История микробиологии

1

24

Содержание

1. Зарождение микробиологии

2. Описательный (морфологический) период

3. Физиологический (пастеровский) период

4. Современная микробиология

Заключение

Список литературы

1. Зарождение микробиологии

Микроорганизмы были открыты в конце 17 века, но деятельность их и даже практическое применение известны значительно ранее. Например, продукты спиртового, молочнокислого, уксуснокислого брожений приготавливались и использовались в самые древние времена. Полезность этих продуктов объяснялась присутствием в них «живого духа». Еще первобытные люди предохраняли от порчи пищевые продукты путем их высушивания, соления и копчения. Однако мысль о существовании невидимых существ начала появляться при выяснении причин заразных болезней. Так, Гиппократ (6 в. до н.э.), а позже Варрон (2 в.) высказывали предположения, что заразные болезни вызываются невидимыми существами. Но только в 16 в. итальянский ученый Джираламо Фракасторо пришел к заключению, что передача болезней от человека к человеку осуществляется при помощи мельчайших живых существ, которым он дал название contagium vivum. Однако доказательств таких предположений не было.

Известно, что человек с нормальным зрением на оптимальном расстоянии (25-30 см) может увидеть в виде точки предмет размером 0,07=0,08 мм. Меньшие объекты человек заметить не может. Это определяется особенностями строения его органа зрения.

Попытки преодолеть созданный природой барьер и расширить возможности человеческого глаза были сделаны давно. Так, при археологических раскопках в Древнем Вавилоне находили двояковыпуклые линзы - самые простые оптические приборы. Линзы были изготовлены из отшлифованного горного хрусталя. Можно считать, что с изобретением этих линз человек сделал первый шаг на пути в микромир.

Дальнейший прогресс в развитии оптической техники относится к 16-17 вв. и связан с развитием астрономии. В начале 17 в. голландские шлифовальщики стекла сконструировали первые подзорные трубы. Оказалось, что если линзы расположить иначе, не так, как в телескопе, то можно получить увеличение очень мелких предметов. Микроскоп подобного типа был создан в 1610 г. Г.Галилеем (1564-1642). Изобретение микроскопа открыло новые возможности для изучения живой природы.

Одним из первых микроскоп, состоящий из двух двояковыпуклых линз, дававших увеличение примерно в 30 раз, сконструировал и использовал для изучения строения растений английский физик и изобретатель Р. Гук (1635-1703). Рассматривая срезы пробки, он обнаружил правильное ячеистое строение древесной. Эти ячейки впоследствии были названы им «клетками» и изображены в книге «Микрография» (1665). Именно Р. Гук ввел термин «клетка» для обозначения тех структурных единиц, из которых построен сложный живой организм. Дальнейшее проникновение в тайны микромира неразрывно связано с совершенствованием оптических приборов.

Если считать, что микробиология возникла в тот момент, когда человек увидел первые микроорганизмы, то мы можем совершенно точно указать «день рождения» микробиологии и имя первооткрывателя. Человек этот - голландец Антони ван Левенгук (1632-1723), мануфактурщик из Дельфта. Заинтересовавшись строением льняного волокна, он отшлифовал для себя несколько грубых линз. Позднее Левенгук увлекся этой тонкой и кропотливой работой и достиг большого совершенства в деле изготовления линз, названных им «микроскопиями». По внешней форме это были одинарные двояковыпуклые стекла, оправленные в серебро или латунь, однако по своим оптическим свойствам линзы Левенгука, дававшие увеличение в 200 - 270 раз, не знали себе равных. Чтобы оценить их, достаточно напомнить, что теоретический предел увеличения двояковыпуклой линзы - 250 - 300 раз.

Не имея естественного образования, но обладая природной любознательностью, Левенгук с интересом рассматривал все, что попадалось под руку: воду из пруда, зубной налет, настой перца, слюну, кровь и многое другое. С 1673 г. результаты своих наблюдений Левенгук начал посылать в Лондонское Королевское общество, членом которого впоследствии был избран. Всего Левенгук написал в Лондонское Королевское общество свыше 170 писем, а позднее завещал ему 26 своих знаменитых «микроскопий». Вот выдержка из одного письма: «24 апреля 1676 г. я посмотрел на воду под микроскопом и с большим удивлением увидел в ней огромное количество мельчайших живых существ. Некоторые из них в длину были раза в 3 - 4 больше, чем в ширину, хотя они и не были толще волосков, покрывающих тело вши. Другие имели правильную овальную форму. Был там еще и третий тип организмов - наиболее многочисленный - мельчайшие существа с хвостиками». Сопоставив описание, приведенное в этом отрывке, и оптические возможности имевшихся в распоряжении Левенгука линз, можно сделать вывод о том, что Левенгуку в 1676 г. впервые удалось увидеть бактерии.

