Жизнь микробов в экстремальных условиях - Кашнер Д.
Скачать (прямая ссылка):
психротрофные, а в других — как психрофильные организмы. Так, например, имеются данные, что Vibrio parahaemolyticus редко удается обнаружить in situ при температурах ниже 15°С, хотя в лаборатории минимальная температура его роста лежит между 7 и 10°С (Baross, 1972). В настоящее'время мы еще не располагаем достаточными данными, чтобы с уверенностью считать, что микроорганизмы, выделенные из окружающей среды и растущие при низких температурах в лабораторных условиях, в самом деле активны in situ. Опять-таки из соображений удобства в этой главе мы будем исходить из того, что микроорганизмы, выделенные при низких температурах, будут активны при тех же температурах in situ; кроме того, мы будем считать, что данные организмы характерны для активной микробной флоры, распространенной в местообитаниях с низкой температурой.
III. АТМОСФЕРА
В пробах воздуха, взятых как около поверхности земли, так и в более высоких слоях стратосферы (даже свыше 27 000 м), были найдены бактерии, г(шбы, пыльца и другие микроскопические частицы (Burch, 1967). В общем содержание жизнеспособных бактерий в тропосфере (слой, простирающийся от земной поверхности до высоты около 10 000 м) оказалось довольно высоким (Gregory, 1961). Тропосфера отличается постепенным понижением температуры с увеличением высоты, так что в некоторых слоях воздуха температура падает ниже —40°С (Proctor, 1935). В большей части нижних слоев атмосферы на высоте более 1000 м температура ниже 10°С, что не выходит за пределы, ’необходимые для выживания, а может быть, даже для роста и жизнедеятельности психрофилов. Как это ни покажется удивительным, наибольшее количество бактерий было обнаружено на высотах более 3000 м, где температура была неизменно ниже 5°С (Fulton, 1966а, b; Gregory, 1961). Из более высоко лежащих слоев'воздуха, особенно над полярными областями, где температура постоянно находится ниже точки замерзания, были выделены жизнеспособные микроорганизмы, которые выдерживают, по-видимому, в течение длительных периодов времени температуры ниже —20°С.
Очевидно, воздушные массы содержат большое число микроорганизмов, которое может превышать 500 в 1 м3 объема воздушного пространства (Fulton, 1966а). В частности, было обнаружено свыше 100 частиц в 1 см3 воздуха, причем их размер колебался от 0,2 до 2 мкм; некоторые из них, вероятно, представляли собой бактерии (Fischer et al., 1969). В дождевой воде были найдены относительно высокие концентрации витаминов ко-баламина, биотина и ниацина, которые, как предполагают, сво-
им происхождением обязаны бактериям (Parker, Wachtel, 1971). Эти жизнеспособные бактерии и-связанные с ними органические вещества в довольно высоких концентрациях поступают, конечно, с суши и из морей. Воздушные массы, проходящие над поверхностью земли и океанов, захватывают наземные и морские микроорганизмы. Как правило, крупные частицы (свыше 100 мкм) «выпадают», а более мелкие уносятся выше (Gregory, 1961). Это, по-видимому, весьма эффективный процесс, как на то указывает широкое распространение бактерий в верхних слоях атмосферы.
Было опубликовано много работ, в которых сообщалось о микроорганизмах в воздушных массах около поверхности Земли (Gregory, 1961, 1973); однако распространение психрофилов в атмосфере изучено очень мало. Биологи, которые уже давно начали исследовать полярные области, оставляли открытыми чашки с питательным агаром на холодном воздухе. Экелёфу (Ekelof, 1908) удалось выделить бактерии более чем на 50% чашек, экспонированных на антарктическом воздухе; при этом скорость попадания бактерий на чашку составляла одну бактерию за два часа. Некоторые из этих организмов, происходящих, по мнению Экелёфа, из антарктических почв, оказались психро-трофными. Мак-Лин (McLean, 1918, 1919) наблюдал под микроскопом активную микрофлору, находившуюся в падающем снеге и ледниках. На основании этих наблюдений Мак-Лии предположил, что источником автохтонной микрофлоры, способной к размножению, после того как лед растает, служат принесенные воздухом микроорганизмы, которые вмерзли в снежинки. Кроме того, имеются данные, что бактерии играют, по-видимому, важную роль в возникновении центров кристаллизации льдинок, особенно в гниющих листьях деревьев (Schnell, Vali, 1972, 1973). В частности, Pseudomonas syringae, выделенный из листьев ольхи,, участвует в формировании центров кристаллизации льдинок в областях с умеренным климатом (Maki et al., 1974). Способность этого организма инициировать возникновение центров кристаллизации льдинок проявляется при сравнительно невысоких температурах (—2°С) и связана, по-видимому, с иитактными клетками. В большинстве других исследований, в которых впервые были начаты поиски микроорганизмов в воздухе, инкубацию проводили при температурах свыше 20°С. Результаты этих исследований обсуждает в своей работе Сибуре (Sieburth, 1965).
Сравнительно недавно Лейси (Lacy et al., 1970) удалось выделить только одну мезофильную бактерию из воздуха во внутренних областях Антарктики. Предполагают, что этот организм является контаминантом чистых культур. Несколько микроорганизмов было обнаружено в пробах воздуха, взятых около соленого водоема в Антарктике (Cameron et al., 1972а). Из них лишь
