АГРОИНФормация

Агропортал - все для специалистов агропромышленного комплекса

История и понятие микробиология

Микробиология — наука о весьма малых по размерам, не видимых невооруженным глазом организмах (греч. микрос — малый, биос — жизнь, логос — наука). Они называются микроорганизмами, или микробами, и могут быть отнесены к примитивным живым существам. Вместе с тем микроорганизмы имеют огромное значение, так как являются возбудителями разнообразных превращений минеральных и органических веществ, заболеваний человека, животных и растений.

Одни микроорганизмы могут быть обнаружены с помощью оптического микроскопа, другие различимы лишь под электронным микроскопом.

Максимальное увеличение оптического микроскопа достигает 3000. Он дает возможность различать частицы размером не менее 0,1—0,2 мкм.

Современные электронные микроскопы обладают разрешающей способностью до 0,15 нм и дают возможность видеть не только мельчайшие существа, но и тонкие структуры их клетки, Такой микроскоп позволяет увеличивать анализируемый объект в 750 000 раз.

При работе с микроорганизмами обычно используют увеличение оптического микроскопа в 1000—1500 раз, а электронного — в 30 000— 100 000 раз.

Накопленный к настоящему времени материал показывает, что мир микроскопических существ очень широко и разнообразно представлен в природе. Объединение микробов в одну группу весьма условно, так как размер организма мало связан с его систематическим положением.

Значительная часть микробов представляет собой одноклеточные, примитивные организмы, относимые к прокариотам, резко отличающимся от эукариот, к которым принадлежат более совершенные растительные и животные организмы, включая микроскопические.

К прокариотам относятся бактерии, актиномицеты, а также цианобактерии (сине-зеленые водоросли), содержащие хлорофилл и являющиеся фотосинтетиками. Последнее свойство присуще лишь некоторым бактериям, большинство которых питаются органическими соединениями, нередко паразитируя на более высокоорганизованных существах. Имеются бактерии, окисляющие минеральные соединения и использующие получаемую таким путем энергию. Подобный процесс назван хемосинтезом.

Большая численность бактерий и огромная роль их в природе и жизни человека вполне оправдывают существование особой науки — бактериологии, изучающей эти микроорганизмы. В свою очередь, бактериология является составной частью микробиологи.

В сферу внимания микробиологии входит эукариотныс микроорганизмы, например грибы, образующие мицелий, который может быть как одноклеточным, так и многоклеточным, Большую группу микроорганизмов составляют дрожжи, по строению и циклу развития они должны быть отнесены к сумчатым грибам, хотя и представляют собой одноклеточные организмы. Детально микроскопические грибы изучает наука микология.

Особую группу ультрамикроскопических структур, не имеющих клеточного строении и отличающихся по химическому составу от всех микроорганизмов, представляют собой вирусы. Живая природа их долгое время вызывала сомнение. Положение вирусов в системе живых организмов остается неясным. Они являются возбудителями разнообразных болезней растений, человека и животных. Своеобразие строения вирусов и их огромное значение обусловили возникновение специальной науки — вирусологии. Однако вполне закономерно включить учение о вирусах в более общую биологическую дисциплину микробиологию.

Микробиология изучает ультрамикроскопических паразитов микроорганизмов фагов. По своему строению фаги не имеют аналогов среди других микроорганизмов. Они не могут быть отнесены ни к растениям, ни к животным. Обычно их определяют как вирусы микроорганизмов.

Микроскопические размеры имеют многие простейшие животные (протозоа) и зеленые растения, в основном водоросли. Нередко их особенности также рассматриваются в курсе микробиологии, хотя обычно группа простейших животных составляет содержание протозоологии, а микроскопических водорослей альгологии.

Человечество познакомилось с микроорганизмами косвенным путем, даже не догадываясь о их существовании. С незапамятных времен люди наблюдали брожение теста, приготовляли спиртные напитки, сквашивали молоко, делали сыры. Бродильные процессы поражали человека своей таинственностью, их подчас связывали с божественной силой. Так возник у римлян бог плодородия и виноделия Бахус. С давних пор люди соприкасались с различными заболеваниями, и том числе эпидемическими. Например, в библейских книгах встречается указание о повальной болезни (вероятно чуме) и даются рекомендации профилактического характера сжигать трупы и делать омовения.