Левенгук всюду обнаруживал микроорганизмы и пришел к выводу, что окружающий мир густо заселен микроскопическими обитателями. Все виденные им микроорганизмы. В том числе и бактерии, Левенгук считал маленькими животными, названными им «анималькулями», и был убежден, что они устроены так же, как и крупные организмы, т. е. имеют органы пищеварения, ножки, хвостики и т.д.

Открытия Левенгука были настолько неожиданными и даже фантастическими, что на протяжении почти 50 последующих лет вызывали всеобщее изумление. Будучи в Голландии в 1698 г., Петр I посетил Левенгука и беседовал с ним. Из этой поездки Петр I привез в Россию микроскоп, а позднее, в 1716 г., в мастерских при его дворе были изготовлены первые отечественные микроскопы.

2. Описательный (морфологический) период: кон.17 в. - сер. 19в.

I. Развитие представлений о природе процессов брожения и гниения

Термин «брожение» («fermentatio») для обозначения процессов, идущих с выделением газа, впервые употребил голландский алхимик Я.Б. Ван Гельмонт (1577-1644). Я.Ван Гельмонтом было обнаружено сходство между газом, образующимся при сбраживании виноградного сока (углекислым газом), газом, выделяющимся при сжигании угля, и газом, который появляется, «когда уксус льют на известковые камни», т.е. при взаимодействии щелочи с кислотой. На основании этого Я.Ван Гельмонт пришел к заключению, что все описанные выше химические превращения имеют одинаковую природу.

Позднее брожения стали выделять из группы химических процессов, сопровождающихся газовыделением. Для обозначения материальной движущей силы брожения, его активного начала использовали термин «фермент». Взгляд на брожение и гниение как на чисто химические процессы был сформулирован в 1697 г. немецким врачом и химиком Г.Э. Шталем (1660-1734). По представлениям Г. Шталя, брожение и гниение - это химические превращения, идущие под влиянием молекул «фермента», которые передают присущее им внутреннее активное движение молекулам сбраживаемого субстрата, т.е. выступают в качестве своеобразных катализаторов реакции. Взгляды Г. Шталя на природу процессов гниения и брожения полностью разделял и отстаивал один из крупнейших химиков своего времени Ю.Либих. Однако эта точка зрения принималась не всеми исследователями.

Одна из первых догадок о связи описанных Левенгуком «глобул» (дрожжей) с явлениями брожения и гниения принадлежит французскому натуралисту Ж.Л.Л. Бюффону (1707-1788). Весьма близко подошел к пониманию роли дрожжей в процессе брожения французский химик А. Лавуазье (1743-1794), изучавший количественно химические превращения сахара при спиртовом брожении. В 1793 г. он писал: «Достаточно немного пивных дрожжей, чтобы дать первый толчок к брожению: оно потом продолжается само собой. Я доложу в другом месте о действии фермента в целом». Однако сделать это ему не удалось: А. Лавуазье стал жертвой террора французской буржуазной революции.

С 30-х годов 19 в. начинается период интенсивных микроскопических наблюдений. В 1827 г. французский химик Ж. Демазьер (1783-1862) описал строение дрожжей Mycoderma cerevisiae, формирующих пленку на поверхности пива, и, будучи убежденным в том, что это - мельчайшие животные, отнес их к инфузориям. Однако в работе Ж. Демазьера нет никаких указаний на возможную связь процесса брожения с развивающейся на поверхности бродящей жидкости пленкой. Спустя 10 лет французский ботаник Ш. Каньяр де Латур (1777-1859) предпринял тщательное микроскопическое исследование осадка, образующегося при спиртовом брожении, и пришел к выводу, что он состоит из живых существ, жизнедеятельность которых и является причиной брожения.

Почти одновременно немецкий естествоиспытатель Ф. Кютцинг (1807-1893), исследуя образование уксуса из спирта, обратил внимание на слизистую массу, имеющую вид пленки на поверхности жидкости, содержащей спирт. Изучая слизистую массу, Ф. Кютцинг установил, что она состоит из микроскопических живых организмов и имеет непосредственное отношение к накоплению уксуса в среде. К аналогичным выводам пришел другой немецкий естествоиспытатель Т. Шванн (1810-1882).

Таким образом, Ш. Каньяр де Латур, Ф. Кютцинг и Т. Шванн независимо друг от друга и почти одновременно пришли к заключению о связи процессов брожения с жизнедеятельностью микроскопических живых существ. Основной вывод из этих исследований был четко сформулирован Ф. Кютцингом: «Мы теперь должны каждый процесс брожения рассматривать иначе, чем до сих пор их рассматривала химия. Весь процесс спиртового брожения зависит от присутствия дрожжей, уксуснокислого - от наличия уксусной матки».

Однако идеи о биологической природе «фермента» брожения, высказанные тремя исследователями, не получили признания. Более того, они были подвергнуты суровой критике со стороны приверженцев теории физико-химической природы брожения, обвинивших своих научных противников в «легкомыслии в выводах» и отсутствии Каких-либо Доказательств, подтверждающих эту «странную гипотезу». Господствовавшей оставалась теория физико-химической природы процессов брожения.

II. Развитие представлений о микробной природе инфекционных заболеваний

В том, что инфекционные болезни вызываются живыми микроскопическими существами, был глубоко убежден русский врач-эпидемиолог Д.С. Самойлович (1744-1805), пытавшийся под микроскопом обнаружить возбудителя чумы. Это ему не удалось из-за несовершенства микроскопов и микроскопической техники. Однако разработанные Д.С. Самойловичем в соответствии с его идеей меры по дезинфекции и изоляции больных оказались весьма эффективными в борьбе с эпидемиями и получили широкую известность во всем мире.

Стоит упомянуть, что современник Д. Самойловича М. Тереховский (1740-1796) - первый русский протистолог-экспериментатор установил живую природу простейших и в 1775 г. впервые в мире применил к микроорганизмам экспериментальный метод исследования, определяя влияние температуры, электрических разрядов, сулемы, опия, кислот и щелочей на их жизнеспособность. Изучая в строго контролируемых условиях движение, рост и размножение микроорганизмов, Тереховский первый указал, что делению предшествуют рост и увеличение размеров. Он также доказал невозможность самопроизвольного зарождения простейших в различных прокипяченных жидкостях (настоях). Свои наблюдения он изложил в работе «О наливочном хаосе Линнея».

1827 г. итальянский естествоиспытатель А. Басси (1773-1856), изучая заболевание шелковичных червей, обнаружил передачу болезни при переносе микроскопического грибка от больной особи к здоровой. Таким образом, А. Басси впервые удалось экспериментально доказать микробную природу этого заболевания. Идея о микробной природе инфекционных болезней в течение долгого времени не получала признания. Господствующей была теория, согласно которой причинами заболеваний считали различные нарушения течения химических процессов в организме.

В 1846 г. немецкий анатом Ф. Генле (1809-1885) в книге «Руководство по рациональной патологии» четко определил основные положения для распознавания инфекционных заболеваний. Позднее идеи Ф. Генле, сформулированные в общей форме (самому Ф. Генле не удалось увидеть ни одного возбудителя инфекционных заболеваний человека), были экспериментально обоснованы Р.Кохом и вошли в науку под названием «триада Генле-Коха».

3. Физиологический период (пастеровский): II пол. 19 в.

Научная деятельность Луи Пастера.

Начало физиологического периода относится к 60-м годам 19 в. и связано с деятельностью выдающегося французского ученого, химика по специальности, Луи Пастера (1822-1895). Микробиология обязана Пастеру не только своим бурным развитием, но и становлением как науки. С именем Пастера связаны наиболее крупные открытия, принесшие ему мировую известность: брожение (1857), самопроизвольное зарождение (1860), болезни вина и пива (1865), болезни шелковичных червей (1868), инфекция и вакцины (1881), бешенство (1885).

Пастер свою научную деятельность начал с работ по кристаллографии. Им было обнаружено, что при перекристаллизации солей оптически неактивной рацемической винной кислоты образуется два типа кристаллов. Раствор, приготовленный из кристаллов одного типа, вращает плоскость поляризованного света вправо, из кристаллов другого типа - влево. Далее Пастером было обнаружено, что плесневый гриб, выросший в растворе рацемической винной кислоты, потребляет только одну из изомерных форм (правовращающую). Это наблюдение позволило Пастеру сделать вывод о специфическом воздействии микроорганизмов на субстраты и послужило теоретической основой для последующего изучения физиологии микроорганизмов. Наблюдения Пастера над низшим плесневым грибком привлекли его внимание к микроорганизмам вообще.

В 1854 г. Пастер получил должность штатного профессора в университете г. Лилля. Именно здесь он начал свои микробиологические исследования, положившие начало микробиологии как самостоятельной научной дисциплине.

Поводом для начала изучения процессов брожения послужило обращение к Пастеру лилльского фабриканта с просьбой помочь выяснить причины систематических неудач в сбраживании свекловичного сока для получения спирта. Результаты исследований, опубликованные в конце 1857 г., с несомненностью доказывали, что процесс спиртового брожения является результатом жизнедеятельности определенной группы микроорганизмов - дрожжей и происходит в условиях без доступа воздуха.

Почти одновременно с изучением спиртового брожения Пастер приступил к изучению молочнокислого брожения и также показал, что этот вид брожения вызывается микроорганизмами, названными им «молочнокислыми дрожжами». Итоги исследований Пастер изложил в опубликованных работах «Мемуар о молочнокислом брожении».

Действительно, результаты исследований Пастера не просто новые научные данные. Это смелое опровержение господствовавшей тогда теории физико-химической природы брожения, поддерживаемой и отстаиваемой крупнейшими научными авторитетами того времени: И. Берцелиусом, Э. Митчерлихом, Ю. Либихом. И Пастер это прекрасно понимал. Молочнокислое брожение - наиболее простой «химический» процесс распада молекулы сахара на две триозы, и доказательство того, что этот распад связан с жизнедеятельностью микроскопических организмов, являлось весомым аргументом, поддерживающим теорию биологической природы брожений.

Вторым аргументом в поддержку биологической природы брожений было экспериментальное доказательство Пастером возможности осуществлять спиртовое брожение на среде, не содержащей белка. (Согласно химической теории брожения последнее есть результат каталитической активности «фермента», которым является вещество белковой природы.) Полученные данные были затем подробно описаны Пастером в «Мемуаре о спиртовом брожении».

Изучение маслянокислого брожения привело Пастера к выводу, что жизнь некоторых микроорганизмов не только может протекать в отсутствие свободного кислорода, но последний вреден для них. Результаты этих наблюдений были опубликованы в 1861 г. в сообщении, озаглавленном «Анималькули-инфузории, живущие без свободного кислорода и вызывающие брожение». Обнаружение отрицательного влияния свободного кислорода на процесс маслянокислого брожения было, пожалуй, последним моментом, полностью опровергавшим теорию химической природы брожений, поскольку именно кислороду отводилась роль соединения, дававшего первый толчок к внутреннему движению белковым частицам «фермента». Серией исследований в области брожений Пастер убедительно доказал несостоятельность химической теории брожений, вынудив своих противников признать их заблуждения. За работы по исследованию анаэробиоза в 1861 г. Пастер получил премию французской Академии наук и медаль Лондонского Королевского общества. Итог двадцатилетним исследованиям с области брожений был подведен Пастером в «Исследовании о пиве, его болезнях, их причинах, способах сделать его устойчивым, с приложением новой теории брожения» (1876).

В 1865 г. французское правительство обратилось к Пастеру с просьбой помочь шелководам, терпевшим большие убытки из-за болезней шелковичных червей. Около пяти лет посвятил Пастер изучению этого вопроса и пришел к выводу, что болезни шелковичных червей вызываются определенными микроорганизмами. Пастер детально изучил течение болезни - пебрины шелковичных червей и разработал практические рекомендации по борьбе с заболеванием: он предложил искать под микроскопом в телах бабочек и куколок возбудителей заболевания, отделять заболевшие особи и уничтожать их и т.д.

Установив микробную природу инфекционных заболеваний шелковичных червей, Пастер пришел к мысли, что болезни животных и человека также обусловлены воздействием микроорганизмов. Первой его работой в этом направлении было доказательство того, что родильная горячка, широко распространенная в описываемый период, вызывается определенным микроскопическим возбудителем. Пастер выявил возбудителя горячки, показал, что причина ее - пренебрежение правилами антисептики со стороны медицинского персонала, и разработал методы защиты от проникновения возбудителя в организм.

Дальнейшие работы Пастера в области изучения инфекционных заболеваний привели к открытию им возбудителей куриной холеры. Остеомиелита, гнойных абсцессов, одного из возбудителей газовой гангрены. Таким путем Пастер показал и доказал, что каждое заболевание порождается специфическим микроорганизмом.

В 1879 г. при изучении куриной холеры Пастер разработал метод получения культур микробов, которые утрачивают способность быть возбудителем заболевания, т. е. теряют вирулентность, и использовал это открытие для предохранения организма от последующего заражения. Последнее легло в основу создания теории иммунитета.

Изучение инфекционных болезней Пастером сочеталось с разработкой мер для активной борьбы с ними. На основе методики получения ослабленных культур вирулентных микроорганизмов, названных «вакцинами», Пастер нашел способы борьбы с сибирской язвой и бешенством. Вакцины Пастера получили всемирное распространение. Учреждения, где проводятся прививки против бешенства, в честь Пастера названы Пастеровскими станциями.

Работы Пастера были по достоинству оценены его современниками и получили международное признание. В 1888 г. для Пастера на средства, собранные по международной подписке, был построен в Париже научно-исследовательский институт, носящий в настоящее время его имя. Пастер был первым директором этого института.

Развитие микробиологии во второй половине 19 в.

Успехи микробиологии в этот период непосредственно связаны с новыми идеями и методическими подходами, внесенными в микробиологические исследования Л.Пастером. В числе первых, кто оценил значение открытий Пастера, был английский хирург Дж. Листер, он понял, что причина большого процента смертных случаев после операций - заражение ран бактериями из-за незнания. Во-первых, и несоблюдения, во-вторых, элементарных правил асептики.

Одним из основоположников медицинской микробиологии наряду с Пастером явился немецкий микробиолог Р.Кох (1843-1910), занимавшийся изучением возбудителей инфекционных заболеваний. Свои исследования Кох начал, еще будучи сельским врачом, с изучения сибирской язвы и в 1877 г. опубликовал работу, посвященную возбудителю этого заболевания - Bacillus anthracis. Вслед за этим внимание Коха привлекла другая тяжелая и широко распространенная болезнь того времени - туберкулез. В 1882 г. Кох сообщил об открытии возбудителя туберкулеза, который в его честь был назван «палочкой Коха». (В 1905 г. за исследование туберкулеза Коху была присуждена Нобелевская премия.) Коху принадлежит также открытие в 1883 г. возбудителя холеры.

Большое внимание Кох уделял разработке микробиологических методов исследования. Он сконструировал осветительный аппарат, предложил метод микрофотографирования бактерий, разработал приемы окрашивания бактерий анилиновыми красителями и предложил способ выращивания микроорганизмов на твердых питательных средах с использованием желатины. Получение бактерий в виде чистых культур открыло новые подходы для более углубленного изучения их свойств и послужило толчком для дальнейшего бурного развития микробиологии. Были выделены чистые культуры возбудителей холеры, туберкулеза, дифтерии, чумы, сапа, крупозного воспаления легких.

Кох экспериментально обосновал выдвинутые ранее Ф. Генле положения о распознавании инфекционных заболеваний, которые вошли в науку под названием «триада Генле-Коха». (Позднее, правда, оказалось, что она приложима не для всех возбудителей инфекций.)

Большой вклад в развитие общей микробиологии внес голландский ученый М. Бейеринк (1851-1931), который внедрял микроэкологический принцип в исследование микроорганизмов. Круг научных интересов Бейеринка был необычайно широк. Ему принадлежат работы по исследованию физиологии клубеньковых бактерий, изучению процесса денитрификации и сульфат-редукции, работы по изучению ферментов разных групп микроорганизмов. В 1898 г. независимо от Д.И. Ивановского Бейеринком был описан вирус табачной мозаики.

Сообщения об активном участии микроорганизмов в процессах превращения веществ в природе стали быстро накапливаться в 70-80-х годах 19 в. В 1877 г. французские химики Т. Шлезинг и А. Мюнц доказали микробиологическую природу процесса нитрификации. В 1882 г. П. Дегерейн обнаружил аналогичную природу процесса денитрификации, а двумя годами позже он же установил микробиологическую природу анаэробного разложения растительных остатков. М. Воронин в 1867 г. описал клубеньковые бактерии, а спустя почти двадцать лет Г. Гельригель и Г. Вильфарт показали их способность к азотофиксации. П. Костычев создал теорию микробиологической природы процессов почвообразования.

Вклад русских ученых в микробиологию.

Родоначальником русской микробиологии является Л. Ценковский (1822-1887). Объектом его исследований были микроскопические простейшие, водоросли, грибы. Он открыл и описал большое число простейших, изучал их морфологию и циклы развития. Это позволило ему сделать вывод об отсутствии резкой границы между миром растений и животных. Им также была организована одна из первых Пастеровских станций в России и предложена вакцина против сибирской язвы («живая вакцина Ценковского»).

С именем И. Мечникова (1845-1916) связано развитие нового направления в микробиологии - иммунологии. Впервые в науке Мечниковым была разработана и экспериментально подтверждена биологическая теория иммунитета, вошедшая в историю как фагоцитарная теория Мечникова. В основу этой теории положено представление о клеточных защитных приспособлениях организма. Мечников в опытах на животных (дафниях, личинках морской звезды) доказал, что лейкоциты и другие клетки мезодермального происхождения обладают способностью захватывать и переваривать чужеродные частицы (в т.ч. и микробов), попадающие в организм. Это явление, названное фагоцитозом, легло в основу фагоцитарной теории иммунитета и получило всеобщее признание. Развивая далее поднятые вопросы, Мечников сформулировал общую теорию воспаления как защитную реакцию организма и создал новое направление в иммунологии - учение об антигенной специфичности. В настоящее время оно приобретает все большее значение в связи с разработкой проблемы пересадки органов и тканей, изучения иммунологии рака.

К числу важнейших работ Мечникова в области медицинской микробиологии относятся исследования патогенеза холеры и биологии холероподобных вибрионов, сифилиса, туберкулеза, возвратного тифа. Мечников является основоположником учения о микробном антагонизме, послужившем основой для развития науки об антибиотикотерапии. Идея о микробном антагонизме была использована Мечниковым при разработке проблемы долголетия. Изучая явление старения организма, Мечников пришел к заключению. Что важнейшей причиной его является хроническое отравление организма продуктами гниения, вырабатываемыми в толстом кишечнике гнилостными бактериями.

Практический интерес представляют ранние работы Мечникова по использованию гриба Isaria destructor для борьбы с вредителем полей - хлебным жуком. Они дают основание считать Мечникова основоположником биологического метода борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений, метода, который в наши дни находит все более широкое применение и популярность.

Таким образом, И.И. Мечников - выдающийся русский биолог, сочетавший качества экспериментатора, педагога и пропагандиста научных знаний, - был человеком великого духа и труда, высшей наградой которого явилось присвоение ему в 1909 г. Нобелевской премии за исследования по фагоцитозу.

Развитие микробиологии в нашей стране тесно связано также с именем крупнейшего ученого, друга и соратника И. Мечникова, Н.Ф. Гамалеи (1859-1949). Всю свою жизнь Гамалея посвятил изучению инфекционных болезней и разработке мер борьбы с их возбудителями. Гамалея внес крупнейший вклад в изучение туберкулеза, холеры, бешенства, в 1886 г. вместе с И. Мечниковым организовал в Одессе первую пастеровскую станцию и ввел в практику прививки против бешенства. Он открыл птичий вибрион - возбудителя холероподобного заболевания птиц - и в честь Ильи Ильича назвал его вибрионом Мечникова. Затем была получена вакцина против холеры человека.

Большое внимание Гамалея уделял и вопросам эпидемиологии инфекционных болезней. Он был крупнейшим специалистом в области иммунологии. Разработав оригинальный метод получения оспенной вакцины, он впервые высказал идею о выделении из бактерий наиболее полноценных антигенов и об использовании их для приготовления так называемых химических вакцин. Гамалея первый наблюдал и описал явление спонтанного лизиса бактерий под влиянием неизвестного в то время агента - бактериофага. Поэтому Гамалея считается не только одним из основоположников медицинской микробиологии, но и иммунологии и вирусологии.

К числу выдающихся отечественных ученых, внесших огромный вклад в микробиологию инфекционных болезней, относится и Даниил Кириллович Заболотный (1866-1920). Он по праву считается основоположником эпидемиологии. Где бы на земном шаре ни возникали эпидемии, Д.К. Заболотный всегда принимал участие в их ликвидации. Так, с 1897 по 1911 г. он в составе русских экспедиций участвует в изучении чумы в Индии, Китае, Маньчжурии, Персии, Шотландии; холеры - в Петербурге, Поволжье, на Кавказе, Украине. Доскональное изучение эпидемии чумы дало Заболотному возможность научные доказательства существовавшей гипотезы о природной очаговости этой болезни и о роли диких грызунов, как хранителей ее возбудителя в природе.

Значительный вклад внес Д.К. Заболотный в изучение эпидемий холеры и организацию борьбы с ней. Им установлены пути заноса холеры, роль бациллоносительства в распространении заболевания, изучена биология возбудителя в природе и разработаны эффективные методы диагностики холеры.

Результаты исследований Д.К. Заболотного составили научную основу санитарно-гигиенических, профилактических и лечебных мероприятий по борьбе с заразными болезнями человека.

Отечественные исследователи заложили прочный фундамент нового направления в микробиологии - эколого-физиологического, ставшего вскоре ведущим и оказавшего влияние на развитие самостоятельных дисциплин и различных школ ученых.

В этой связи, прежде всего, следует отметить С.Н .Виноградского, В.Л. Омелянского, Б.Л. Исаченко, Д.И. Ивановского, Г.А. Надсона, явившихся основоположниками тех или иных направлений в общей микробиологии. Создание, например, учения об экологии почвенных микроорганизмов неразрывно связано с именем русского исследователя С. Виноградского (1856-1953). Виноградский внес большой вклад и в познание физиологического многообразия микробного мира. Им выполнены классические работы по физиологии серобактерий, железобактерий, результатом которых явилось открытие хемосинтеза у бактерий - величайшее открытие 19 в.

С. Виноградский доказал, что существуют бактерии, самостоятельно синтезирующие органическое вещество, используя при этом энергию окисления минеральных соединений (сероводород, аммиак) и углерод углекислоты, тт. е. был открыт новый тип питания микроорганизмов - автотрофизм.

Неизменным требованием Виноградского было исследование микроорганизмов в естественной среде обитания или условиях, максимально приближающихся к естественным. Следуя этому принципу, он разработал простые и оригинальные методы исследования почвенных микроорганизмов. Всеобщее признание и широкое применение получил метод элективных (избирательных) сред, позволивший выделить из естественной среды ряд новых микроорганизмов и определить их роль в круговороте веществ.

С. Виноградским опубликовано свыше 300 научных работ, посвященных экологии и физиологии почвенных микроорганизмов. Его по праву считают отцом почвенной микробиологии.

К числу выдающихся основоположников отечественной микробиологии следует отнести также ученика С. Виноградского В.Л. Омалянского (1867-1928). Он был не только замечательным ученым, но и талантливым педагогом, популяризатором достижений микробиологии. В. Омелянский, подобно Пастеру, обладал глубокими знаниями в области химии, которые легли в основу его и экологического изучения микроорганизмов. Круг научных интересов В. Омелянского очень широк, однако главное направление его исследований связано с изучением круговорота веществ в природе, в котором существенную роль он отводил микроорганизмам. Изучая процессы разложения органического вещества, он впервые выделил целлюлозоразрушающие бактерии, описал их физиологию и химизм самого процесса.

Глубоко и всесторонне Омелянским были изучены микроорганизмы, участвующие в круговороте азота, особенно свободноживущие азотофиксаторы и нитрификаторы.

К новой области исследований относится одна из последних работ Омелянского «Роль микроорганизмов в выветривании горных пород». Эта работа легла в основу геологической микробиологии.

Большой заслугой Омелянского является создание первого русского учебника «Основы микробиологии», вышедшего из печати в 1909 г. и выдержавшего 9 изданий. В нем Омелянский обобщил результаты микробиологических исследований и дал общие схемы круговорота в природе отдельных элементов, в том числе азота, углерода, серы и железа. В течение десятилетий этот учебник был настольной книгой специалистов.

Экологическое направление в микробиологии успешно разрабатывалось Б.Л. Исаченко (1871-1948). Всеобщую известность приобрели работы в области водной микробиологии. Он впервые исследовал распространение микроорганизмов в Северном Ледовитом океане и указал на их важную роль в геологических процессах и в круговороте веществ в водоемах.

Большой вклад в развитие отечественной и мировой микробиологии внес Д.И. Ивановский (1864-1920), открывший в 1892 г. вирусы растений и тем самым заложивши основу новой науки - вирусологии. Подчеркивая важность исследования Ивановского, английский вирусолог Н. Пири писал: «Огромное значение открытия Ивановского для теоретического естествознания заключается в том, что им была открыта новая форма существования белковых тел». Идеи Ивановского сыграли решающую роль в последующих блестящих успехах вирусологии, в результате которых были открыты возбудители большинства вирусных болезней человека, животных, растений и микроорганизмов. По заключению американского вирусолога Стенли, имя Ивановского в вирусологии следует рассматривать в том же свете, как имена Пастера и Коха в микробиологии.

4.Современная микробиология

Развитие микробиологии в 20 в.

С 20-х годов прошлого столетия интенсивно начала разрабатываться проблема изменчивости микроорганизмов. Ведущую роль здесь сыграли исследования Г.А. Надсона (1867-1940). В 1925 г. Надсон и Г. Филиппов впервые показали возможность получения мутантов микроорганизмов под влиянием лучистой энергии. Эти исследования имели исключительно важное значение - они заложили основы нового направления в естествознании - радиационную биологию.

Большой интерес представляют также более ранние работы Надсона, характеризующие его как микробиолога широкого профиля. Так, Надсон впервые выделил в чистую культуру и изучил зеленую бактерию Chlorobium limicola. Значительное место среди ранних работ Надсона занимают исследования взаимоотношений микроорганизмов. Им описаны явления антагонизма, хищничества и симбиоза микроорганизмов. На примере плесневого гриба Spicaria им было показано, что микроорганизмы при развитии в микробных ассоциациях вырабатывают пигмент как «средство защиты и нападения».

