Путешествие в страну микробов

Цель этой книги — вызвать или воскресить интерес к полному тайн и невидимому простым глазом миру микроорганизмов. Микробиология и в наши дни, когда славных мореплавателей сменили отважные космонавты, занимает не последнее место в программе исследований космического пространства. И путешествие в мир живого микрокосмоса нашей планеты не будет лишено напряженных и волнующих моментов.

В последние десятилетия микроорганизмы стали объектом изучения цитологов, генетиков, биохимиков, биофизиков и даже кибернетиков. Эти бесконечно малые существа представляют для ученых исключительный интерес в связи с тем, что являются чрезвычайно благодарным объектом в качестве подопытных организмов. С микробами не могут не считаться и те специалисты, которые заняты поисками источников питания для все возрастающего населения нашей планеты.

Чего можно ожидать в будущем от микробиологии и смежных с ней областей науки? Академик А. А. Имшенецкий недавно в статье, посвященной микробиологическим исследованиям в космической биологии, сказал об этом так:

«Последние успехи в области молекулярной биологии, биохимии и генетики, такие, как синтез генов и ферментов, обогатили нас новыми знаниями. Все это — очень важные открытия, но в будущем мы будем знать больше. Оставшиеся двадцать пять лет нашего века, несомненно, принесут нам еще многие замечательные открытия в области биологии. Мы должны помнить, что находимся лишь в начале понимания явлений, составляющих основу жизни. И самым мудрым мотто для каждого биологического института могли бы стать слова Шекспира: «Есть многое на свете, друг Гораций, что и не снилось нашим мудрецам».

И под впечатлением этих мыслей, высказанных выдающимся советским микробиологом, мне хочется пожелать, чтобы издание книги «Путешествие в страну микробов» на русском языке способствовало, особенно среди молодых читателей, пробуждению неутомимого энтузиазма в раскрытии тайн и загадок удивительного мира микробов.

В. Бетина

Братислава, октябрь 1974 года

Пролог

Предисловие — это та часть книги, которую сочиняют последней, ставят первой и которую почти никто не читает.

А. Й. Лотка, 1925

С тех пор как человеческий глаз впервые увидел бактерии, минуло три столетия. Но потребовалось еще двести лет, прежде чем микробиология стала самостоятельной наукой. И еще долгое время, вплоть до середины нашего века, эта новая отрасль биологии постепенно раскрывала ту огромную роль микроорганизмов, которую они играют в жизни человека, сопровождая его от колыбели до могилы. Они как бы стоят на грани жизни и смерти: разлагая отмершие организмы, они возрождают условия для жизни новых существ. Неведомые в прошлом «злые» микробы сеют заразу и смерть, «добрые» же верно служат человеку, помогая ему в приготовлении продуктов питания, в создании ценного химического сырья, а в последнюю четверть века являясь поставщиками пенициллина и других антибиотиков. С появлением этих препаратов произошел очень важный переворот в методах борьбы со «злыми» представителями мира микробов.

Именно об этом я и попытался рассказать словацким читателям в вышедшей в конце 50-х годов книге «Таинственный мир микробов». В предисловии к ней Павел Немец, член-корреспондент Словацкой Академии наук, писал, что «она помогает читателям пережить приключения, связанные с познанием нового».

Для современной науки полтора десятилетия — срок большой. Благодаря усилиям ученых всего мира накопление новых знаний в микробиологии идет чрезвычайно быстрыми темпами. Но этим успехам мы обязаны не только микробиологам. Все больший интерес к миру мельчайших живых существ проявляют и такие отрасли биологии, как биохимия, биофизика, генетика, ставшие самостоятельными науками почти одновременно с микробиологией. К ним присоединилась и более молодая молекулярная биология, нашедшая в вирусах и бактериях прекрасную модель для изучения взаимоотношений между молекулами, роль которых на сцене жизни мы все еще стараемся понять и разгадать. Чрезвычайный интерес представляют микроорганизмы и для недавно развившейся космической биологии, которая находит свое применение там, где жюльверновская фантазия соприкасается с волнующей действительностью.

Микроорганизмы теперь уже не только верные спутники, враги или помощники человека в его повседневной жизни и в покорении природы. Они служат ему еще и подопытными существами, помогающими искать ответ на столь сложный вопрос: что такое жизнь?

