, обладающих более высокой температурой чем Земля. Подобная точка зрения была особенно популярной после высказываний физико-химика Аррениуса (1917). Он считал, что бактериальные споры могут при помощи светового давления довольно быстро переноситься с одной планеты на другую. Например, от Венеры, где температура 47—50°, спора может совершить путь до Земли в несколько дней. При этом игнорировалось, однако, губительное действие интенсивной ультрафиолетовой радиации, имеющейся в межзвездном пространстве.

Свои предположения Аррениус связывал с антиматериалистическим постулатом о вечности жизни. Никаких веских оснований за собой они не имеют.

Необоснованной является и мутационная гипотеза, сформулированная Лиске (Lieske, 1921) и поддерживаемая Клюйвером и Баарсом (Kluyver a. Baars, 1932).

По воззрениям сторонников данной гипотезы, в культурах меаофильных микробов могут внезапно появляться мутирующие клетки, способные размножаться в зоне высоких температур. Возникновение клеток с новыми свойствами происходит вне зависимости от влияния внешней среды. Они дают начало термоустойчивым расам соответствующих микробов. Клюйвер и Баарс в подтверждение своих взглядов приводили некоторый экспериментальный материал, показывающий возникновение в культурах мезофильных десульфурирующих бактерий клеток, развивающихся при повышенной температуре. Однако многочисленные попытки воспроизвести данные опыты оканчивались неудачей.

Таким образом, совершенно очевидно, что автогенетические установки только что упоминавшихся микробиологов могут считаться опытным путем не подтвержденными. Поэтому, более чем странно рассматривать термофилы как лабораторный артефакт, к чему склоняются Клюйвер и Баарс.

Заканчивая настоящий раздел, мы хотим еще раз подчеркнуть наличие следующих гипотез о происхождении термофильных форм микробов: адаптационной, зонально-географической, реликтовой, мутационной и космической (занос термофилов с других планет).

Факты, сообщаемые в дальнейшем изложении, подтверждают, что термофильные микроорганизмы должны рассматриваться как формы, приспособившиеся под воздействием среды к определенным условиям существования.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: