Жизнь микробов в экстремальных условиях - Кашнер Д.
Скачать (прямая ссылка):
рактериых для облаков; образуемые ими продукты обмена являются одной из причин высоких концентраций органического вещества (8 мг в 1. л) в дождевой воде. Когда эти организмы подвергаются замораживанию в снежных облаках на больших высотах, растворимые органические вещества, включая витамины, могут «выдавливаться» из клеток, возможно, в результате процесса, противоположного осмосу. Во время дождя эти органические соединения попадают на поверхность вод и почв. Роль содержащихся в дождевой воде органических веществ в экологии окружающей среды на Земле в точности не'выяснена, так же как и их происхождение; по-видимому, эти вещества способствуют росту популяций бактерий и тем самым влияют на общую продуктивность озер (Collins, 1960).
К сожалению, данные о содержании в пробах воздуха пспх-рофильных бактерий морского происхождения отсутствуют; неизвестно также, сохраняют ли морские бактерии активность в пузырьках, попавших в воздух из морей и океанов.
Итак, можно с достаточной уверенностью предположить, что если в атмосфере имеется «биологическая зона», то присутствующие в ней организмы, способные к активному метаболизму и росту, должны быть психрофильными или пснхротрофиымн микроорганизмами морского происхождения.
IV. ПЕЩЕРЫ
Как в областях с умеренным климатом, так и в арктических районах встречается много подземных и обледенелых пещер, в которых температура никогда не поднимается выше 10°С, а порой лежит ниже точки замерзания воды. Помимо низкой температуры для таких пещер характерно отсутствие света, невысокое содержание органического вещества и относительно большая влажность. Кроме того, в карстовых пещерах присутствует много известковых веществ. Постоянство условий в пещерах (особенно низкая температура и отсутствие света) оказало селективное действие на местную флору и фауну; примером может слу-‘ жить слепота рыб и летучих мышей, а также отсутствие пигментации у большинства обитающих там организмов. Однако до сих пор не удалось четко продемонстрировать,' что пещерам присуща своя постоянно адаптированная микрофлора.
Имеется всего несколько сообщений о микрофлоре пещер, в частности о распространении психротрофов в пещерах с неизменно низкой температурой. Гуно (Gounot, 1968b, 1969, 1973а) изучала распространение физиологических групп бактерий, различающихся своим отношением к температуре, в пещерах Арктики, Лапландии, Пиренеев, Альп и Румынии; температуры в этих пещерах колеблются от —0,8 до 5°С и мало меняются в те-
чение года. Как правило, количество бактерий, определенное методом прямого счета колоний на чашках при 20°С, было выше, чем при 2 и 28°С и составляло 1*106—1X,3 ¦ 106 бактерий в 1 г высушенной почвы по сравнению с 0,02-106—4,3• 106 бактерий в 1 г почвы при 2°С. Большинство выделенных организмов было отнесено к родам Arthrobacter, Pseudomonas и Flavobacterium; в одной из пещер все 140 культур на чашках, инкубированных при 2, 20 и 28°С, принадлежали к роду Arthrobacter (Gounot, 1967; Moiroud, Gounot, 1969). Ни один из штаммов рода Arthrobacter, выделенных при 2°С, не рос при 28°С. Многие виды психрофилов из почв пещер напоминали A. glaciates, выделенный из замерзшей почвы Муару и Гуно (Moiroud, Gounot, 1969). A. glaciates растет в области температур от —5 до 18°С с оптимумом около 13°С (Gounot, 1973b). Однако дыхание бактерий становилось более интенсивным с возрастанием температуры, вплоть до значений, превышающих максимальную температуру роста.
По мнению Гуно (Gounot, 1973а), психротрофный Arthrobacter, выделенный из пещер, является частью постоянной местной флоры. Она полагает, что в пещерах, где постоянно царила темнота, отбор непигментированных бактерий происходил уже очень давно, так как среди 515 изученных культур.способными к синтезу пигмента оказались лишь несколько (1%). В то же время около 20% всех штаммов Arthrobacter, выделенных из почвы, и даже еще большее количество представителей микрофлоры ледников образуют пигмент (Flint, Stout, 1960). Более того, в отличие от почвенных видов Arthrobacter ни один из псих-ротрофов, выделенных из пещер, не был способен продуцировать пигмент при культивировании с непрерывным освещением (Gounot, 1973а).
В холодных источниках и грунте пещер карстовой области на юге штата Индиана психрофильные бактерии не обнаружены (Brock et al., 1973). Можно было ожидать, что там встречается постоянная популяция микроорганизмов, оптимальные температуры роста и активности которой совпадают с температурами пещер in situ, лежащими в области от 10 до 12°С (температура источников в пещерах колеблется от 5,5 до 15°С). Однако эти ожидания не оправдались, и удалось выделить лишь психротрофную микрофлору с оптимальной температурой' роста от 25 до 30°С. Поглощение 14С-ацетата бактериями пещер, развивавшимися на погруженных в источники покровных стеклах, было оптимальным также при температурах от 25 до 30°С. По мнению Брока и др. (Brock et al., 1973), психротрофы, обитающие в источниках изучавшихся пещер, попали туда, по-видимому, из вод или почв, находящихся снаружи от пещер. Как известно, эти пещеры возникли во время отступления висконсинских льдов от Индианы около 20 000 лет назад; этого времени возможно ока-
