Лекции по природоведческой микробиологии - Заварзин Г.А.
ISBN 5-02006454-8
Скачать (прямая ссылка):
англичанином Дж. Ловелоком почти в виде научного памфлета, в котором
планета Земля рассматривалась как единая си-
7
стема, как "живой организм", способный приспосабливать окружающую среду к
своему существованию в ней, превращая ее в свою среду обитания. Суть этой
концепции составила гипотеза регуляции климата живыми организмами за счет
обратных связей в атмосферно-биосферной системе. Гипотеза Геи привлекла
особое внимание в связи с угрозой глобального потепления из-за вызванного
человеком изменения состава атмосферы.
Во всех этих научных течениях на втором плане оставался "мир невидимых".
Целостная биосферная концепция В.И. Вернадского, основанная на
биогеохимических циклах, странным образом обошла катализаторов этих
циклов, хотя важная роль микроорганизмов и декларировалась им. Простой и
ясный взгляд С.Н. Виноградского на природу и роль в ней микробного мира
как "ферментов" (в первоначальном французском значении слова) остался
невостребованным.
Анализ упомянутых выше общих проблем естествознания привел нас к выводу,
что деятельность микроорганизмов не служит простым дополнением к
выработанной геохимиками системе взглядов. Напротив, в концептуальном
отношении бактерии оказываются основным двигателем биосферной системы
биогеохимических циклов, катализируя их ключевые реакции. В отношении
исторического аспекта, объясняющего состояние природы через историю
возникновения ее компонентов, микробиология имеет особое значение для
естествознания, потому что микробы были первыми обитателями Земли и они
сформировали ту биогеохимическую систему, которая осталась основой
процессов, происходящих на поверхности Земли. Исходным послужил цикл
органического углерода и сопряженных с ним циклов других элементов.
Бактерии сформировали и продукционную фотосинтетическую ветвь цикла, и
деструкционную, сопряженную с циклами других элементов. Эта система была
первоначальной и обусловила устойчивое развитие биосферы, не исключающее
катастрофические сукцессионные перестройки. Последующие формы эволюционно
вписывались в уже существующую систему и лишь затем трансформировали ее.
Чтобы обозначить область знания, которая рассматривается ниже, удобно
ввести термин "природоведческая микробиология". Она входит в
естествознание, возврат к которому как синтезу знаний о природе необходим
для человечества. Термин представляет кальку с немецкого
Naturwissenschaftlichen Mikrobiologie, понимая естествознание в тех
рамках, как оно употреблялось в прошлом в смысле изучения скорее
"природы", чем "естества", и противопоставляя его "natural history", как
это декларировал в 1799 г. А. Гумбольдт. У нас слово "естествознание"
заменили в школьных учебниках "природоведением", понимая под природой
нечто противоположное лаборатории. В литературе, посвященной юридическим
аспектам экологии, употребляются латинские термины "in situ" и "ex situ",
обозна-
чающие соответственно "на месте" (в смысле "в местообитании") и "вне
места" (в смысле "в лаборатории"). В более широком смысле термины
обозначают изучение объекта в составе большей системы или вне ее.
Деятельность микроорганизмов, преимущественно прокариотных, изучает общая
микробиология, противопоставляемая медицинской и другим специальным
областям. В общую микробиологию традиционно входит изучение разнообразия
бактерий, прежде всего физиологического. К ней пытаются также относить те
общебиологические процессы, которые изучаются на примере бактерий как
моделей живого существа и на самом деле относятся к области биохимии,
энзимологии, молекулярной биологии - короче, дисциплин, изучающих
внутриклеточные процессы, и которые, несомненно, нужно знать
микробиологу. Критическим для микробиологии стало развитие геномики,
позволившей изучать геном как "паспорт" организма и отдельные гены вне их
реализации в активности in situ.
В природоведческой микробиологии изучаются функциональное разнообразие
микроорганизмов с аутэкологией видов, их взаимодействие в составе
микробных сообществ, деятельность микробных сообществ в составе биосферы.
Для последнего аспекта нами был ранее предложен условный термин
"глобальная микробиология", который можно было бы заменить термином
"биосферная микробиология", не меняя сути рассматриваемых предметов. Угол
зрения в природоведческой микробиологии оказывается существенно отличным
от того исследования бинарных отношений паразит-хозяин, которое
доминирует в медицинской микробиологии, или концентрации внимания на
одном объекте, которого требует биотехнология. Природоведческая
микробиология поневоле оказывается под сильным влиянием междисциплинарных
аспектов, прежде всего проистекающих из комплекса наук о Земле.
Перед обсуждением деятельности микроорганизмов в природе нужно
рассмотреть те аспекты геосферно-биосферной системы, которые важны для
понимания взаимодействий. К сожалению, одним из явных пробелов в знаниях
микробиологов (да и других биологов-''экспериментаторов") оказывается
