Жизнь микробов в экстремальных условиях - Кашнер Д.
Скачать (прямая ссылка):
Г. НЕФОТОСИНТЕЗИРУЮЩИЕ БАКТЕРИИ
Именно нефотосинтезирующие бактерии были использованы в большинстве проведенных микробиологических исследований, так как они имеют потенциальное промышленное значение. Хотя ' четко показано, что некоторые бактерии способны к интенсивног му росту даже в кипящей воде (Bott, Brock, 1969; Brock et al., 1971; Brock, Brock, 1971; Brock, 1967), в виде чистых культур были получены только организмы, растущие при несколько более низких температурах. Самая высокая температура, при ко-' торой оказалось возможным воспроизводимо получать и поддерживать бактериальную культуру, составляла около 85°С (Brock et al., 1972; Heinen, 1971). Неизвестно, почему не удается культивировать бактерии из кипящих вод, но причина может быть весьма тривиальной. В лаборатории очень трудно получить при температуре кипения воды проточную аэрируемую систему, в которой не происходило бы испарения; между тем в природе эти организмы обитают именно в таких условиях.
Хотя за последнее время опубликовано большое число работ по ферментам термофильных гетеротрофных бактерий, их экология исследовалась мало. Род Thermus, описанный Броком и Фризом (Brock, Freeze, 1969) как первая неспорообразующая экстремально-термофильная бактерия, был затем выделен рядом исследователей, описавших несколько новых видов (табл. 5.2). В воде большинства горячих источников, вероятно, содержатся небольшие количества органических веществ, поэтому популяции бактерий могут существовать и в отсутствие восстановленных соединений серы. Попытки культивировать гетеротрофные бактерии при 90°С до сих пор заканчивались
Таблица 53 Верхние температурные пределы роста для представителей ______разных родов нефотосинтезирующих бактерий1) ___________________
Род, вид Максимальная Род, вид Макс»мальцая
температура темиература
роста, °C рос га, <7с
Нейтральные значе!- ШЯ pH Streptomyces 60
Therrtiomicrobium 85 Pseudonocardia 60
Т hertnas 85 Microbispora 60
Bacillus 82 Hydrogenomonas 60
Bacillus stearothermophi 75 Leptospira 54
lus 75 Lactobacillus 53
Methanobacterium 70---75 Кислые значении * pH
Thermomonospora 74---76 Sulfolobus 85---90
Clostridium 70 Bacillus acidocaldarius 70
Desulfotomaculum 70 Thiobacillus 55
Thermoactinomyces 70 Thermo plasma 59
Streptosporangium 65
Micropolyspora
') Подробности н источники данных см. в табл. 5,2.
неудачей, несмотря на то что по крайней мере в одном источнике (источник А в Иеллоустонском парке, США) температурный оптимум устойчивой бактериальной популяции близок к 90°С (Brock, Brock, 1971). Сине-зеленые водоросли (цианобактерии:), способные расти и образовывать пленки при температурах 70°С и ниже, выделяют органические вещества в таких количествах, которые достаточны для поддержания роста некоторых гетеротрофных бактерий (Bauld, Brock, 1974), в результате чего формируется разнообразная, хотя и мало изученная, гетеротрофная микрофлора. Микроскопическое исследование пленок сиые-зеле-ных водорослей позволило выявить, кроме самих водорослей, преимущественно грамотрицательные палочки, сходные с Thetr-mus aquaticus; этот организм легко получить в виде накопительной культуры, инкубируя такие пленки при 70°С (Brock, Freeze,
1969). Интересно отметить, что повсеместно распространенную термофильную бактерию Bacillus stearothermophilus почти никогда не удается обнаруживать в накопительных культурах, полученных при 70°С, однако если обогащение проводится при 55°С, то этот организм постоянно выделяют из тех же самых пленок (Brock, неопубликованные наблюдения).
Множество других термофильных гетеротрофов, как аэробных, так и анаэробных, перечислены в табл. 5.2 и 5.3. Четко продемонстрирована роль актиномицетов в саморазогревании сена и компоста; этот вопрос рассматривается в разделе о грибах.
III ЭУКАРИОТЫ
А. ГРИБЫ
1. Введение
Около 67 видов и разновидностей истинных грибов способны расти при температурах 50°С и выше (табл. 5.4). Эти немногие таксономически различные организмы выделяются среди 50 000 видов грибов (Ainsworth, 1968) рядом общих экологических характеристик, отражающих их способность к росту при высоких температурах. Вслед за Куни и Эмерсоном (Cooney, Emerson, 1964) мы будем рассматривать в качестве термофилов грибы, имеющие максимальную температуру роста не ниже 50°С, а минимальную не ниже 20°С. Термотолерантиыми мы будем называть грибы, для которых максимальная температура роста также близка к 50°С, но минимальная — существенно ниже 20°С. Альтернативная терминология для обозначения грибов, растущих при высоких температурах, обсуждается в ряде работ (Crisan, 1959, 1964; Cooney, Emerson, 1964; Emerson, 1968; Api-nis, 1963a). Число таких грибов, принадлежащих к известным видам, стремительно возрастает, и эта тенденция, по-видимому, сохранится и в дальнейшем благодаря определению температурных пределов роста для уже известных видов и в особенности благодаря обнаружению новых видов все увеличивающимся числом исследователей, занятых их планомерным поиском. Колебания кардинальных температур роста — обычное явление, поскольку эти характеристики нередко зависят от химического состава среды и от истории культуры (Fergus, 1964; Mahoney, 1972; Christensen, 1957; Prodromou, Chapman, 1974; Tendler et al., 1967; Tansey, неопубликованные данные; Streets, Ingle,
