Проблема самозарождения микроорганизмов
Открытие мира микробов послужило новым источником доводов в пользу теории самозарождения, поскольку спонтанное возникновение таких мелких и просто организованных существ, как микробы, казалось, само собой разумеющимся.
Острая и длительная дискуссия между Л. Спалланцани и Д. Нидхэмом по вопросу о возможности самозарождения жизни не привела к какому-либо окончательному решению. Вопрос оставался открытым вплоть до 1836 г., когда химик Ф. Шульце, работавший в лаборатории Э. Митчерлиха, возобновил изучение этой проблемы, пытаясь выяснить влияние воздуха на самозарождение и гниение. Именно вопрос о качестве воздуха, который якобы становится непригодным для развития зародышей в сосудах с прокипяченным бульоном, был основным аргументом в пользу самозарождения у его защитников. Шульце очищал вводимый в сосуды воздух не путем прогревания, как делал Спалланцани, а пропуская его через сосуды с серной кислотой. Жидкости в сосудах Шульце оставались'длительное время стерильными.
Сходные опыты провел в 1837 г.. Шванн, который вводил в сосуды с питательным бульоном воздух, пропущенный через раскаленную металлическую трубку. Пытаясь доказать, что такой воздух не утрачивает способности поддерживать жизнь, Швалн помещал в него животных, которым это не причиняло никакого вреда. Отсюда он сделал заключение* что гниение питательного субстрата может начаться только при попадании в стерильный бульон живых микробов извне.
Опыты Шульце и Шванна не убедили сторонников самозарождения* продолжавших утверждать, что при химической и термической обработке воздух существенно изменяется. Дело осложнялось тем, что аналогичные эксперименты других исследователей приводили к весьма противоречивым результатам. Возражения сторонников самозарождения в значительной мере потеряли силу благодаря опытам Г. Шредера и Т. фон Душа, которые в 1854 г. для предотвращения проникновения микробов в стерильные питательные растворы впервые применили пробку из ваты.
Результат был тот же, что и при химической и термической обработке воздуха. Однако ввиду того, что действие ватного фильтра оказывалось не всегда надежным и авторы не могли определить истинной природы бродильного начала, сторонники самозарождения не складывали оружия.Следует отметить, что борьба двух концепций велась не только в. пределах лабораторных опытов, но нашла выход и в практику. Еще*
в 1810 г. французский предприниматель Щ. Аппер, использовав результаты опыта Л. Спалланцани, нашел, что растительные и животные пищевые продукты, помещенные в герметически закрытые сосуды и прогретые б кипящей воде, сохранялись неопределенно долгое время. Инициативный промышленник нашел практическое применение обнаруженному Л. Спалланцани факту и положил начало производству консервов. Отсутствие самозарождения микробов получило косвенное .подтверждение и в практике пивоваренной и спиртовой промышленности.
Таким образом, исследования по проблеме самозарождения микроорганизмов в первой половине XIX в. не только обогатили науку, углубив представления о бактериях, но и частично раскрыли их роль в природе и значение в хозяйственной деятельности человека. Однако вопрос о самозарождении микроорганизмов до опытов Л. Пастера так и не был снят.
Морфология и систематика микроорганизмов
Открытие и накопление сведений о бактериях, естественно, возбудили интерес к изучению их строения, способов движения и размножения, а также вызвали первые попытки их систематизации. Изучение морфологии микроорганизмов и их классификация составили первый морфологический период в истории бактериологии.
В течение длительного времени после открытий Левенгука все микроорганизмы, в том числе и бактерии, относились к особому классу животных — «анималькулей». К. Линней объединил все микроскопические существа в группу «Chaos», отметив тем ¦самым отсутствие каких бы то ни было критериев для их систематизации. Однако это не означало, что Линней не интересовался микроорганизмами, как обычно принято ¦считать.
В 1767 г. внутри групиы «хаос» он уже выделил пять семейств — Redivivum, Protheus, Fungorum, Ustilago и Infusorium. К последним он отнес наиболее мелкие микроорганизмы. Согласно немецкому историку бактериологии Ф. Лефлеру, Линней написал более 54 статей, в которых высказал теоретические соображения о возможной роли бактерий в природе, в частности в возникновении болезней.Принцип бинарной номенклатуры, которую Линней применил при построении своей классификации, был впервые использован для классификации микроорганизмов О. Мюллером. Он же впервые после Левенгука дал в 1773 г. вполне четкое описание нескольких видов бактерий. Так, в составе выделенных им родов Monas и Vibrio были описаны и изображены не менее 15 видов различных бактерий. Мюллер, сразу же завоевавший славу крупного авторитета по морфологии и систематике «инфузорий», был сторонником их животной природы.
В первой половине XIX в. классификация бактерий была усовершенствована Эренбергом, который разделил весь класс инфузорий на 22 семейства, три из которых — Cripthomonadina, Monadina и Vibrionia — объединяли бактерий. Семейство Monadina было подразделено на четыре рода — Bacterium, Spirillum, Spirochaeta и Vibrio. Это деление сохранило свое значение до сегодняшнего дня.
В вопросе о морфологическом строении представителей этих родов Эренберг продолжал придерживаться убеждения о сложной организации всех представителей класса инфузорий. Наблюдаемый им «хоботок» (Bus- sel), по-видимому, пучок жгутиков, он считал органом восприятия пищи. Судя по всему, Эренберг располагал для наблюдения бактерий достаточными техническими средствами, хотя это и не спасло его от грубых ошибок в описании их строения.