Однако до середины прошлого века никто не мог себе представить, что разного рода бродильные процессы и заболевания могут быть следствием деятельности ничтожно малых существ.

До XV в. предполагали, что болезни вызываются «миазмами» особыми болезнетворными испарениями, имеющимися в воздухе.

Эта точка зрения была высказана великим врачом древности Гиппократом, жившим в IV в. до нашей эры. Позже известный итальянский врач Д. Фракасторо (1478—1553) развил учение о «контагии». Он писал, что контагий представляет собой заражение, которое переходит с одного индивидуума на другой. Своей гениальной догадкой Фракасторо предвосхитил открытие микробов, которые еще длительное время оставались неизвестными человечеству.

В начале XVII в. Г. Галилеем был сконструирован микроскоп с небольшим увеличением. Этот прибор типа очковой линзы постепенно совершенствовался как самим Галилеем, так и другими исследователями, представляя собой все более короткофокусные линзы.

В 40-х годах XVII в. ученый-иезуит, римский профессор А. Кирхер (1601—1680), рассматривая с помощью увеличительных систем различные объекты, увидел в них мельчайших «червячков». Очевидно, это были микробы. Данные опыты, однако, имели случайный характер.

Более обстоятельные сведения о мире микроорганизмов были получены голландским ученым Антони ван Левенгуком (1632— 1723), которого справедливо считают отцом микрографии, то есть описательной микробиологии. Занимаясь торговлей полотном, Левенгук весь свой досуг посвятил искусству шлифования линз. Ему удалось создать приборы, давшие значительно более совершенную картину увеличенных объектов, чем существовавшие в те времена оптические системы. Система Левенгука давала линейное увеличение в 270—300 раз. Можно отметить, что в этот период времени в Голландии шлифованию оптических стекол уделяли большое внимание.

С помощью своей оптики Левенгук сделал ряд интересных открытий, которые заставили высоко оценить его как великолепного естествоиспытателя. Он наблюдал компоненты крови, явление кровообращения, структуру тканей растений, микроскопировал насекомых, водоросли, простейших и т. д. Однако более всего он восхищался микробами. Левенгук писал, что его взору никогда не представлялось более приятного зрелища, чем тысячи живых существ в капле воды («анималькулей», то есть «живых зверьков».)

О своих наблюдениях Левенгук писал Королевской академии паук Голландии. Особенно интересно одно из его писем (от 17/IX 1683 г.), в котором он подробно описал и отчетливо изобразил различных бактерий, обитающих во рту человека.

К настоящему времени собрано 20 объемных томов рукописей Левенгука.

Среди людей, заинтересовавшихся работами ученого, был царь Петр I. Во время своей поездки в Голландию весной 1698 г. он встретился с Левенгуком, познакомился с усовершенствованными им микроскопами и серией препаратов. Петр I выразил желание приобрести увеличительные инструменты для русской Кунсткамеры. Один микроскоп Петр I получил в подарок.

С 1725 г. в мастерских Академии наук в Петербурге стали делать отечественные микроскопы. В XVIII в. особенно прославился мастерством изготовления микроскопов И. Беляев с сыновьями. Производством микроскопов в России в конце XVIII в. руководил известный механик-самоучка И. Кулибин. В 1741 г. Академия наук имела 21 микроскоп.

Таким образом, к миру микроорганизмов было привлечено всеобщее внимание, и началось описание разных представителей диковинного микроскопического мира. Однако ученые того времени не подозревали о роли, которую играют микроорганизмы в природе. Для наблюдателей это были лишь весьма курьезные, интересные существа.

Накопление материала о формах и разнообразии микроорганизмов длилось довольно долго. Объект исследования был крайне труден, и возможности его познания даже у опытных исследователей подчас вызывали скептицизм.

Выдающийся шведский ученый К. Линней (1707—1778), составивший систему живого мира, введший бинарную номенклатуру, все микроскопические существа объединил в один род, дав ему наименование «Хаос». В некоторых случаях он включал бактерий в группу «таинственных живых частиц», не детализируя их характеристику. В одной из своих работ Линией отнес бактерий к червям и высказал мысль о безнадежности более точного познания этой группы невидимых существ.

