Мир микробов - Анатолий Смородинцев

Анатолий Александрович Смородинцев

Александр Самсонович Кривиский

Мир микробов

Введение

Среди огромного разнообразия живых существ, окружающих человека, есть существа, которые он узнал сравнительно недавно — около 300 лет назад. Это микробы — мельчайшие организмы, не видимые невооружённым глазом. С незапамятных времён человек сталкивался с различными проявлениями их жизнедеятельности. Он страдал от огромных бедствий, причиняемых болезнетворными микробами, использовал работу некоторых полезных микробов, но совершенно не представлял себе, что, кроме растений и животных, в окружающем его мире находятся мириады мельчайших существ, неустанно ведущих разрушительную и созидательную работу.

Только за последние десятилетия стала вырисовываться общая картина грандиозной деятельности в природе этих простых форм существования живой материи, их роль в геологических изменениях нашей планеты, их значение для медицины, сельского хозяйства, пищевой промышленности и других отраслей народного хозяйства. Ведущее значение в познании микробов и их роли в природе сыграли работы отечественных учёных-микробиологов.

В этой книге мы познакомим читателя с тем, что представляют собой микробы, как они живут, как люди научились бороться с вредными микробами и заставили работать на себя полезных микробов и какова роль отечественной науки в разрешении всех этих важнейших для человеческой практики вопросов.

1. Как человек узнал о существовании микробов

Мы не видим микробов невооружённым глазом. Это зависит от самого устройства человеческого глаза. Человеческий глаз не может различать предметы, размеры которых меньше одной десятой миллиметра. Все, что меньше этой величины, оказывается недоступным самому острому человеческому глазу. А величина огромного большинства микробов измеряется не десятыми, а сотыми, тысячными и даже десятитысячными долями миллиметра. Немудрено, что микробы оставались невидимыми до того периода развития производительных сил человеческого общества, пока люди не овладели техникой приготовления увеличительных стёкол. Только изобретение оптических микроскопов позволило человеку заглянуть в неведомый до того мир величин.

Первым человеком, достоверно увидевшим микробы и сообщившим людям об их существовании, был Антон Левенгук, голландец, живший в конце XVII — начале XVIII века. Он не был профессиональным учёным; торговец сукнами, потом сторож судебной палаты, он в свободное от работы время увлекался изготовлением увеличительных стёкол и достиг совершенства в этом искусстве. Его стёкла, размером с булавочную головку, увеличивали до 200 раз. Левенгук отличался любознательностью и чрезвычайным упорством в своих научных изысканиях. Он рассматривал в свои увеличительные стёкла самые разнообразные тела, описывал и зарисовывал результаты своих наблюдений. Исследуя в свои лупы капли дождевой воды из бочки, загнившую настойку сена, он наблюдал огромное количество каких-то мельчайших телец, оживленно двигавшихся в капле. «Я исследовал, — пишет Левенгук, — слизь, которая залегает между зубами человека, и увидел, к великому своему удивлению, что в слизи находились крошечные создания, отличавшиеся необычайной подвижностью». Главное же, что поразило его, — это несметное количество этих созданий. «Во всём Соединённом Королевстве (т. е. Голландии) не наберётся столько жителей, сколько находится живых зверьков в моём собственном рту», — писал Левенгук.

Все свои наблюдения Левенгук объединил в книге «Тайны природы, открытые при помощи микроскопа», которая была им опубликована на латинском языке в 1695 г. В сохранившихся до наших дней экземплярах этой книги имеются изображения и описания этих «зверюшек», в которых без труда можно узнать не только крупных, но и мельчайших из видимых в оптические микроскопы существ — бактерий.

Так впервые простым человеком, учёным-самоучкой были открыты микробы, оказавшиеся впоследствии представителями наиболее распространённых на нашей планете живых существ.

Открытия Левенгука заинтересовали не только учёных, но и многих любознательных людей того времени. Пётр I был первым русским человеком, лично познакомившимся с работами знаменитого голландца. По описаниям очевидцев, Пётр в бытность свою в Голландии весной 1698 г. пригласил Левенгука на свою яхту и провёл 2 часа в рассматривании в увеличительные стёкла микроскопических объектов.