Как уже отмечалось, морфологические взгляды Эренберга встретили
сильную оппозицию оо стороны Дюжардена. В своем труде о микроскопическом .строении, микроорганизмов (1841), в частности бактерий, последний сосредоточил основное внимание на семействе Vibrionia, в котором выделил три рода: Bacterium — с четырьмя видами, Vibrio —
с четырьмя видами и Spirillum — с тремя видами.
Выделенный Эрен- бергом род Spirochaeta Дюжарден исключил из своей системы. Хотя tДюшарден и не описал новых видов бактерий, его классификация сыграла существенную роль в бактериологии, так как она строилась на более правильных представлениях о строении микроорганизмов.
В 1849 г. немецкий ботаник К. Негели, исследуя одноклеточные водоросли и бактерии, обратил внимание на морфологическое сходство бес- хлорофильных микроскопических форм и пигментированных водорослей.
Выявив среди бактерий пигментированные формы, он включил их в класс водорослей, а непигментированные — в класс грибов. Это послужило для Негели поводом к размышлениям о физиологических особенностях представителей обоих классов. К тому времени было уже известно, что пигментированные организмы способны обходиться без органического питания. Неудивительно поэтому, что пигментированные микробы Негели отнес к растениям. Руководствуясь этими соображениями, он объединил все бесцветные микроскопические формы — Bacterium, Vibrio, Spirillum и Sarzina, а также дрожжи и возбудителя болезни шелковичных червей Nosema bombycis в группу Schyzomycetae. Вслед за |
этим Негели поставил вопрос о том, к какому классу — растениям "
или животным — следует отнести существа, объединенные в этой группе.
Обсуждение этого вопроса в 1851 г. продолжил итальянский ботаник М. Перти, полагавший, что группу бактерий следует считать промежуточной меокду животными и растениями, в связи с чем он назвал ее Phytozoida, т. е, растения-животные. Разделив ее на три подгруппы — Filigera, Sporozoidia и Lamprozoidia — Перти выделил из последней семейство Vibrionida с двумя родами — Spirillum и Bacteria. Классификация Перти не получила признания у его современников и была вскоре забыта.
Более определенное высказывание о растительной природе микроорганизмов было сделано немецким физиологом и ботаником Ф. Коном. Его работы по бактериологии и в особенности по классификации микробов имели фундаментальное значение.
В своей главной работе «О развитии микроскопических водорослей и грибов» (1850) Кон использовал разделение Эренбергом семейства Vibrionia на четыре рода — Bacterium, Vibrio, Spirillum и Spirochaeta, но утверждал, что семейство Vib- vionia должшо быть отнесено не к животному царству, как у Эренберга, а к растительному вследствие его сходства с микроскопическими водорослями. В 1870—1876 гг. Кон тщательно изучил семейство Bacteria и охарактеризовал его как группу организмов, лишенных хлорофилла, имеющих сферическую или цилиндрическую форму и размножающихся посредством поперечного деления. Бесцветную Oscillaria (Beg- giatoa) он вообще отделил от Bacteria. Все семейство Bacteria он разделил на четыре подсемейства — Sphaerobacteria с родом Monas; Microbacteria с родом Bacterium; Desmobacteria с родами Bacillus и Vibrio; Spirobacteria с родами Spirillum и Spirochaeta. Предлагая подобную классификацию, Кон руководствовался морфологическими, экологическими, а также функциональными признаками. Его классификация имела большое значение для прогресса микробиологии в XIX в. и не утратила своей ценности и в настоящее время.К середине XIX в. наметились контакты между бактериологией и смежными с ней дисциплинами — протистологией, фитопатологией, ботаникой и систематикой низших растений. Это способствовало расширению теоретических представлений, совершенствованию методики микробиологических исследований и обнаружению новых путей для решения многих проблем. Так, изучение протистологами и ботаниками проблемы генетических связей протестов, низших растений и бактерий способствовало выяснению места микроорганизмов в естественной системе организмов.
Фитопатологические исследования А. де Бари внесли значительные усовершенствования в методику наблюдений и экспериментов при изучении бактериальных болезней растений. Это привело к тому, что интересы ученых в значительной степени изменились — вместо преимущественного исследования морфологии микроорганизмов стали заниматься изучением их функциональной деятельности. Так, ко второй половине XIX в. на смену первому периоду в истории бактериологии, связанному с выявлением бактерий в природе и изучением их морфологического строения, пришел период изучения особенностей их жизнедеятельности.
Еще по теме Проблема самозарождения микроорганизмов:
- САМОЗАРОЖДЕНИЕ
- Опровержение Л. Пастером теории самопроизвольного зарождения микроорганизмов
- Глава IV. Получение энергии микроорганизмами
- УЧАСТИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В ПРЕВРАЩЕНИИ ВЕЩЕСТВ
- Распространение микроорганизмов в природе
- Глава VI. Влияние внешних факторов на микроорганизмы
- Глава X. Превращение соединений азота микроорганизмами
- Глава XI. Превращение соединений серы микроорганизмами
- Глава XIIi. Превращение соединений металлов микроорганизмами
- Особенности выращивания микроорганизмов в проточных культурах