Научный интерес и практическое значение имеют исследования Надсона роли микроорганизмов в круговороте серы, железа и кальция. Надсон впервые указал на перспективы развития геологической микробиологии. Заслуживает внимания и точка зрения Надсона по вопросам современной космической микробиологии. Он допускал возможность сохранения жизнеспособности микроорганизмов в космическом пространстве, подчеркивая значение лучей короткой волны в изменении их наследственных свойств. Надсоном в 1935 г. была высказана идея, которая в настоящее время является одной из важнейших проблем космической микробиологии: «Арениус интересовался импортом жизни с других планет на Землю. Меня же больше интересует обратный путь: возможность экспорта жизни с Земли на другие планеты, способные жизнь поддерживать. Может быть такой экспорт происходит теперь, или происходил ранее, или будет происходить в будущем».

Перед учеными в 20 в. встал очень важный вопрос - как объяснить колоссальное разнообразие микромира, определить его границы, выявить, на чем оно основано. Постановкой этой проблемы, имеющей общебиологическое значение, мы обязаны двум крупнейшим микробиологам А. Клюйверу (1888-1956) и К.Ван Нилю.

Клюйвер - голландский ученый, ученик Бейеринка. Биохимик по образованию, как это часто бывает, он интересовался микробиологией. Когда Клюйвер начал работать, ему бросилось в глаза разнообразие типов жизни в микромире, но его интересовало то общее, что проступает сквозь это разнообразие. Поскольку Клюйвер был биохимиком, он и его ученики (одним из них был К.Ван Ниль) провели сравнительные биохимические исследования в относительно далеко отстоящих друг от друга группах микроорганизмов. Было изучено много разных форм микроорганизмов и примерно к середине 50-х годов прошлого века сформулировано то, что теперь называется теорией биохимического единства жизни.

В 1954 г. Клюйвер и К.Ван Ниль выступили с циклом лекций, а позднее написали книгу «Вклад микробов в биологию», в основу которой были положены прочитанные лекции. Пользуясь накопленным к этому времени экспериментальным материалом, Клюйвер и К.Ван Ниль показали, что поразительное многообразие процессов метаболизма у микроорганизмов покоится на не менее поразительном единообразии процессов биохимических, т.е. «все биохимические процессы, совершенно независимо от рода изучаемых организмов, могут быть сведены к цепям элементарных реакций, принадлежащих к небольшому числу типов».

В чем же конкретно состоит биохимическое единство жизни, сочетающееся с большим физиологическим разнообразием и разными типами жизни в мире микроорганизмов? Общее основано на единстве трех групп процессов: единстве механизмов передачи информации, единстве энергетических и конструктивных процессов. Клюйвер доказал два последних положения.

Единство системы передачи информации у всех типов жизни было установлено позднее. В истории вопроса особую роль сыграло исследование природы явления трансформации, открытого в 1928 г. Ф. Гриффитом. Он установил превращение бескапсульного пневмококка R-типа в капсульный S-тип. Заражая мышей смешанной взвесью живых бескапсульных авирулентных пневмококков и убитых нагреванием капсульных вирулентных пневмококков, Гриффит наблюдал гибель животных, из крови которых выделял наряду с бескапсульными и капсульные пневмококки. Автор пришел к заключению, что бескапсульные варианты приобрели способность образовывать капсулу под влиянием капсульных пневмококков, несмотря на то, что последние были мертвыми. Однако природу трансформирующего начала Гриффит не установил. Он считал, что ответственными за образование капсулы являются полисахариды капсульных пневмококков S-типа.

В 1931 г. Х. Даусон, Дж. Аллоуэй повторили опыт Гриффита in vitro. Опираясь на эти опыты, О. Айвери, К. МакЛеод и М. МакКарти в 1944 г. систематически изучили роль разных веществ клетки в явлениях трансформации. Было показано, что полисахариды оболочки пневмококков не дают явления трансформации, То же оказалось для белков клетки. Трансформацию давали молекулы ДНК с высоким молекулярным весом. Позднее была открыта трансформация и на других видах бактерий, что доказало единство системы передачи генетической информации у бактерий.

Заключение

Итак, я коротко остановилась на истории микробиологии, особо подчеркнув роль исследователей, работы которых имели этапное значение не только для развития микробиологии, но и для биологии в целом: А.Ван Левенгук - открытие микромира, Л. Пастер - выяснение роли микроорганизмов в природе, С. Виноградский и М. Бейеринк - утверждение многообразия форм жизни в микромире, Клюйвер и К.Ван Ниль - доказательство биохимического единства жизни.

Список литературы

1) Зильбер Л.А., Левкович Е.Н., Шубладзе А.К., Чумаков М.П. Архив биол. наук, 1938, 52, 1, 162 - 183.

2) Жданова В.М., Гайдамович С.Я. Общая и частная микробиология Изд. Медицина, М., 1982 г. с. 5-11.