ЭНЦИКЛОПЕДИЯ

Микробы

Жара. На столе бутылка с хлебным квасом. Жидкость пенится. И вдруг газ с оглушительным шумом выбрасывает пробку. Понять, почему образовался, этот газ, можно, только зная свойства невидимых существ — микробов.

На руке мальчика ссадина. Он поленился смазать ранку иодом. Через несколько дней на руке образуется гнойная опухоль. И только нож хирурга сможет предотвратить опасные последствия. Дело в том, что вместе с соринкой в живую ткань попали микробы.

Спирохета с многочисленными жгутиками снята с помощью электронного микроскопа при увеличении в 8 тыс. раз.

Что же такое микробы? Это мельчайшие живые существа, из которых каждое большей частью представляет собой всего лишь одну клетку. Многих из них можно увидеть в микроскоп только при увеличении не меньше чем в 300—500 раз. Микробы очень разнообразны. Наиболее известны из них бактерии, актиномицеты, плесени, дрожжи. Наука о микробах — микробиология изучает главным образом различные бактерии, актиномицеты, а также плесени и дрожжи, относящиеся к грибам.

Микроскопические растения — плесени, или плесневые грибы, причисляются к микробам, несмотря на их сравнительно большие размеры и сложное развитие. Плесень состоит из многочисленных тонких ветвящихся и переплетающихся нитей — гиф. Сплетение гиф образует мицелий; это и есть тело плесени, способное сильно разрастаться. В процессе развития в отдельных его местах появляются особые, растущие вертикально гифы — конидиеносцы, на которых образуются споры — конидии. Конидии разносятся, подобно семенам одуванчика, на значительные расстояния. Оседая на почву или на растения, они при благоприятных условиях прорастают: так начинает жить новая плесень.

Бактерия снята с помощью электронного микроскопа при увеличении в 17 тыс. раз. Уплотненное содержимое бактерии окружено оболочкой и многочисленными жгутиками — органоидами движения.

Пачка дрожжей, которую покупают в магазине, — это огромное скопление живых клеток. Каждая отдельная клетка так мала, что ее можно разглядеть лишь в микроскоп. Чаще всего эти клетки округлые или овальные, диаметр их 8—10 мкм, т. е. 0,008 — 0,01 мм. У многих видов дрожжей размножение происходит спорами. В этом случае внутри каждой клетки образуется 2 или 4, а у иных и до 12 плотных телец — спор. Из каждой споры в дальнейшем возникает новая молодая дрожжевая клетка. Размножаются дрожжи и более простым способом — почкованием: в клетке появляется небольшое выпячивание, оно быстро вырастает и образует почку. Минут через 20—30 почка отделяется от материнской клетки, и молодой дрожжевой грибок начинает жить самостоятельно.

Бактерии относят также к миру растений, хотя, за очень редким исключением, у них нет хлорофилла, характерного для большинства растений. Бактерии очень малы. На булавочной головке могут разместиться сотни и тысячи бактерий. Длина клетки большинства палочковидных бактерий — от 1 до 3 мкм, длина некоторых бактерий всего 0,4 мкм. Форма их разнообразна: шарики, запятые, палочки, некоторые имеют жгутики. Размножаются бактерии делением.

У каждого вида бактерий своя определенная форма. В первых трех кружочках верхнего ряда — кокки и стрептококки; в следующих четырех из верхнего и нижнего рядов — палочковидные бактерии; в двух следующих нижнего ряда — вибрионы; в последнем — спириллы.

Шарообразные бактерии называют кокками. Если кокки располагаются разбросанно, поодиночке, их называют микрококками; если же они соединены попарно — диплококками. Кокки, собранные в цепочки, называются стрептококками; они напоминают бусинки, нанизанные на нитку. К стрептококкам относятся молочнокислые бактерии и бактерии, вызывающие нагноение.

Палочковидные бактерии также разнообразны. У одних концы клеток закругленные, у других — тупые или заостренные. Палочки, соединенные в цепочку, называются стрептобактериями. Слегка изогнутые палочки относятся к группе вибрионов, изогнутые более сильно — к спириллам.