Первая серьезная попытка систематики микроорганизмов принадлежит датскому ученому О. Мюллеру (1786), который описал живые микроскопические организмы (анималькули), живущие в воде и почве. Их называли «инфузории» — развивающиеся в настоях (infusium).

Ряд ценных данных о микробах получил русский исследователь, известный врач Д. С. Самойлович (1724—1810). Изучая причины свирепствовавших тогда эпидемий чумы, он много внимания уделил раскрытию природы этого заболевания. Самойлович пришел к оригинальному для своего времени заключению, что возбудителем болезни (чумы) является «особливое и совсем отменное существо». Он считал возможным делать против чумы предохранительные прививки. Самойлович усовершенствовал свои знания, работая в ряде стран Европы. В Лейдене он защитил диссертацию, и ему присвоили звание доктора медицины. Самойлович был избран членом пятнадцати академий.

Нельзя не отметить и работы М. М. Тереховского (1740—1796). С 1770 г. Тереховский около пяти лет работал за границей, в Страсбургском университете, который славился медицинской школой. Здесь Тереховский защитил докторскую диссертацию — свой главный научный труд. Диссертация называлась «Царство тьмы инфузорий Линнея». В ней была поставлена задача исследовать природу и пути возникновения микроскопических существ в различных настоях. На основании большого числа опытов ученый пришел к заключению, что «анималькули» — живые существа. Они гибнут от высоких температур, ядов и электрического тока. Самым главным заключением было положение о невозможности самозарождения «анималькулей», что противоречило взгляду многих ученых того времени, Тереховский писал, что известное положение Гарвея (1578—1651)—«все живое из яйца» — приобретает силу аксиомы.

По возвращении в Россию Тереховский работал в медицинских учебных заведениях. В 1782 г. он был утвержден в звании профессора Петербургского генерального сухопутного госпиталя и директора Ботанического сада.

В 1835 г. на основе накопившихся к этому времени фактов К. Эренберг выпустил книгу с весьма знаменательным заголовком: «Инфузории как совершенные организмы». Он разделил низшие существа на 22 класса. К книге прилагался атлас инфузорий, многие из которых были подробно описаны и названы по бинарной номенклатуре. Три класса включали в себя бактерии.

В середине XIX в. в России вышла книга П. Ф. Горяйнова «Зоология», где был раздел, посвященный инфузориям. Горяйнов в основном придерживался систематики Эренберга. К тому времени, благодаря работам Ф. Кона (1828—1898) и К. Негели (1817—1891), была выяснена природа некоторых микроорганизмов (бактерий).

С именами этих ученых связан возникший в то время спор о существовании и устойчивости у бактерий естественно - исторических видов. Кон был убежденным мономорфистом, то есть признавал у бактерий, как и у высших организмов, постоянство видов. Негели, подобно большинству его современников, относился к плеоморфистам. По его взглядам, отдельные виды микроорганизмов в зависимости от условий существования могли легко менять свою форму и физиологические функции. Такие представления возникали в результате недостаточно точной методики работы с микроорганизмами, культуры которых загрязнялись посторонними формами микроскопических существ.

Таким образом, к середине XIX в. имелся большой материал о разнообразных группах микроорганизмов. Однако физиология и обмен веществ у микроскопических существ оставались не затронутыми научными исследованиями. Поэтому роль микромира в природе, а также в жизни и деятельности человека оставалась невыясненной.

Широкое развитие микробиологии связано с именем великого французского ученого Л. Пастера (1822—1895). Он впервые показал огромную роль микроорганизмов как возбудителей разнообразных биохимических превращений и заболеваний живых существ. Работы Пастера открыли новый период в развитии микробиологии, который называется физиологическим.

В начале своей деятельности Пастер изучал вращение поляризованного света жидкостями. При этом он сделал следующее открытие фундаментального значения. Кристаллическая рацемическая винная кислота может быть разделена на кристаллы двух видов, имеющие в растворе противоположное удельное вращение.

Пастер наблюдал, что гриб Penicillium glaucum и дрожжи, развиваясь на соли рацемической винной кислоты, потребляют лишь один ее оптический изомер. Эта работа сыграла важнейшую роль в развитии биохимии, дала мощный толчок развитию исследований в области стереохимии ферментативного катализа.

