ВЗАИМООТНОШЕНИЯ БАКТЕРИЙ С ДРУГИМИ ОРГАНИЗМАМИ

Исследование взаимоотношений между организмами в сообществах является важнейшим направлением экологии. Период бурного развития бактериологии в конце прошлого - начале нынешнего столетий совпал с периодом формирования и развитием эволюционной теории. Однако в течение длительного времени бактериологи не уделяли внимания общебиологическим проблемам, а эволюционисты игнорировали существование царства бактерий. Это объясняется главным образом тем, что при изучении взаимодействия популяций организмов необходимо знать их генетические особенности, а генетика бактерий возникла недавно.

Существенное общебиологическое значение приобрели в 30-е годы работы отечественного микробиолога Г. Ф. Гаузе (1910 - 1986). Он опубликовал в 1934 г. монографию «Борьба за существование», которая стала классической. Г. Ф. Гаузе сформулировал один из важнейших законов экологии - закон Гаузе, или принцип конкурентного исключения. Этот закон утверждает, что 2 вида не могут устойчиво существовать в ограниченном пространстве, если рост численности обоих лимитирован одним и тем же жизненно важным ресурсом, количество и (или) доступность которого ограничены. Впоследствии эта формулировка была несколько расширена в том отношении, что речь может идти не только о питательных ресурсах, но и о любых других факторах среды, лимитирующих развитие организмов. Поэтому принцип Гаузе иногда формулируют следующим образом: 2 вида не могут сосуществовать, если они занимают одну экологическую нишу. Г. Ф. Гаузе в опытах с простейшими показал, как происходит конкурентное исключение одного вида другим и как, изменяя условия опыта, можно изменить исход этой борьбы. При этом Г. Ф. Гаузе широко использовал математические модели динамики численности 2 популяций, конкурирующих за один и тот же пищевой ресурс, предложенные в 1926 г. В. Вольтеррой. Поэтому иногда говорят о принципе Волыперры - Гаузе.

Как уже говорилось, Г. Ф. Гаузе работал с простейшими. Исследования конкурентных взаимоотношений бактериальных популяций были начаты значительно позже. В последние годы регулярно появляются работы на эту тему как за рубежом, так и в нашей стране. Особенно интенсивно разрабатываются математические модели конкурентных взаимоотношений микроорганизмов учеными Института биофизики СО АН в Красноярске.

Еще начиная с работ Л. Пастера, внимание бактериологов привлекали явления активного угнетения одних микроорганизмов другими - процессы микробного антагонизма.

В 1877 г., работая со своим учеником Ж. Жубером, Л. Пастер обнаружил, что сибиреязвенные бациллы развивались только в стерильной моче,

а в моче, зараженной другими бактериями, они не могли расти. Кроме того, сибиреязвенные бациллы, привитые чувствительному животному вместе с посторонней микрофлорой, уже не вызывали инфекцию. В. Бабеш в 1885 г. сообщал о существовании молочнокислых бактерий, выделяющих вещества, ингибирующие развитие других бактерий. Позже И. Мечников подчеркивал, что болгарская палочка действует антагонистически на другие микробы не только путем образования молочной кислоты, но также в результате выделения ею специальных веществ. В 1899 г. Р. Эммерих и Д. Лоу сообщили о способности Pseudomonas руосуапеа образовывать антибиотическое вещество, которое они называли пиоцианазой и использовали как местный антисептик. Позже стали появляться сообщения об антибиотических веществах, продуцируемых различными бактериями. Однако в течение многих лет эти работы велись не очень интенсивно и не приводили к практически важным результатам.

Изучение микробного антагонизма, начиная с 30-х годов, является важным направлением в отечественной микробиологии. Большинство отечественных ученых, в том числе Н. А. Красильников, А. А. Имшенец- кий, Г. Ф. Гаузе, Д. М. Новогрудский, считали, что антибиотики являются оружием микроорганизмов в борьбе за существование. Исходя из подобных представлений, Г. Ф. Гаузе создал оригинальное экологогеографическое направление в изыскании продуцентов антибиотиков, позволяющее проводить направленные поиски продуцентов новых антибиотиков. В то же время многие зарубежные исследователи отрицали биологическое значение антибиотиков для выживания продуцентов. Так, один из основоположников в изучении антибиотиков американский ученый 3. А. Ваксман отрицал роль этих веществ в борьбе микроорганизмов за существование. Эта дискуссия продолжается и в наши дни.

Кроме теоретического интереса эти работы постепенно приобрели и исключительно большое практическое значение. С начала 40-х годов медицина переживает эру антибиотиков. Теперь трудно представить себе жизнь человека без использования антибиотиков в тех или иных целях. Накопленные к этому времени наукой сведения об антагонизме микробов были обобщены в опубликованной в 1947 г. монографии 3. А. Ваксмана «Антагонизм микробов и антибиотические вещества». Первый оригинальный антибиотик грамицидин С, нашедший широкое применение в медицине, был у нас получен в 1942 г. Г. Ф. Гаузе совместно с М. Г. Бражниковой. Большое значение в наше время имеют также исследования симбиотических взаимоотношений между микроорганизмами.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >