Наталья Сердцева - 99 секретов биологии

Намного более эффективным в производстве кислорода, которым мы дышим, является океанский фитопланктон, который содержит цианобактерии. Они также вырабатывают его при помощи фотосинтеза, но океану не нужно так много кислорода для уничтожения мертвых останков, так как они в основном либо уничтожаются хищниками, либо тонут. Поэтому эффективно только сочетание работы лесов и океана.

После того как Левенгук изобрел микроскоп, а многие ученые после него многократно улучшили его изобретение, человечество перестало быть безоружным перед лицом бактерий, водорослей, грибов и даже вирусов. Но настоящие исследования намного сложнее, чем взять какой-либо предмет и засунуть его под микроскоп. Для достижения максимального эффекта микробиологи используют разные методы микроскопических исследований – в зависимости от объекта наблюдения и условий проведения исследования.

Чаще всего используется так называемая светлопольная микроскопия, когда объект подсвечивается снизу. Она эффективна, когда объект наблюдения является достаточно контрастным и легко различим. Чтобы световые лучи, испускаемые микроскопом, не рассеивались, на объектив наносится капля кедрового масла.

Существует также темнопольный метод. Он заключается в том, что объект наблюдения подсвечивается не снизу, а сбоку, и таким образом он контрастирует с темным фоном. Препарат в таком случае не окрашивается и помещается либо между двумя плоскими стеклами, либо, в особых случаях, между выпуклым и плоским стеклом – так называемая «висячая капля».

Не все бактерии опасны: бактерии необходимы для жизненных процессов, получения иммунитета, защиты от аллергии

Если необходимо увеличить контрастность объекта наблюдения, используется фазово-контрастный метод. Он заключается в использовании кольцевых диафрагм и фазовых пластинок.

Для наблюдения за возбудителями инфекционных заболеваний используется люминесцентная микроскопия. Она позволяет «подсветить» объект с помощью нанесения флюоресцентного вещества и использования ультрафиолетовой лампы.

Самым точным методом исследования является электронный, так как он позволяет достичь максимально возможного увеличения и не ограничен длиной световой волны так, как оптические микроскопы. Если световой микроскоп способен увеличить объект в 1000 раз, то у электронного этот показатель намного больше – 200 тысяч раз.

Микробы не становятся опаснее от того, что микроскоп их увеличивает.

Александр Флеминг забыл на столе пробирку с бактериями стафилококка. В пробирке выросли плесневые грибы, стали разрушать бактерии, а затем Флеминг выделил пенициллин.

Говорят, в спорах рождается истина. И хотя речь идет о микробиологии, в данном случае это не грибные споры, а обыкновенные человеческие. И это утверждение бессмысленно опровергать – ведь именно благодаря тому, что когда-то Луи Пастер и Роберт Кох не поделили между собой славу, туберкулез перестал быть приговором, хотя и остался опасным заболеванием, требующим внимательного наблюдения и своевременного лечения.

Когда Кох стал практикующим врачом, жена подарила ему микроскоп. В результате наблюдения за различными микроорганизмами Кох добился определенных успехов: он научился фотографировать бактерии, а также подкрашивать препарат, чтобы сделать объект наблюдения более различимым. Обладая таким арсеналом и незаурядным умом, Роберт Кох с легкостью опередил Луи Пастера в исследовании сибирской язвы. В ответ тот пригрозил втоптать имя Коха в грязь, и ученому нужно было срочно открыть что-то потрясающее. Он не искал легких путей, поэтому взялся за исследование туберкулеза, который во все времена считался неизлечимым. Понадобилась 271 комбинация красителей, чтобы возбудитель этой болезни стал наконец виден в препарате. Но Кох не остановился даже на этом: он исследовал жизненный цикл бактерий, выяснил, что они не гибнут при кипячении, а процесс их деления происходит в течение 14–18 часов. Кроме того, он вывел чистый препарат и заразил им морских свинок, у которых вскоре проявились нужные симптомы.

Не все его открытия были одинаково успешны. Например, ученый считал, что туберкулез можно лечить с помощью продуктов жизнедеятельности вызывающих его палочек. Эта гипотеза не оправдалась, но со временем выяснилось, что эти продукты жизнедеятельности способны выявить, болен ли человек туберкулезом. Их введение получило название реакции Манту.

Чума научила нас гигиене, холера заставила фильтровать воду, туберкулез помог открыть антибиотики.

Черные курильщики – это отверстия в океанском дне, извергающие из себя воду, насыщенную сероводородом, а также сульфидами и оксидами металлов. Именно эти компоненты придают ей такой характерный цвет и делают курильщики похожими на заводские трубы. Такой состав воды считается непригодным для жизни, и курильщики в таком случае – злостные загрязнители. Кроме того, температура воды вокруг курильщика приближается к температуре кипения, что также не должно способствовать выживанию организмов. Но когда люди получили возможность исследовать океанское дно, то были потрясены увиденным. Все оказалось с точностью до наоборот: вокруг курильщиков наблюдалось настоящее буйство жизни, по сравнению с которым остальное океанское дно казалось серым и безжизненным. Понадобилось множество исследований, чтобы понять, как же такое возможно.

Оказалось, что в этих местах живут бактерии, которые питаются сероводородом и таким образом очищают от него воду. Кроме того, в процессе переработки этого вещества выделяется энергия, которая используется для синтеза питательных веществ.

Бактерии служат пищей для моллюсков и креветок, которые приспособились к жизни в таких условиях. А поскольку в окружающей среде этих бактерий не так уж и много, моллюски и креветки сами их и выращивают, причем на поверхности или внутри собственных тел. Отношения креветок и бактерий подобны отношениям «пастух-стадо»: для жизнедеятельности бактерии необходим сероводород, поэтому креветкам приходится подплывать очень близко к курильщикам, рискуя обжечься, чтобы бактерии «попаслись». А моллюскам эти бактерии заменяют пищеварительную систему.

В свою очередь, моллюсками и креветками питаются хищные рыбы и осьминоги. И хотя напрямую с бактериями они уже практически не связаны, все равно своей жизнью они обязаны крохотным пожирателям сероводорода.