Особенности микробиологии в XX веке

Создание широких теоретических обобщений и успешное практическое применение результатов научных исследований составили основное содержание прогресса этой отрасли знания в XX в. Характерной чертой развития микробиологии в XX в.

Опережение разработки теоретических представлений о механизме микробиологических процессов их практическим использованием характерно не только для раннего, но до некоторой степени и для современного этапа развития микробиологии, когда результаты практического использования микробов служат ключом к выяснению их физиологических особенностей. Указанная методологическая закономерность развития микробиологии определяется спецификой самого объекта исследований.

В настоящее время микроорганизмы наряду с другими микроскопическими организмами служат удобными объектами генетических, биохимических, цитологических, физиологических и других исследований, на которых изучаются актуальные проблемы соответствующих наук.

Выявление большого разнообразия мира микробов повлекло за собой изучение разнообразия их химической активности, первые общие представления о которой давала практика. Раскрытие в первой половине XX

в. таких форм биохимической деятельности микробов, как разложение, синтез и трансформация веществ субстрата, определило интенсивное развитие физиолого-биохимического направления в микробиологии, в результате чего был накоплен большой фактический материал по физиологии и биохимии микроорганизмов.

Наряду с обнаружением огромного многообразия физиологических функций микроорганизмов одной из ведущих теоретических проблем общей микробиологии в XX в. стало выявление единства живого путем изучения общих генетических и биохимических механизмов.

Широкое практическое использование разнообразных форм жизнедеятельности микробов сделалр в XX в. актуальной теоретическую и практическую разработку вопросов культивирования микроорганизмов с целью интенсификации вызываемых ими процессов. Это в свою очередь обусловило необходимость изучения основ регуляции роста и развития микроорганизмов, поиск способов воздействия на их обмен веществ, что опре делило формирование еще одного направления современной микробиологии — управляемого культивирования микроорганизмов.

Успехи почвенной, сельскохозяйственной, геологической, медицинской микробиологии в XX в. могут быть предметом специального исследования. В настоящей главе кратко представлено развитие таких направлений общей микробиологии, как изучение экологического разнообразия микробов, принципы их систематики и классификации, морфология и цитология микроорганизмов, а также изучение некоторых форм диссимиля- ционной, биосинтетической и трансформирующей деятельности микробов. Кроме того, предпринята попытка осветить основные результаты в решении проблемы управляемого культивирования и в развитии генетики микроорганизмов.

Выявление экологического разнообразия мира микробов

Огромное разнообразие микроорганизмов стало известно уже в концвг XIX в. В XX в. оно получило всестороннее экспериментальное обоснование в результате эколого-физиологических исследований. Выявление разнообразия форм жизнедеятельности микроорганизмов сопровождалось поисками в природе различных экологических типов. Экологическая микробиология оказалась в XX в. одной из основных сфер развития идей

В. И. Вернадского (1923) о ведущей роли живых существ в превращениях химических элементов на земной поверхности. Трудами С. Н. Виноградского, В. JI.

В первой половине XX в. экологическое направление в микробиологии особенно плодотворно развивалось в нашей стране. Идея о важнейшей роли микроорганизмов в круговороте веществ в природе была впервые высказана В. JI. Омелянским (1909). Он же представил схемы круговорота, веществ в природе, указав, что путь к познанию закономерностей круговорота состоит в изучении морфологии, физиологии и экологии микроорганизмов. Омелянский провел детальное изучение жизнедеятельности микроорганизмов, принадлежащих к различным эколого-физиологическим группам: участвующих в круговороте азота — нитрификаторов и азот- фиксаторов; осуществляющих круговорот серы — гнилостных и сульфат- редуцирующих, бесцветных, окрашенных и тионовых. бактерий; играющих важную роль в круговороте железа — железобактерий; обеспечивающих круговорот углерода — разложение и синтез органических соединений.

Успехи, достигнутые в раскрытии экологических особенностей микро- боц, были в значительной мере связаны с применением специальных методов изучения живой микрофлоры, основывающихся на принципе культивирования в среде, максимально приближающейся к природным условиям обитания микробов. Культивирование в таких особых условиях,, не вызывающих нарушений в нормальной жизнедеятельности микробов, позволило воспроизвести многие микробиологические процессы и дало возможность контроля за развитием культуры. Экологическое направление в микробиологии обеспечило интенсивное развитие многих разделов этой1 науки. Идея С. Н. Виноградского (1924) о том, что только продолжительное по мере возможности наблюдение над. процессом развития единичных форм (особей) в микрокультурах может привести к цели, легла* в основу разработки методов прямого микроскопического исследования, микроорганизмов.

Среди них особенно широкое применение получил метод стекол обрастания Росси — Холодного (1927, 1930).

А. Е. Криссом (1959; Ленинская премия, 1960) и его сотрудниками; капиллярные методы изучения микроорганизмов, введенные Б. В. Перфильевым и Д. Р. Габе (1961; Ленинская премия, 1964); пластинки из нитратного агара, предложенные Е. 3. Теппер для изучения проактиномицетов; педо- скопы, созданные Т. В. Аристовской для изучения почкующихся бактерий и нашедшие широкое применение в почвенной микробиологии, и др.

В последние годы микробиологические исследования вод, илов, подводных грунтов, почв и горных пород, ставящие целью изучение состава свободно живущей микрофлоры и экологических закономерностей ее распределения, развивались менее интенсивно, чем до 60-х годов. Это связано с переключением внимания микробиологов на физиолого-биохими- ческие, цитологические и генетические проблемы.