Жизнь микробов в экстремальных условиях - Кашнер Д.
Скачать (прямая ссылка):
Галофильные бактерии, а также ряд других организмов, живущих в условиях высокого содержания солей либо иных раст воренных веществ, мы рассмотрим в гл. 8. Экстремальные галс филы занимают особое место среди микроорганизмов, сущест вующих в экстремальных условиях, поскольку они представляют собой пример полной (и внешней, и внутренней) адаптации к очень высоким концентрациям солей, а также потому, что они
обладают уникальными биохимическими свойствами. С недавних пор стало ясно, что организмы, живущие при высоких концентрациях растворенных веществ или способные размножаться в широком диапазоне концентраций, представляют собой крайне увлекательный объект исследования.
Любой организм, живущий при наличии высоких концентраций растворенных веществ, находится также в условиях низкой активности воды (aw). Нередко эти два эффекта невозможно отделить один от другого. Изучению влияния доступности воды для микроорганизмов, размножающихся в природных условиях, посвящена гл. 9, написанная Смитом. Существует два вида стрессов: осмотический — для микроорганизмов, находящихся в растворе, и матричный — для микроорганизмов, растущих на поверхностях, например на частицах почвы. Создается впечатление, что микроорганизмы более чувствительны к стрессу второго типа. Хотя для своего размножения микроорганизмы нуждаются в определенном уровне содержания воды, она не требуется им для выживания. Как указывает Смит, многие микроорганизмы сохраняют жизнеспособность в течение долгого времени в отсутствие воды и начинают размножаться, как только она снова становится доступна для них.
Две последние главы этой книги частично касаются экстремальных условий, которые своим возникновением обязаны деятельности человека. Токсичность тяжелых металлов представляет собой проблему скорее для человека, чем для микроорганизмов, которые научились по-разному приспосабливаться к таким веществам. Действительно, как указывает в гл. 10 Эрлих, сами микроорганизмы способны осуществлять трансформацию тяжелых металлов в окружающей среде: выщелачивать металлы из руд в кислых рудничных стоках, изменять валентность металлов, как, например, при трансформации ртути в более или менее токсичные формы, а также при образовании таких особых форм скоплений металлов, как марганцевые конкреции.
Земля и первые формы жизни на ней подвергались действию еысоких доз радиации, прежде чем выделение кислорода не создало своего рода защитный экран против солнечного коротковолнового ультрафиолетового излучения. По нашей вине над нами вновь нависла угроза воздействия очень высоких доз радиации, прежде всего — ионизирующей. Как указывают Насим и Джеймс в гл. 11, микроорганизмы сильно отличаются друг от друга по своей устойчивости к радиации. Многие из них способны выдерживать дозы радиации, летальные для других форм жизни. Подобная-устойчивость вызвана рядом факторов, наиболее важным из которых представляется способность микроорганизмов к репарации их ДНК, поврежденных облучением. Многообразие способов, при помощи которых микроорганизмы проти-
востоят радиации, высокая скорость их размножения и способность существовать в защищенных микротрещинах и щелях могут сделать их последними обитателями на Земле или, напротив, первыми поселенцами на Земле, разрушенной атомной войной.
В этой книге мы не рассматриваем еще одно условие, которое вполне обоснованно можно также считать экстремальным, а именно жизнь при очень низкой концентрации питательных веществ (Hanson, 1976) Ч Многие микроорганизмы способны довольствоваться следовыми количествами питательных веществ, содержащихся в чистой воде в природе или даже в дистиллированной воде в лаборатории. До сих пор исследователи пренебрегали такими организмами, составляющими, возможно, весьма важную часть биоты, отдавая предпочтение тем микроорганизмам, которые размножаются гораздо быстрее, хотя и требуют больше пищи. В самом деле, многие организмы, существующие в экстремальных условиях, были несправедливо обойдены отчасти из-за трудностей, связанных с их изучением и получением пригодных для публикации результатов. Конечно, требуется большое терпение, для того чтобы исследовать микроорганизмы, при выращивании которых лаборатория наполняется паром, а крышки центрифуг покрываются солью; к тому же многие из них растут так медленно, что для проведения эксперимента требуются не часы, а недели; наконец, генетика этих организмов либо неизвестна, либо почти не поддается изучению. Однако упорство исследователя будет вознаграждено как удовлетворением от работы, так и свободным временем, остающимся для размышлений у того, кто не идет проторенной дорогой; кроме того, он будет, несомненно, восхищен необычностью этих микроорганизмов и теми' весьма хитроумными способами, при. помощи которых они приспосабливаются к столь широкому' диапазону окру-жающих условий. Мы надеемся передать часть этого восхищения читателям настоящей книги.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Alexander М. (1976). In: Extreme Environments: Mechanisms of Microbial Adaptation (Ed. M. W. Heinrich), Academic Press, New York and London. Brock T. D. (1969). Microbial growth under extreme conditions, Symp. Soc. Gen.
