Жизнь микробов в экстремальных условиях - Кашнер Д.
Скачать (прямая ссылка):
Corynebacterium sepedonicum и Micrococcus росли .лучше всего при температуре около 25°С, в то время как оптимальные температуры роста всех остальных культур лежали в диапазоне от 37 до 45°С. В воздухе над сухими долинами Антарктики было заре--гистрировано от 0 до 160 бактерий в 1 м3 (Cameron et al, 1972b,
1973). Среди них преобладали Arthrobacter и Brevibacterium, которые чаще всего встречаются в почвах этих долин. Представители рода Bacillus не были найдены. В упомянутых двух работах диапазоны температур' роста обнаруженных микроорганизмов не приводятся.
Значительная часть микроорганизмов поступает в атмосферу с поверхности морей и океанов. Бактерии, нуждающиеся в средах, приготовленных на морской воде, были выделены на расстоянии 45 км от побережья (ZoBell, Matthews, 1936). Оказалось, что отношение числа бактерий морского происхождения к числу пресноводных бактерий по мере удаления от берега увеличивается. Зобел (ZoBell,' 1942) предположил, что морские бактерии уносятся в воздух вместе с каплями воды, особенно там, где прибой разбивается о скалы. В дальнейшем его предположение подтвердилось; оказалось также, что бактерии легко связываются с пузырьками воздуха, которые затем уносятся в атмосферу (Blanchard, Syzkek, 1970). Имеются также указания на то, что такие пузырьки способны концентрировать в себе органические вещества (Carlucci, Williams, 1965; Barber, 1966). Следовательно, не исключено, что морские бактерии, в том числе психрофи-лы, могут проявлять в атмосфере метаболическую активность, используя имеющиеся в пузырьках органические вещества. Вполне вероятно, что в атмосферу выбрасываются довольно высокие концентрации морских бактерий, поскольку в слое морского нейстона было найдено свыше 105 бактерий в 1 мл (Sieburth,
1971).
Очевидно, бактерии морского происхождения, встречающиеся в атмосфере, не обязательно нуждаются в морской воде или относятся к строгим психрофилам по определению Мориты (Morita, 1975). Однако, поскольку большая часть атмосферы характеризуется низкими температурами, психрофилы должны преобладать среди прочих организмов, способных к росту и активности, если эти процессы вообще возможны в атмосфере.
Присутствие микроорганизмов и других частиц наземного происхождения в верхних слоях атмосферы стало привлекать к себе внимание с тех пор, как человек научился летать. Еще Пас-, теру пришла в голову мысль использовать баллоны, наполненные нагретым воздухом, для отбора проб из верхних слоев атмосферы (Proctor, Parker, 1942). Попытки обнаружить микроорганизмы в верхних слоях атмосферы сразу же увенчались успехом независимо от того, проводились ли исследования с использовани-
ем покрытых вазелином стекол, которые непосредственно экспонировались на воздухе (Meier, Lindbergh, 1935), или применялся метод прямого счета колоний на чашках (Proctor, 1935а). Проктор (Proctor, 1935а) брал пробы воздуха из верхних слоев атмосферы на высоте более 7000 м, сидя в самолете, который пролетал над полярными областями Тихого и Атлантического океанов. Температура воздуха на этих высотах была, как правило, ниже —20°С, а порой понижалась до —40°С. Бактерии, выделенные на чашках при 20°С, относились в основном к типичным почвенным микроорганизмам (Proctor, 1935а). Проктор и Паркер (Proctor, 1935b; Proctor, Parker, 1942) сообщили о том, что 36 из 105 чистых культур бактерий, обнаруженных на высоте 3000 м, росли на чашках с питательным агаром при 0°С. В свою очередь 31 из этих 36 культур выдерживала температуры от —26 до —39°С в течение 48 ч. Авторы отнесли большую часть этих культур к роду Bacillus. Работа Проктора является единственным сообщением о наличии в верхних слоях атмосферы бактерий, способных расти при психротрофных температурах. Сравнительно недавно было найдено от 2 до 3 бактерий в 28,3 м3 воздуха на высоте от 9144 до 18 288 м и 5 бактерий в 28,3 м3 воздуха на высоте от 18 388 до 27432 м (Burch, 1967). Кардинальные температуры роста этих бактерий в работе не приводятся; по-видимому, большая часть бактерий, выделенных из верхних слоев атмосферы, представляет собой наземные формы, которые могут выдерживать температуры ниже точки замерзания. Выживание микроорганизмов при температурах ниже минимальной точки роста не является прерогативой нескольких организмов: многие наземные бактерии, в том числе Е. coli, Past ей-rella tularetisis, Flavobacterium и споры Bacillus subtilis, также хорошо выдерживают температуры в диапазоне от —40 до + 24°С, в то время как по мере повышения температуры от 24 до 49°С вегетативные клетки этих бактерий гибнут со все возоас-тающей скоростью (Ehrlich, 1974).
Открытым остается вопрос, обладают ли микроорганизмы в атмосфере метаболической активностью. В сущности, атмосфера содержит все, что необходимо для роста и активности микроорганизмов: популяции жизнеспособных бактерий, достаточные количества влаги, а также органических и неорганических питательных веществ. Низкие температуры, присущие тропосфере, должны способствовать росту психрофилов, в первую очередь бактерий морского происхождения (ZoBell, Conn, 1940). Грегори (Gregory, 1961) предполагает, что в атмосфере существует «¦биологическая зона», где микроорганизмы развиваются в обогащенных органическим веществом каплях воды и даже, вероятно, фиксируют азот. По мнению других исследователей (Parker, Wachtel, 1971), микроорганизмы способны расти в условиях, ха-