В дальнейшем Пастер занялся выяснением природы различных брожений. По воззрениям того времени, брожение считалось чисто химическим процессом, вызываемым самопроизвольно распадающимся белком. Пастер установил, что каждый тип бродильного процесса имеет своих возбудителей. Он показал, что сахар превращается в молочную кислоту под воздействием специфических молочнокислых бактерий, спиртовое брожение вызывается другими микроорганизмами — дрожжами. Молочнокислые бактерии, как и дрожжи, являются живыми существами, способными жить без воздуха (анаэробно).

Позднее, изучая возбудителей маслянокислого брожения, Пастер выявил, что воздух вреден для этих микроорганизмов. Они могут жить только в отсутствие кислорода. Таким образом, были открыты строгие анаэробы.

Открытие Пастером бескислородной жизни вызвало взрыв протестов, так как считалось, что кислород — «жизненный газ», без которого существование организмов невозможно. Однако Пастер оказался прав, и открытое им явление анаэробиоза имело большое значение для создания теории брожений. По мнению Пастера, брожение есть не что иное, как жизнь без свободного кислорода. При анаэробиозе бактерии получают необходимую для жизни энергию, вызывая распад органических соединений, то есть брожение.

Изучая уксуснокислое брожение, то есть окисление бактериями винного спирта в уксусную кислоту, Пастер убедился в существовании особого типа превращений органических веществ микроорганизмами, названного «окислительным брожением». Исследования Пастера имели не только научное, но и практическое значение. Так, по вопросам бродильного производства — виноделию, пивоварению и получению уксуса — он опубликовал три монографии. В них были даны ценные указания по улучшению технологии этих процессов. Пастер доказал, что болезни вина и пива возникают при участии микроорганизмов.

Исследуя бродильные процессы, Пастер не мог пройти мимо такого распространенного и важного процесса, как гниение белковых веществ, обычно сопровождающегося образованием продуктов с резким, неприятным запахом. Гниение ранее рассматривали как химический процесс, но Пастер убедился в его биологической природе. Он установил также, что распад мочевины вызывается деятельностью бактерий, некоторые из которых описал.

Пастер опроверг самопроизвольное зарождение живого, которое признавалось в течение многих веков. Так, классики древности (Аристотель, Вергилий и др.) полагали, что даже высокоорганизованные существа могут возникать из мертвой материи. Эту точку зрения поддерживали и ученые эпохи Возрождения.

Интересно отметить, что в России Даниил Туптало (1651 — 1709), в будущем митрополит Ростовский, в своих сочинениях допускал самозарождение живых существ из майской росы, гниющих остатков и т. д. Однако, по его мнению, для этого необходимо было участие небесных сил.

Работы ряда исследователей, в том числе М. М. Тереховского, показали невозможность самопроизвольного зарождения низших существ, тем не менее, до XIX в. эта проблема оставалась нерешенной.

После работ Пастера, которыми была установлена роль микроорганизмов в различных процессах, решение вопроса о возможности самозарождения микробов приобрело огромное практическое значение. За его решение Пастеру была присуждена премия французской Академии наук. Он безупречными опытами доказал, что если питательные среды надежно обезврежены от микроорганизмов, то жизнь в них даже в примитивных формах не зарождается.

Многочисленные возражения своих оппонентов Пастер отверг, показав методические ошибки в проведенных ими экспериментах.

Второй период своей научной деятельности Пастер посвятил изучению возбудителей заболеваний.

В 1849 г. на юге Франции погибли почти все шелковичные черви от болезни, называемой пебриной. Шелковичная промышленность юга страны находилась накануне гибели. Комиссия сената обратилась к Пастеру с просьбой выяснить причины болезни. Работая в течение пяти лет над этим вопросом, Пастер установил инфекционный характер заболевания и для борьбы с ним рекомендовал профилактические меры. Наряду с этим он ввел микроскопический анализ бабочек, откладывающих яйца (грену). Зараженные бабочки имели особые тельца, связанные с проникновением в них паразита.

Заболевание пебриной было ликвидировано.

Пастер рекомендовал также меры борьбы с другой болезнью шелковичного червя — фляшерией, или спячкой. Возбудителем этой болезни был стрептококк.

Исследуя болезни шелковичных червей, Пастер приблизился к решению медицинских и ветеринарных вопросов. Его заинтересовала сибирская язва, которой часто болели животные и люди. В середине XIX в. ряд ученых обнаружили в крови животных, павших от сибирской язвы, неподвижные нитевидные тельца — «бактеридии».

