А.И. Нетрусов, И.Б. Котова - Микробиология (1125593), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Л. Пастер доказал, что причиной химических изменений субстратов являются микроорганизмы, и опроверг теорию самозарождения. Исследования природы брожений стали продолжением работы по выяснению причины прокисания вина. Л. Пастер показал, что каждое брожение имеет главный конечный продукт и вызывается микроорганизмами определенного типа. Эти исследования привели к открытию неизвестного ранее образа жизни— анаэробного метаболизма. Изучая на примере дрожжей возможность переключения с одного типа обмена веществ на другой, Л.Пастер показал, что анаэробный метаболизм энергетически менее выгоден. Работы по изучению возбудителей «болезней» пива и вина позволили Л.
Пастеру предложить способ тепловой обработки этих продуктов, предохраняющий их от порчи, который получил название «пастеризация». Они же навели ученого на мысль о том, что микроорганизмы, возможно, являются возбудителями и инфекционных болезней человека.
Исследования микробной природы многих заболеваний человека в дальнейшем велись институтами Л.Пастера (в Париже) и Р. Коха (в Берлине) параллельно. Роберт Кох, начав с доказательства бактериальной этиологии сибирской язвы, затем выделил возбудителей многих болезней в чистой культуре (среди них МусоЬасгепит гиЬегси!ояз, или «палочка Кохая). Р. Кох окончательно сформулировал триаду, получившую его имя, для доказательства микробной этиологии заболевания: 1) микроорганизм должен присутствовать в материале больного; 2) выделенный в чистой культуре, он должен вызывать ту же болезнь; 3) возбудитель при экспериментально вызванном повторном заболевании должен снова быть выделен в чистую культуру, и две эти чистые культуры должны быть идентичными.
В лаборатории Р. Коха введены в практику эксперимента методы получения чистых культур, а также использование в микробиологических исследованиях твердых сред на основе сначала желатины, а затем и агара. Знаменитая чашка Петри и бактериальные фарфоровые фильтры Шамберлана также были впервые применены сотрудниками института Р. Коха. Признание огромной роли микроорганизмов в биологически важных круговоротах элементов на Земле связано с именами Сергея Николаевича Виноградского и Мартинуса Бейеринка. С.
Н. Виноградскому принадлежит открытие уникального образа жизни— хемолитоавтотрофии и изучение серных и нитрифицирующих бактерий. С. Н. Виноградский и М. Бейсринк независимо друг отдруга показали, что фиксацию молекулярного азота способны проводить только микроорганизмы, и выделили своболноживущих и симбиотических азотфиксаторов. С. Н. Виноградским разработан метод накопительных культур. На рубеже Х!Х и ХХ вв. Дмитрий Иванович Ивановский открыл вирус табачной мозаики, тем самым обнаружив особую группу биологических объектов, не имеющих клеточного строения.
В ХХ в. микробиология развивалась, опираясь в том числе и на открытия, сделанные в других областях биологии. Здесь названо лишь несколько великих имен, однако нс надо забывать, что их открытия были подготовлены работами многих известных и рядовых исследователей, имена некоторых из них будут приведены в других подразделах этого курса.
Развитие отечественной микробиологии в ХХ в. представлено различными направлениями и деятельностью многих ученых с мировым именем. Перечислим лишь некоторые из них. Большой вклад в геносистематику микроорганизмов внесли А. Н. Белозерский и А.С.Спирин. М.Н.Мейссль с коллегами подробно изучил клеточные структуры и их функции у микроорганизмов. В. Н. Шапошников создал теорию физиологической двухфазности брожений, что позволило управлять процессами получения важных продуктов в микробиологических производствах. Физиология и биохимия многих фототрофных и хемолитотрофных микроорганизмов была подробно изучена Е.Н.Кондратьевой и ее коллегами.
Изучением биохимии процесса азотфиксации занимались А.А.Имшенецкий, В.Л.Кретович, В.А.Яковлев. Экологическое направление представлено работами В.Л.Омелянского, который разработал схемы круговорота веществ в природе и изучил жизнедеятельность микроорганизмов, участвующих в глобальных циклах азота (нитрификаторов и азотфиксаторов), серы (гнилостных, сульфатредуцирующих и тионовых бактерий) и железа (железобактерий). Методы прижизненного наблюдения микроорганизмов, внедренные в микробиологическую практику, — капилляры Перфильева, стекла обрастания Росси — Холодного, почвенная камера и метод проращивания почвенной пыли по Холодному, — активно используются и в настоящее время.