Пётр прекрасно понял значение микроскопа и микроскопических исследований для познания природы, и по его почину в 1724 г. в Петербурге механиком-конструктором машин и станков Андреем Нартовым (1683–1756 гг.) был составлен проект организации мастерских при Академии Наук, которые должны были изготовлять и оптические инструменты.

В 1726 г. в мастерские был зачислен зеркальный мастер Иван Елисеевич Беляев, которому «жалованье определено по 4 рубли на месяц, да мундир на три года». Иван Беляев явился родоначальником знаменитой семьи замечательных русских мастеров-оптиков, изготовлявших в России прекрасные микроскопы, ни в чем не уступавшие лучшим заграничным моделям. Этими микроскопами (рис. 1) пользовались и первые русские академики и многие русские люди, интересовавшиеся наукой. С беляевскими микроскопами работал и первый президент Российской Академии Наук Лаврентий Блюментрост и известный общественный деятель архиепископ Новгородский Феофан Прокопович. С такими же микроскопами, изготовленными сыном Ивана Елисеевича — Иваном Ивановичем Беляевым, впоследствии работал и корифей русской науки Михаил Васильевич Ломоносов.

Рис. 1. Микроскоп «солнечного» типа для проецирования микроскопических объектов на экран русского мастера И. Е. Беляева

Русская наука, созданная М. В. Ломоносовым (рис. 2), обязана ему также и широким внедрением микроскопа, как орудия научного исследования. Ломоносов был первым русским учёным, систематически применявшим микроскоп в своих научных работах. Впервые во всём мире он использовал микроскоп и для химических исследований. В течение всей своей жизни Ломоносов широко популяризировал в России сведения о микроскопе и микроскопических открытиях, посвящая им не только свои лекции и научные работы, но даже и поэтические произведения. В своём стихотворении «Письмо о пользе стекла» Ломоносов писал следующее о микроскопе:

Прибавив рост вещей, оно, коль нам потребно,Являет трав разбор и знание врачебно.Коль много микроскоп нам тайности открыл,Невидимых частиц и тонких в теле жил!

Даже самим термином «микроскоп» вместо старинных «микроскопиум» и «микроскопия» мы обязаны гениальному русскому учёному.

Рис. 2. Михаил Васильевич Ломоносов

Замечательные русские мастера-оптики XVIII века внесли много усовершенствований в конструкции современных им микроскопов, часто создавая новые, совершенно оригинальные модели, превосходившие по своим качествам заграничные.

По чертежам академика Эйлера в оптических мастерских Российской Академии Наук была построена впервые опытная модель усовершенствованного «ахроматического микроскопа», линзы которого не давали расплывчатых изображений, характерных для микроскопов того времени. В ахроматических линзах была уничтожена так называемая хроматическая аберрация, т. е. искажения, получающиеся в изображении предмета из-за различия в преломлении линзами проходящих через них лучей разного цвета.

В постройке этого микроскопа, кроме И. И. Беляева, принимал участие и знаменитый русский изобретатель-механик Иван Петрович Кулибин, приглашённый в 1769 г. в Петербург на должность руководителя академических мастерских (рис. 3).

Рис. 3. Иван Петрович Кулибин

Замечательный механик-самоучка, часовщик из Нижнего Новгорода, без чьей-либо помощи и совета, самостоятельно сконструировавший в 1764–1766 гг. телескоп, микроскоп и электрическую машину, И. П. Кулибин поднял работу оптической мастерской на большую высоту. За время своей более чем тридцатилетней работы в мастерских (до 1801 г.) он совместно с И. И. Беляевым и старшим мастером Василием Воробьёвым построил много отличных по тому времени микроскопов и других оптических инструментов.

Таким образом, уже в то далёкое время русские люди имели в своих руках первоклассные инструменты для наблюдений микроскопического мира, рассматривали микроскопические объекты и изучали их.

Правда, учёным того времени трудно было выявить роль микробов в жизни человека. Микроскописты той эпохи и не предполагали, что микробы являются возбудителями заразных болезней. Мало можно было узнать об их организации, а тем более об их деятельности при разглядывании капель гниющих настоев в несовершенные микроскопы. Даже через сто лет после открытия микробов известный учёный XVIII века Карл Линней не мог оценить значение микробов и неправильно объединил всех микробов в один биологический род, названный им «хаос». Он писал, что это «Таинственные… живые молекулы… разобраться в которых надлежит потомкам».