Вот и эта моя книга о тех же микробах — новая не только по своему названию, но и по содержанию. Ее цель — сделать более доступными новые горизонты познания, одним из путей к которым является изучение самых мельчайших представителей живой природы.

Я приглашаю читателя совершить совместное путешествие в страну микроорганизмов. Он убедится, что и в век космических открытий можно испытать увлекательные приключения в этом, казалось бы, так хорошо знакомом, но еще полном тайн мире мельчайших живых существ.

Часть первая. Знакомство с микроорганизмами

После всех попыток узнать, какие силы в корне действуют на язык и вызывают его раздражение, я положил приблизительно пол-унции корня в воду: в размягченном состоянии его легче изучать. Кусочек корня оставался в воде около трех недель. 24 апреля 1676 года я посмотрел на эту воду под микроскопом и с большим удивлением увидел в ней огромное количество мельчайших живых существ.

Некоторые из них в длину были раза в три-четыре больше, чем в ширину, хотя они и не были толще волосков, покрывающих тело вши… Другие имели правильную овальную форму. Был там еще и третий тип организмов — наиболее многочисленный — мельчайшие существа с хвостиками. Животные четвертого типа, шнырявшие между особями трех других, были необыкновенно малы — настолько малы, что, по-видимому, и целая сотня их, выстроенная в ряд, не превысила бы песчинки. Чтобы сравняться с ней, потребовался бы по крайней мере десяток тысяч этих существ!

А. ван Левенгук

1. Путешествие в страну микробов

Характерная черта науки и прогресса состоит в том, что они постепенно открывают нашему взору все новые и новые области.

Л. Пастер

Неизвестные сожители

Было это очень давно, когда третья планета Солнечной системы получила нового обитателя — «единственное существо, сознающее свое место в природе», как охарактеризовал его У. М. Симпсон из Гарвардского университета. Шведский естествоиспытатель XVIII века К. Линней в своем сочинении «Система природы» дал этому существу имя Homo sapiens (человек разумный). Человек постепенно знакомился с окружающей его средой, стараясь использовать ее в своих целях. Сначала он жил в пещерах и, охотясь, постепенно узнавал царство животных; по мере развития скотоводства он еще более расширял свои познания. Не обошел он своим вниманием и царство растений, давшее ему возможность перейти со временем на оседлую жизнь землепашца.

Но кроме растений и животных были в окружающей среде и другие существа, которые сопровождали человека от его рождения до смерти. О них он ничего не знал, потому что не мог их видеть. Нередко эти существа врывались в его жизнь, порождая болезни и сея смерть.

В процессе покорения природы человек использовал этих невидимых спутников, даже не догадываясь об их существовании. Он научился печь хлеб из кислого теста, делать вино из перебродившего сока плодов, приготовлять пиво из зерен некоторых злаков.

Проходили века. Человек все шире и глубже познавал и осваивал природу, он стал удобрять почву, изменять течение рек, покрывать поля и луга каналами, приносящими животворную влагу или уносящими ее избыток. В неизведанные и таинственные моря вышли его лодки и корабли. Он поднимался на гребни гор и покорял простирающиеся за ними земли. Но всегда и повсюду человека сопровождали невидимые спутники; одни из них поражали его частыми и неожиданными болезнями, портили запасы пищи, другие помогали сохранять плодородие почвы, были надежными помощниками в приготовлении хлеба и напитков.

На заре

Шестнадцатый и семнадцатый века отмечены в истории многими значительными событиями. Но для нас, естественно, важно прежде всего то, что в этот период были заложены основы современной науки.

Английский философ XVI века Фрэнсис Бэкон в книге «Новый органон» высказал смелую мысль, что наблюдения — это единственный путь к познанию видимого мира, путь, который уже приносил свои ценные плоды. Так, в 1543 году великий польский астроном Николай Коперник на основе собственных наблюдений доказал, что Земля является планетой Солнечной системы, а не наоборот, как это думали раньше. Выдающийся итальянский мыслитель Джордано Бруно в 1600 году собственной жизнью расплатился за поддержку взглядов Коперника, а спустя тридцать три года итальянский астроном Галилео Галилей спас свою жизнь, отрекшись под давлением инквизиции от этих «еретических» суждений.