Если соскоблить налет с зуба, поместить его на стеклышко и рассмотреть под микроскопом, то можно увидеть, как быстро проносятся, подобно змейкам, спирохеты — тонкие нити со множеством завитков. Эта спирохета довольно безобидна, но среди спирохет есть и очень вредные, например возбудитель возвратного тифа.

Своеобразную группу микробов представляют актиномицеты, или лучистые грибы, встречающиеся обычно в почве. Актиномицеты образуют длинный, иногда свыше 600 мкм, ветвистый, очень тонкий мицелий, ширина его не превышает 0,8 мкм. Актиномицеты на питательных средах образуют колонии, которые состоят из мицелия, растущего на поверхности среды. Кроме того, они образуют воздушный мицелий, на котором появляются конидиеспоры. При помощи их актиномицеты размножаются. Они могут размножаться и отдельными кусками мицелия.

Большинство микробов не переносят неблагоприятных условий внешней среды. Они гибнут от высокой температуры, ультрафиолетовых лучей, сильно действующих химических веществ. Но некоторые виды бактерий могут переносить и трудные условия жизни. У одних бактерий, например у туберкулезной палочки, оболочка тела пропитана изолирующим веществом, напоминающим воск, у других — оболочка покрывается слизью. У некоторых бактерий при неблагоприятных условиях часть содержимого клетки уплотняется, обезвоживается и превращается в спору с плотной оболочкой, которая пропитана смолоподобными веществами, устойчива к внешним воздействиям и почти непроницаема для воды и кислот. Попадая в благоприятные условия, спора набухает, прорастает и превращается в обычную активную бактерию. Бактерии, образующие споры, называются бациллами.

Спорообразующие микробы встречаются в почве часто. Во время одного опыта было обследовано 94 вида различных почвенных бацилл. Из общего числа выделенных бацилл 43% не погибли после пятичасового кипячения, 15% оставались живыми, пробыв 12 часов в кипятке, а 11% сохранили жизнь даже после тридцатичасового кипячения. Конечно, такое испытание выдерживали не сами бациллы, а только их споры.

Микробиолог должен знать потребности и свойства самых различных бактерий, дрожжей, плесеней. Сообразно с их свойствами приготовляют в лабораториях различные питательные смеси, на которых могут быть выращены отдельные виды микробов. Такая смесь называется питательной средой.

Ученые нашли приемы выращивания, или, как говорят, культивирования, микробов в лабораторных условиях, в том числе и наиболее вредных — возбудителей чумы, столбняка, холеры, дифтерии. Выращивают микробов в специальной питательной среде — на мясных и рыбных бульонах и отварах. В бульон добавляют желатин или агар-агар; в этом случае питательная среда приобретает вид студня. На поверхности студня тончайшим слоем размазывают каплю с разведенной в ней почвой или другим веществом, в котором обитают микробы. Этот этап опыта называют посевом.

Микробное население исследуемой капельки более или менее равномерно размещается на сравнительно большой площади. Каждый микроб размножается на том месте, где он осел. Уже через сутки вокруг этого места появляется его многочисленное потомство. Одну бактерию не увидишь без микроскопа, но миллиарды их, тесно прилегающие друг к другу, занимают площадь в несколько миллиметров. Такое скопление на поверхности плотной питательной среды однородных микробов называют колонией. Методом посева на жидкую или твердую питательную среду определяют степень заселенности микробами почвы, воды или пищевых продуктов.

Частичку отдельной колонии легко переселить в пробирку с питательной средой. Это уже будет разводка однородных микробов, которую называют чистой культурой. Метод чистых культур широко используется в промышленности, медицине и сельском хозяйстве.

Он позволяет не только обнаружить и выделить невидимого врага, но и приготовить против него защитные средства. Активные чистые культуры дрожжей используются на хлебозаводах, молочнокислых бактерий — для производства сыров, молочной кислоты, ацидофилина и многих других ценных продуктов.