Пастер установил, что болезнь вызывается бактерией. В его опытах при отстаивании чистой культуры сибиреязвенной палочки бактерии оседали на дно сосуда, и животное не заболевало от прививки ему верхнего прозрачного слоя жидкости, так как причиной болезни были бактерии, содержащиеся в нижнем, мутном слое.

Пастер нашел способ борьбы с сибирской язвой путем предохранительных прививок. До этого, экспериментируя с возбудителем куриной холеры, он обнаружил, что впрыскивание ослабленных разводок возбудителя обусловливает невосприимчивость птицы к заболеванию. Этот принцип был применен и для профилактики сибирской язвы у животных. Пастер выращивал сибиреязвенную палочку при повышенной температуре (42—43°С), что вызывало резкое снижение ее болезнетворных свойств и даже полную их потерю. Прививка животному ослабленной культуры (вакцинация) создавала длительную невосприимчивость (иммунитет) к болезни.

Эффект иммунизации был наглядно продемонстрирован на одной из ферм. Стадо в 60 овец и 10 коров поделили на две равные части, одной из которых сделали прививку, другую оставили как контрольную, затем все стадо заразили активной культурой сибиреязвенной палочки. Результат был поразительным: через несколько дней контрольные животные погибли, вакцинированные остались живы.

Изучая сибирскую язву, Пастер выяснил причину существования «проклятых полей», при выпасе скота на которых животные нередко заражались этой опасной болезнью. Оказалось, что в этих местах зарывали павший от сибирской язвы скот. Пастер показал, что сибиреязвенный микроб может длительное время существовать в почве. Земляные черви выносят на поверхность земли зародыши бациллы, инфицирующие корм, что вызывает болезнь животных.

После работ с сибирской язвой Пастер занялся поиском возбудителей других заразных болезней. В его лаборатории проведено изучение таких болезней, как краснуха, или рожа свиней, фурункулез и послеродовая горячка человека и, наконец, бешенство. Было показано, что каждую болезнь вызывает специфический микроорганизм, внедряющийся в организм извне.

Следует особенно остановиться на исследовании Пастером бешенства.

Работа в этом направлении позволила установить факты, имеющие очень важное значение. Оказалось, что возбудитель болезни, находящийся в слюне больных собак, невидим под микроскопом. Это был фильтрующийся вирус. Выяснилось также, что яд бешенства локализуется в головном и спинном мозге. При медленном высушивании мозга бешеных кроликов Пастер получил сильно ослабленный вирус. Введением животным эмульсий этого препарата удалось иммунизировать их и сделать невосприимчивыми к активному вирусу бешенства.

Работы Пастера по предохранительным прививкам против бешенства стали широко известны. Появились и пациенты — люди, покусанные бешеными животными. Прививка спасла их от смерти. Это произвело такое впечатление, что толпы укушенных животными хлынули в лабораторию Пастера. В то же время под влиянием отдельных неудач возникали сомнения и нападки на Пастера, которого даже обвиняли в шарлатанстве. Тем не менее, огромный опыт свидетельствовал в пользу ученого, и метод антирабических (против бешенства) прививок получил широкое распространение.

Исследования Пастера, приведшие к разработке метода предохранительных прививок, заложили основы новой науки — иммунологии.

Нельзя не отметить, что работы Пастера оправдали гениальное предвидение знаменитого английского химика и философа Р. Бойля, который еще в XVII в. сказал, что природу заразных болезней поймет тот, кто объяснит явление брожений.

В 1873 г. Пастер был избран во Французскую медицинскую академию, а в 1882 г. — в Академию наук Франции. В 1884 г. Санкт-Петербургская академия наук избрала Пастера членом - корреспондентом по разряду биологических наук физико-математического отделения, а в 1893 г. — почетным членом.

Свои выдающиеся исследования Пастер выполнял в небольшой лаборатории. В 1871 г. Пастер писал, что его лаборатория была слишком ничтожна, а он имел большие планы работы, для которой недоставало света, воздуха и места.