Микробные сообщества, а также их роль в разных природных и искусственных местообитаниях изучаются М.В.Ивановым и Г.А.Заварзиным с коллегами. В области управляемого культивирования микроорганизмов Н.Д. Иерусалимским была разработана теория роста и развития микробов, И.Л.Работновой изучены реакции окисления — восстановления. Основы управляемого культивирования грибов и водорослей заложили Е.Е.Успенский и С. И. Кузнецов.
Микробиологический путь получения аминокислот предложен Н.А.Красильниковым, витамина Вп с помощью метаногенных микроорганизмов — В. Н. Букиным и В.Я. Быховским. Всестороннее изучение процесса микробиологической трансформации стероидов и внедрение его в производство было проведено Г. К.Скрябиным с коллегами. Современная микробиология В развитии современной микробиологии необходимо выделить следующис основные н а п р а в л е н и я: ° фундаментальные исследования (выяснение путей метаболизма, выделение, очистка ферментов, регуляции обмена веществ и т.д.); ° систематика микроорганизмов (построение филогенетического древа); ° экологическая микробиология (роль микроорганизмов в природных экосистемах и пищевых цепях); ° популяционная микробиология (выяснение природы межклеточных контактов и взаимосвязь клеток в популяции); ° медицинская, ветеринарная и сельскохозяйственная микробиология; ° техническая (промышленная) микробиология (включает все практические аспекты).
Необходимо помнить о том, что многие исследования проводятся на стыке дисциплин (например, молекулярная микробиология, генная инженерия). Основными м е год ам и микробиологических исследований являются: ° микроскопия (световая, люминесцентны, электронная, лазерная); ° выделение чистых культур и контролируемое культивирование; ° аналитические методы (физиолого-биохимические, генетические, молекулярно-биологические и т.д.). Контрольные вопросы К Назовите группы организмов, относящихся к объектам микробиологии. 2.
Какое место занимает микробиология в системе биологических дисциплин? 3. Какова роль микроорганизмов в природе и деятельности человека? 4. Назовите наиболее важные открытия в истории микробиологии. 5. По каким основным направлениям развивается микробиология в настоящее время? Глава 2 СИСТЕМАТИКА МИКРООРГАНИЗМОВ Основные понятия.
Критерии определения микроорганизиов Мир микроорганизмов включает любой организм микроскопических размеров, поэтому понятно, что термин «микроорганизм» не имееттаксономическогосмысла. Микроорганизмы встречаются в самых разных таксономических группах, причем другие члены этой группы могут быть и макроорганизмами (например, водоросли и грибы). Микроорганизмы — это самая обширная по количеству представителей группа, члены которой повсеместно распространены.
У микроорганизмов встречаются все известные типы обмена веществ. Именно микроорганизмы были первыми живыми существами на нашей планете, которые и сформировали ее облик. Накопление огромного фактического материала потребовало классифицировать изучаемые в микробиологии объекты для удобства работы с ними.
Под классификацией понимают отнесение конкретного биологического объекта к определенной группе однородности (таксону) по совокупности присущих ему признаков. Отношения между таксонами организмов изучает систематика. В современной классификации микроорганизмов принята следующая иерархия таксонов: домен, филум, класс, порядок, семейство, род, вид.
Вид является основной таксономической единицей. Микробиологи пользуются биномиальной системой обозначения объекта (номенклатуры), включающей родовое и видовое названия, например ЕзсйепсЫа сой. В настоящее время определение микроорганизмов (идентификация) базируется на следующих критериях: ° морфология клеток и колоний (на определенных средах и при определенных условиях); ° цитологии клеток (про- или эукариоты); ° культуральные признаки (характер роста на твердых и жидких средах); ° физиологические свойства (использование различных субстратов, отношение к температуре, аэрации, рН и т.д.); ° биохимические свойства (метаболические пути); 11 ° молекулярно-биологические свойства (содержание ГЦ— АТ-пар в мал.%, гибридизация нуклеиновых кислот, анализ нуклеотидной последовательности 16В рРНК); ° хемотаксономия (химический состав различных соединений и структур, например спектр жирных и тейхоевых кислот у актиномицетов, миколовых кислот у нокардий, микобактерий, коринебактерий); ° серодиагностика (реакция антиген-антитело, особенно для патогенных микроорганизмов); ° фаготипирование (использование специфических фагов).
Иногда у микроорганизма отмечают наличие внехромосомных элементов. Правда, следует помнить, что бывают плазмиды молчащие (криптические) или кодирующие необязательные для вида признаки, к тому же плазмиды могут легко утрачиваться. В настоящее время для идентификации микроорганизмов-прокариот исследователи пользуются определителем Берджи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
