Искатель. 1962. Выпуск №5

Огромна и роль микробов в жизни на нашей планете. Исчезни они вдруг с лица земли — и плодородные альпийские луга и непроходимые заросли тропических джунглей вскоре превратились бы в бесплодную пустыню.

Точные расчеты показывают: количество углекислоты, потребляемое ежегодно живыми растениями, таково, что ее запасы, если их постоянно не пополнять, будут съедены в какие-нибудь несколько десятков лет.

Углекислота, которую выделяют животные и люди, — это всего 5 процентов ее количества, потребляемого растениями ежегодно. Откуда же берутся остальные 95 процентов? Их дают бактерии. Разрушая попавших в почву погибших животных п растения (органические вещества), бактерии оставляют от них «груду обломков» — отдельные сложные молекулы. В качестве «отходов производства» при этом и образуется с голь необходимая растениям углекислота.

Микроорганизмы — это зачинатели и завершители всего кругооборота веществ на земле!

Оказывается, микроскопическим существам удается сохраниться б самых различных местах земного шара при наиболее суровых условиях. Многие живущие в почве микроорганизмы настолько неприхотливы в питании, что способны развиваться на скудных, однообразных питательных средах, содержащих в качестве источника углерода иногда всего лишь одно органическое соединение, например окись углерода. Без углерода, как известно, нет самой жизни.

Мало того. Некоторые виды бактерий, превратившись в споры, неопределенно долгое время, может быть даже столетиями, обходятся и… вовсе без всякой пищи. А после этого возрождаются вновь.

Недавно двое немецких ученых открыли в залежах соли под источниками курорта Бад-Наугейм неизвестные бактерии, обитавшие в море, которое когда-то омывало эту область. Море давно высохло, а микроорганизмы, заключенные в кристалликах соли, сохранились. Соль поглотила влагу бактерий, не изменив структуру их белков. Растворили кристаллы в питательном растворе — и бактерии ожили.

Вот еще один пример удивительной жизнестойкости микроорганизмов: они выносят давление в несколько тысяч атмосфер, температуры от абсолютного нуля (—273°) до 170° тепла.

Ионизирующее излучение в 500–800 рентген, представляющее смертельную опасность для человека, не убивает крошечных носителей жизни, а очень многие переносят дозы в сотни раз большие. Кто знает, может быть, именно микроорганизмы владеют секретом биологической защиты от гибельного излучения?..

Каждая бактериальная клетка, несмотря на свои ничтожные размеры — сложная живая химическая фабрика, работающая с огромной мощностью. За сутки она съедает и перерабатывает общее количество пищи, в 20–30 раз превышающее ее собственный вес. На земле нет других живых существ, которые обладали бы такой поистине исключительной способностью к продолжению рода и размножению, как бактерии. При благоприятных условиях потомство только одной делящейся надвое каждые полчаса клетки в короткий срок могло бы покрыть всю земную поверхность.

Наконец, в каждой бактериальной клетке, словно в миниатюрном зеркале, отражаются законы развития, свойственные всем живым организмам. Отличная природная модель для научных исследований!

И подумайте, разве все эти качества микроорганизмов не делают их прекрасными помощниками человека в одном из его самых великих свершений — в освоении космоса! Родилась новая отрасль науки — космическая микробиология, а непременными участниками полетов за пределы Земли стали невидимые космонавты — микроорганизмы.

НА ОРБИТЕ

Человек готовился к полету в космос — совершенно неизведанную среду обитания, где все живое подстерегал ряд опасностей: космическое излучение — стремительно несущийся поток ядерных частиц колоссальных энергий; вибрация, перегрузки, невесомость. Не окажутся ли они гибельными для всего живого?

Ответ могли дать лишь опыты, проведенные непосредственно в космическом пространстве.

Весь мир знает наших первых четвероногих космонавтов — собак Лайку, Белку, Стрелку, Чернушку, Звездочку. Но самой точной регистрации жизненных процессов у собаки во время полета и самых тщательных наблюдений за ней после полета все же было недостаточно, чтобы решить, насколько безопасен полет для человека. В какой мере условия космического полета влияют ка жизнеспособность отдельных клеток многоклеточного организма? Ответ на этот вопрос могли дать только существа, состоящие из одной-единственной клетки, то есть микробы.

И поэтому коллектив советских ученых, приняв во внимание этот вывод, начал вплотную заниматься всем сложнейшим комплексом работ, связанных с подготовкой к космическому полету микрокосмонавтов.

Как и полагается настоящим космонавтам, они прежде всего предстали перед строгой «отборочной комиссией».

Ее задача состояла в том, чтобы среди бесконечного множества самых несхожих микроорганизмов, среди всего, выражаясь языком Линнея, «хаоса», выбрать кандидатуры, в которых сочетался бы ряд качеств, нужных для поставленных целей.

Каких же именно? Прежде всего нужны были микроорганизмы, совершенно безвредные для человека. Некоторые из них должны были «уметь» обходиться и жить без кислорода. (Надо сказать, что, хотя большинству микроорганизмов он необходим, как и другим живым существам, существует ряд бактерий, называемых анаэробами, которые живут без кислорода.)

Микрокосмонавтов, конечно, следовало отбирать среди бактерий, способных образовывать споры. Споры в отличие от самих бактерий, хрупких и недолговечных, можно было послать в полет не на день и не на два, а на любой срок.

Попав в питательную среду, споры в любую минуту легко вновь обращаются в обычные бактерии.

Ученые искали микроорганизмы, отличающиеся какой-нибудь одной яркой особенностью, например способностью резко менять химический состав питательной среды. Используя это свойство, можно было бы с помощью приборов судить на расстоянии о самочувствии бактерий в полете. Ведь у них не сосчитаешь пульс и не измеришь кровяное давление.

Чувствительность бактериальных клеток к космическим лучам далеко не одинакова. Диапазон ее очень велик: от десятых долей рентгена до десятков тысяч рентген. Микрокосмонавтов подобрали так, чтобы создать из них живую шкалу для регистрации разных доз излучения: начиная от тех, какие способны выносить излучение громадной интенсивности, и кончая бактериями, чувствительными к ничтожным дозам.

Соблюдение всех требований, предъявляемых к будущим космическим путешественникам, делало отбор, безусловно, сложнейшей научной задачей.

Отобранные виды бактерий подвергали предварительным лабораторным испытаниям.

Как и полагается будущим космонавтам, они переносили огромные перегрузки на центрифугах, часами тряслись ка вибростендах.

Чтобы определить, как повлияют ка бактерии те или другие воздействия, с которыми, может быть, им придется встретиться в необычном полете, микроорганизмы подвергали и таким опытам, которые с человеком недопустимы, — например, радиоактивному облучению.

Обширная «программа подготовки» помогла микробиологам представить, что может произойти с микрокосмонавтами во время пребывания на орбите.

Все это облегчило предстартовые приготовления.

Участников полета заключили в маленькие специальные ампулы, которые спрятали в эбонитовые чехлы. Ампулы набили, как папиросы в портсигар, в небольшие контейнеры. А эти металлические контейнеры помещены в космическом корабле.

На Земле в лабораториях оставались контрольные образцы точно таких же бактериальных культур, чтобы по возвращении их можно было сравнить с двойниками и точно установить, как повлиял полет на микрокосмонавтов.