Жизнь микробов в экстремальных условиях - Кашнер Д.
Скачать (прямая ссылка):
Шварц и др. (Schwarz et al., 1975) делают вывод, что углеводороды (или по крайней мере «-гексадекан) в условиях in situ в глубине морей могут разлагаться, но процесс разложения протекает медленно и для него необходимо наличие смешанной микрофлоры.
Бактерии участвуют также в разрушении органических веществ угля, который часто находится под большим давлением лежащих над ним пластов. Бек и Пошенридер (Beck, Poschen-rieder, 1957) считают, что устойчивость к давлению может служить критерием при идентификации автохтонной микрофлоры бурого угля. Однако Яшхоп и Шварц (Jaschhop, Schwartz, 1969) нашли в буром угле как барочувствительные, так и баротолерантные бактерии; поэтому они сделали вывод, что бактерии обоих типов являются автохтонными. Из 24 выделенных ими штаммов 14 росли в течение четырех суток при 400 атм и 30°С, 7 штаммов не росли, но и не погибали, а 3 штамма утрачивали жизнеспособность в этих условиях. При 300 атм 18 штаммов росли, 5 штаммов выживали, но не росли, а один штамм погибал. Все выделенные штаммы росли при 200 атм. Самой барочувствительной бактерией был Vibrio percolans\ организмы, которые погибали при 400 атм, но не при 300 атм, относятся к родам Alcaligenes и Bacillus. Однако ни один из этих организмов не отличается высокой активностью при разложении органических компонентов, экстрагированных из бурого угля водой, а также при разрушении щелочного лигнина или гумииовых кислот. Следовательно, пока еще окончательно не установлено, действительно ли эти бактерии играют важную роль в трансформации бурого угля in situ.
Низкая скорость микробиологических процессов в морских глубинах по крайней мере в некоторых случаях выгодна для человека. Уиллингем и Куинби (Willingham, Quinby, 1971) установили, что блоки чистого железа, выплавленные в мартеновской печи, подвергались коррозии под действием морских суль-фатредуцирующих бактерий быстрее при 200 атм (20°С), чем при 1 атм. Однако при 600 атм. коррозия сильно замедлялась, снижаясь даже ниже уровня стерильных контрольных образцов. Иными словами, на глубине 6000 м в океане давление должно очень сильно замедлять коррозию оборудования для нефтяных скважин, сделанного из железа, а на глубине 2000 м оно должно ускорять коррозию. В опытах, проведенных с 316 образцами нержавеющей стали, было продемонстрировано полное или почти полное отсутствие коррозии при давлениях 1, 200 или 600 атм. Напротив, как показали испытания образцов алюминия, который применяется для подводных сооружений, его коррозия значительно замедляется при 200 и 600 атм; следовательно, это давление должно защищать возводимые в море постройки из алю-
миния. Керк (Kirk, 1972) рассматривает в своем обзоре коррозию высокопрочных материалов в морской воде, но не касается действия давления.
На дне океанов (особенно это относится к Тихому океану) находится довольно много ферромарганцевых конкреций и залежей, которые стали объектом глубоководной добычи руды за последние годы. По мнению Эрлиха (Ehrlich, 1975), эти залежи представляют собой бактериальные строматолиты, а бактерии, окисляющие Мп(И), играют важную роль в их возникновении и росте (гл. 10). Различные окисляющие бактерии, выделенные из конкреций, способны расти при давлениях и температурах, характерных для морских глубин, например при 4°С и 340 атм, и окислять Мп(И) при давлении 476 атм (Ehrlich, 1975). Под давлением и при низкой температуре процесс окисления протекает очень медленно но, как указывает Эрлих (Ehrlich, 1975), включение нового вещества происходит с очень низкой скоростью—диаметр конкреции увеличивается примерно на 0,01 мм за тысячу лет. Среди бактерий, окисляющих марганец, встречаются Arthrobacter и грамотрицательные палочки. Конкреции содержат также грамотрицательные бактерии, восстанавливающие Мп02, которые активны при давлениях в глубине морей (Ehrlich, 1974а). Восстанавливающая активность индуцируется, и индукция может происходить даже при давлении 476 атм (Ehrlich, 1974b).
VII. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ
СЖАТЫХ ГАЗОВ НА МИКРООРГАНИЗМЫ
¦ В опытах по изучению действия гидростатического давления на микроорганизмы из сосудов, в которых они находятся, удаляют воздух или другие газы. Кислород воздуха сразу убивает анаэробные организмы, и даже аэробные или факультативные организмы могут существовать лишь при определенной концентрации кислорода. Кислород служит важным и часто необходимым субстратом дыхания, а в эукариотических клетках он требуется для таких, например, процессов, как синтез мононенасы-щенных жирных кислот. Однако кислород может оказывать и летальное воздействие; появление механизмов для разложения токсичных свободных радикалов и перекисей, возникающих при метаболизме кислорода, явилось необходимым условием эволюции жизни на Земле в далекие времена от первичных анаэробных форм к первым аэробным организмам. Главным объектом проводимых в настоящее время исследований реакций детоксикации служит пероксид-дисмутаза — фермент, катализирующий превращение перекисных радикалов в перекись водорода, которая может быть затем, разрушена каталазами или пероксидаза-
