Приглашаем посетить сайт
Микробиология
Микробиоло́гия (от греч. mikrós малый и биология), наука, изучающая микроорганизмы. Впервые микроорганизмы (бактерии) наблюдал и описал голландский учёный А. Левенгук в 1683, но как самостоятельная наука М. сформировалась лишь во 2-й половине XIX в., главным образом под влиянием работ Л. Пастера (1822—95), доказавшего микробную природу брожений и инфекционных болезней.
Разработка основных методов микробиологических исследований немецким ученым P. Кохом (метод выделения чистых культур, окраски микробов и др.) явилась необходимой предпосылкой прогресса М. Благодаря их использованию в короткий срок были открыты возбудители большинства инфекционных заболеваний. В 80-е гг. XIX в. русским ученым И. И. Мечниковым создано классическое учение о невосприимчивости (иммунитете) организма к инфекционным болезням, являющееся основой для борьбы с этими болезнями. Идеи Л. Пастера о роли микроорганизмов в природе были развиты русским учёным С. Н. Виноградским и нидерладским микробиологом М. Бейеринком. Потребности практики привели к обособлению ряда разделов М. (сельскохозяйственная М., ветеринарная М., техническая М. и др.) в самостоятельные научные дисциплины.
Сельскохозяйственная М. прежде всего решает вопросы, связанные с плодородием почвы, поскольку деятельностью микроорганизмов определяются многие факторы, влияющие на формирование урожайности. Уже в конце прошлого века немецкие учёные Г. Гельригель и Г. Вильфарт доказали, что бобовые растения могут питаться молекулярным азотом благодаря наличию на их корнях клубеньков. В 1888 М. Бейеринк выделил из клубеньков бобовых азотфиксирующую бактерию из рода Rhizobium. Позднее симбиотическая азотфиксация обнаружена у многих растений, не относящихся к семейству бобовых.
В 1893 С. Н. Виноградский обнаружил способность фиксировать молекулярный азот у свободноживущей анаэробной бактерии Clostridium pasteurianum. В дальнейшем описаны многие свободноживущие аэробные и анаэробные азотфиксирующие микроорганизмы. Одной из центральных задач сельского хозяйства является разработка методов эффективного использования «биологического азота» в земледелии. Её решение не только ведет к дешёвому обогащению почвы азотом и органическим веществом, но и позволяет получать богатый белком корм. Сельскохозяйственная практика непрерывно выдвигает проблемы, в решении которых большая роль принадлежит почвенной М. Весьма актуальны микробиологические исследования по трансформации фосфора в природе (в частности, по мобилизации труднорастворимых фосфатов). Изучается возможность практического использования микоризных грибов, способствующих ассимиляции растениями труднорастворимых соединений фосфора и других элементов. Ведутся успешные исследования микронаселения ризосферы, на которых в определенной степени может быть основано чередование сельскохозяйственных культур в севообороте, обеспечивающее благоприятный санитарный режим и способствующее обогащению почвы гумусом.
Важное практическое значение придается вопросу повышения эффективности использования культурными растениями элементов минерального питания. Хемоавтотрофные нитрифицирующие бактерии, открытые С. Н. Виноградским, окисляют в почве соли аммония до нитратов. Часть образовавшихся нитратов разлагается денитрофицирующими бактериями до газообразных продуктов (азота и его оксидов), которые уходят в атмосферу, уменьшая запас азотных питательных веществ для растений. Найдены химические препараты, избирательно подавляющие нитрификацию и уменьшающие потери молекулярного азота. Значительный интерес представляют исследования различий в составе микронаселения слоев пахотного горизонта, позволяющие решать вопрос об оптимальной системе обработки почв в разных почвенно-климатических условиях.
В задачу сельского хозяйства входят также изучение микроорганизмов, вызывающих заболевания растений, и борьба с ними, разработка микробиологических препаратов для борьбы с насекомыми, вредящими сельскохозяйственным растениям и лесным породам, методов консервирования кормов, первичной обработки лубяных культур, предохранение сельскохозяйственной продукции от порчи, вызываемой микроорганизмами.
Ветеринарная М. изучает возбудителей инфекционных болезней животных, а также болезней, общих для животных и человека (зооантропонозы). Большую роль в развитии отечественной ветеринарной М. сыграли работы Л. С. Ценковского, X. И. Гельмана, А. В. Дедюлина, Н. А. Михина, С. Н. Вышелесского и др. На основе достижений ветеринарной М. в СССР ликвидированы чума и перипневмония крупного рогатого скота, сап, уменьшилось число случаев оспы овец, сибирской язвы и др. Разработаны эффективные средства и способы диагностики многих инфекционных болезней животных, созданы вакцины и другие защитные препараты против инфекционных заболеваний (см. Ветеринария).
С М. тесно связана современная биотехнология, которая зародилась как техническая М. и получила дальнейшее развитие с разработкой генетических и молекулярно-генетических методов получения физиологически активных веществ. Достижения технической М. привели к развитию микробиологической промышленности, производящей корм, белок, некоторые витамины, корм, антибиотики и т. д. Большие перспективы открывает клеточная и генная инженерия, которые могут внести большой вклад при создании эффективных форм симбиоза высших растений и микроорганизмов и позволят получить высокопродуктивные культуры микроорганизмов для микробиологической промышленности.
Литература:
Виноградский С. Н., Микробиология почвы, М., 1952;
Мишустин Е. Н., Емцев В. Т., Микробиология, 2 изд., М., 1978;
Почвенная микробиология, пер. с англ., М., 1979;
Ветеринарная микробиология, под ред. Е. В. Козловского, П. А. Емельяненко, М., 1982;
Гусев М. В., Минеева Л. А., Микробиология, 2 изд., М., 1985.