В Париже в 1888 г. па средства, собранные по подписке, был открыт Пастеровский институт. Большой вклад на строительство института внесло русское правительство. В этом, ставшем знаменитым, институте работали многие выдающиеся микробиологи, и том числе русские. Среди них был И. И. Мечников — автор классических работ в области сравнительной патологии, эволюционной морфологии, микробиологии и иммунологии. Некоторое время он был вице-директором института. Длительное время (1922—1953) проработал в институте С. Н. Виноградский, выполнивший важнейшие исследования в области почвенной микробиологии. В число сотрудников Пастеровского института входили известные русские ученые — А. М. Безредка, Н, Ф. Гамалея, В. А. Хавкин, Я. Ю. Бардах, Н. В. Склифосовский, Г. Н. Габричевский, Л. А. Тарасевич, II. В. Циклинская и многие другие. Контингент русских был столь велик, что историограф Пастеровского института А. Делане в шутливой форме говорил, что он не знает, являлся ли в конце XIX в. институт Пастера французским или русско-французским учреждением.

В XIX в. интенсивная работа по медицинской микробиологии начала проводиться во многих странах. В Германии, например, работы большой важности по этиологии ряда заразных болезней были выполнены Р. Кохом (1843—1910). Значительный вклад в развитие медицинской микробиологии был сделан также П. Эрлихом, Э. Берингом, О. Ру и другими исследователями. Выдающееся значение имели работы русских медицинских микробиологов Jl. С. Ценковского (1822—1887), И. И. Мечникова (1845— 1916), Н. Ф. Гамалеи (1859—1948), Г. Н. Габричевского (I860— 1907), Д. К. Заболотного (1866—1929).

Важная роль микробиологии для народного здравоохранения обусловила создание в России медицинских научно - исследовательских учреждений микробиологического профиля.

Когда стало очевидным, что микробиологические процессы имеют огромное значение в пищевой промышленности и в сельском хозяйстве, появилась потребность в более широком изучении микроорганизмов. Приведем краткий очерк основополагающих исследований в области почвенной и сельскохозяйственной микробиологии, выполненных ранее и проводящихся сейчас в ряде стран.

Известны работы французских ученых прошлого столетия Я. Шлезинга и А. Мюнца по изучению процесса нитрификации. Работая во Франции, русский ученый С. Н. Виноградский создал классический труд «Микробиология почвы», который был опубликован в 1952 г.

В Пастеровском институте до последнего времени существовал отдел почвенной микробиологии, возглавлявшийся Ж. Пошоном. Его работа, написанная с Г. де-Баржак, «Почвенная микробиология» (1960), издана в нашей стране.

В 1970 г. во Франции вышла фундаментальная работа И. Домерга и Ф. Манжено «Экология почвенных микроорганизмов». Как и в других странах, в настоящее время во Франции почвенной микробиологией занимаются в ряде научно-исследовательских учреждений.

Принципиальное значение имели и имеют исследования английских микробиологов, особенно всемирно известной Ротамстедской опытной станции, где в прошлом веке Р. Варингтон изучал особенности процесса нитрификации.

Позднее здесь были развернуты исследования по симбиотической азотфиксации и микоризе у растений (Ф. Натман, В. Мосс).

В конце прошлого и начале текущего столетия в Голландии фундаментальные работы, особенно в области фиксации молекулярного азота свободноживущими и симбиотическими бактериями, провел М. Бейеринк. В последнее время школе голландских микробиологов принадлежит ряд принципиально важных работ по общей микробиологии (А. Клюйвер, К. Ван-Ниль и др.). В области почвенной микробиологии работы ведутся в г. Вагенингене, где находится сельскохозяйственный центр.

В Германии в конце прошлого века Г. Гельригель и Г. Вильфарт выполнили принципиально важные работы в области почвенной микробиологии. В них было показано, что у бобовых растений фиксация молекулярного азота связана с наличием на их корнях клубеньков.

В первой четверти XX в. основательные методические работы по почвенной микробиологии были сделаны Ф. Лёнисом, написавшим труд «Основы сельскохозяйственной бактериологии».

Много внимания Лёнис уделял также изучению цикла азота. Позднее в ГДР профессор Г. Мюллер опубликовал книгу «Boden Biologie» (1965)—одно из лучших руководств по почвенной микробиологии.

В Техническом университете г. Дрездена работа по изучению микробиологических процессов почвы ведется под руководством Г. Фидлера. Из исследований в области общей микробиологии, проведенных в ФРГ, особенно следует отметить работы Г. Шлегеля (Гёттингенский университет) и К. Домша (Институт биологии почвы в г. Брауншвейге).

Много ценных работ выполнено в Скандинавских странах. Исследования по биохимии процесса азотфиксации, проведенные в 40-х годах текущего столетия финским ученым А. Виртаненом, были отмечены Нобелевской премией.

В этот период в Швеции Е. Мели опубликовал интересные работы о симбиотических грибах. Сейчас исследования по почвенной микробиологии проводятся в Сельскохозяйственном институте г. Уппсала.

Существенны достижения микробиологов США. Среди работ сельскохозяйственного профиля особенно следует отметить исследования С. Ваксмана по почвенной микробиологии. В 1927 г. вышел в свет его фундаментальный труд «Принципы почвенной микробиологии». Ваксман — автор широко применяемого антибиотика стрептомицина, за открытие которого ему была присуждена Нобелевская премия. В настоящее время сеть учреждений общемикробиологического и сельскохозяйственного направления в США достаточно велика. Здесь опубликована серия книг по общей микробиологии, и в частности наиболее полный определитель бактерий.

В Польше еще в конце прошлого века А. Пражмовский изучал симбиоз клубеньковых бактерий с бобовыми растениями. В настоящее время крупный микробиологический центр имеется в Сельскохозяйственном институте г. Пулавы, где кафедрой микробиологии заведует профессор В. Малишевская.

В Венгрии перед второй мировой войной Д. Фехер изучал микрофлору многих почв, в том числе тропических. Этот ученый создал школу почвенных микробиологов. Успешные работы в области сельскохозяйственной микробиологии ведутся в Почвенном институте Академии наук Венгрии, где руководит исследованиями доктор И. Сеги.

В Чехословакии до начала второй мировой войны вопросами почвенной микробиологии занимался ученый разносторонних интересов Ю. Стоклаза. Его работы были посвящены фиксации молекулярного азота, циклам в почве азота, серы и других элементов. Он посвятил ряд исследований выделению СО2 почвой («дыханию почвы»).

Хорошо оснащенные институты общей микробиологии, где наряду с другими вопросами, как правило, изучают почвы, созданы в Чехословакии и Болгарии. Лаборатория почвенной микробиологии, в частности, имеется в Почвенном институте имени Н. Пушкарова (София).

Работы в области сельскохозяйственной микробиологии ведутся и в других странах (например, Канада, Япония, Китай, Бразилия). Интересные исследования по изучению почвенных микроорганизмов выполнены японскими учеными Т. Хаттори и А. Ватанабе.

В русскую школу микробиологов, сформировавшуюся во второй половине прошлого столетия, входили выдающиеся ученые, заслуги которых признаны во всем мире. Более молодое поколение этих исследователей продолжало активно работать после Великой Октябрьской социалистической революции, создавая фундамент науки страны социализма.

В предреволюционный период в нашей стране вырисовывается ряд направлений общей микробиологии. Во-первых, была заложена база для классификационно-систематических работ. Эти исследования связаны с именами выдающихся ученых — Л. С. Ценковского (1822—1887), А. П. Артари (1862—1919), Г. А. Надсона (1867—1942) и др.

Во-вторых, определилось эколого-физиологическое направление. Среди ученых, развивавших этот раздел микробиологии, выделяется С. Н. Виноградский (1856—1953), открывший хемотрофию у микроорганизмов — особый тип обмена, свойственный ряду бактерий почвы и воды.

Им же было установлено усвоение молекулярного азота свободноживущими бактериями и проведены выдающиеся исследования по экологии почвенных микроорганизмов.

Другой крупнейший микробиолог — В. Л. Омелянский (1867— 1928), ученик С. Н. Виноградского, изучал процессы нитрификации, азотфиксации, распада клетчатки, а также экологию микроорганизмов почвы. В. Л. Омелянский написал учебник «Основы микробиологии» (1909), который выдержал десять изданий. В 1923 г. он опубликовал практическое руководство по микробиологии.

Общеизвестно имя Д. И. Ивановского (1864—1920), открывшего фильтрующиеся фитопатогенные вирусы и ставшего основоположником вирусологии. Он много внимания уделял вопросам почвенной микробиологии: фиксации атмосферного азота, распаду белков, клетчатки и т. д.

Усвоению бактериями молекулярного азота в почве и распространению бактерий в море были посвящены работы Б. Л. Исаченко (1871—1948).

Третье направление в микробиологии может быть названо биохимическим. В. И. Палладии (1859—1922) и С. П. Костычев (1877—1931) выполнили классические исследования, изучая процессы дыхания и брожения. Большой вклад в выяснение трансформации микроорганизмами соединений, содержащих углерод, внес В. С. Буткевич (1872—1942), который получил также интересные результаты в области экологической (морской) микробиологии.

В 90-х годах прошлого столетия были организованы небольшие учреждения, разрабатывающие вопросы сельскохозяйственной микробиологии. B Петербурге открылась Сельскохозяйственная микробиологическая лаборатория Департамента земледелия, директором ее был М. Г. Тартаковский. В Москве при Обществе акклиматизации животных и растений на частные пожертвования создается Бактериолого-агрономическая станция, которую возглавил С. А. Северин.

Во многих городах, например в Москве, Харькове, Одессе, открываются медицинские микробиологические институты. В некоторых из них проводятся работы по общей и сельскохозяйственной микробиологии.

Так, в Институте экспериментальной медицины в Петербурге были выполнены уже отмечавшиеся выше классические работы С. Н. Виноградского и В. Л. Омелянского.

Исследования по общей и сельскохозяйственной микробиологии были начаты и в ряде высших учебных заведений, где читались лекции по микробиологии. В 1894 г. курс микробиологии вводится в Петровской сельскохозяйственной академии (ныне Московская сельскохозяйственная академия имени К. А. Тимирязева).

Этот курс читал Н. Н. Худяков, автор первого учебника по сельскохозяйственной микробиологии, опубликованного в 1926 г.

В первом десятилетии XX в. микробиология становится обязательным предметом для изучения в большинстве высших учебных заведений.

В Петербургском университете преподавание курса общей микробиологии было начато Б. Л. Исаченко в 1906 г., в Московском университете — А. П. Артари в 1907 г.

Нельзя не отметить, что интерес к почвенной микробиологии привлекли выступления выдающихся почвоведов — В. В. Докучаева, П. А. Костычева и др. Докучаев считал, что курс микробиологии должен быть введен незамедлительно во всех университетах, страны.

После Великой Октябрьской социалистической революции сеть биологических и сельскохозяйственных научно-исследовательских учреждений и высших учебных заведений значительно расширилась. В большинстве из них ведутся работы по микробиологии. Многие вузы имеют кафедры микробиологии.

Ряд микробиологических учреждений создан в академий наук союзных республик. В 1930 г. Г. А. Надсон, избранный действительным членом Академии наук, организовал микробиологическую лабораторию, которая в 1934 г. была преобразована в Институт микробиологии с очень широкой программой работы. Позднее (1965 г.) был создан Институт биохимии и физиологии микроорганизмов Академии наук.

В системе ВАСХНИЛ в 1930 г. по инициативе академика С. П. Костычева основан Институт сельскохозяйственной микробиологии.

Сейчас в микробиологических и биологических институтах общего профиля организованы лаборатории, ведущие исследования в области агрономической микробиологии. Работы в этой области развернуты и в почвенных институтах. Производство ряда веществ и препаратов, требующихся сельскому хозяйству, обеспечивают институты и предприятия Министерства медицинской и микробиологической промышленности.

К настоящему времени получены данные, не только сильно расширившие наши представления о мире микробов, но и позволившие открыть новые антибиотики, которые с успехом применяют для лечебных и агрономических целей. Выяснилось, что микроорганизмы являются продуцентами таких биологически активных соединений, как витамины, аминокислоты, стимуляторы роста. Оказалось возможным использовать микробный белок для кормления животных.

Во многих случаях микробиологические препараты весьма эффективно применяют в борьбе с вредителями сельскохозяйственной продукции и т. д.

В условиях ускорения научно-технического прогресса необходимы новые подходы к определению значимости микробиологического фактора в сельскохозяйственном производстве. Один из важнейших таких подходов — развитие почвенной биотехнологии. В ее задачу входит регулирование количества почвенных микроорганизмов и активности микробиологических процессов с целью сохранения потенциального плодородия почвы и получения высоких урожаев сельскохозяйственных культур при интенсивных технологиях их возделывания.

You are here