Низшие растения нуждаются в заботе и охране
(архебактерии)
Низшие растения, как и высшие, беззащитны перед
лицом научно-технического прогресса. О них мы знаем меньше и можем не
заметить исчезновения необычайно ценных для человека видов. Они
нуждаются в заботе и охране.
Даже спустя три столетия с той поры, когда стражу судебной палаты
голландского города Делфта Антони ван Левенгуку удалось впервые увидеть
бактерии,
названные им "зверушками", в микробиологии остается еще
немало белых пятен. Ежегодно открываются неизвестные ранее виды
микроорганизмов. Среди них возбудители неизвестных ранее науке
процессов, необычные по строению бактерии, продуценты новых ферментов,
антибиотиков, стимуляторов роста растений и животных, ряда других
необходимых народному хозяйству и медицине биологически активных
соединений. Описания новых форм обогащают сокровищницу знаний о
многообразии мира микроорганизмов, содействуют более глубокому
пониманию природы биологического мира, путей его эволюции, открывают
новые горизонты для развития современной биотехнологии.
Стремительное развитие микробиологической промышленности во всем мире
наводит на мысль, что в ближайшем будущем возникнет необходимость
использовать для нужд народного хозяйства и медицины
почти весь
природный микробный генофонд. От фронта работ по изучению многообразия
микробного мира, расширения коллекций микроорганизмов в значительной
мере зависят успехи как биотехнологии, так и ряда фундаментальных
теоретических исследований. Известно, какую роль сыграли микроорганизмы
при расшифровке генетического кода, выяснении структуры гена, изучении
таких фундаментальных биологических процессов, как транскрипция и
трансляция генетической информации. Микроорганизмы, по-видимому,
помогут в решении проблемы возникновения жизни, эволюции клеток и
организмов.
В последние годы открыты новые микроорганизмы, названные архебактериями.
Клетки их, хотя структурно и относятся к прокариотному
типу, но построены из макромолекул - липидов, полисахаридов, белков,
ферментов, многие из которых уникальны и не синтезируются ни
эукариотами, ни обычными бактериями. Архебактерии осуществляют ряд
биохимических процессов, не свойственных остальным живым организмам.
Исходя из характеристики их фенотипа (совокупность внешних признаков),
эволюции рибосомальных РНК, можно думать, что они представляют собой
одну из самых древних групп живых существ, что и отражает приставка
"apxe" в их названии.
К архебактериям отнесены метанообразующие бактерии. Они резко
отличаются по составу и последовательности нуклеотидов в их РНК от
других организмов (Иллинойский университет, США). Интересные новые виды
метанообразующих бактерий выделены в Институте микробиологии АН СССР в
лаборатории Г. А. Заварзина. Многочисленную группу архебактерий
составляют серные бактерии, открытые в Институте биохимии Макса Планка,
ФРГ.
Архебактерии имеют два необычных морфотипа клеток, не встречающиеся у
обычных бактерий: у них вид плоских квадратных пластинок и
коробочковидных плоских клеток разнообразной формы (напоминают кусочки
битого стекла). Другое важнейшее уникальное свойство архебактерий -
однослойная липидная мембрана. По современным представлениям, во всех
биологических мембранах липиды расположены в виде бимолекулярного слоя.
Этот принцип у архебактерий нарушается, что свидетельствует об особом
положении данных организмов среди прочих обитателей планеты.
Архебактерии отличаются от обычных бактерий составом клеточных стенок:
не синтезируют муреин, их стенки состоят из других биополимеров -
кислых полисахаридов, белков или псевдомуреина, имеющего некоторое
сходство с муреином. Существуют различия в составе аппаратов трансляции
и транскрипции. Архебактериям свойственны уникальные физиологические
признаки. Для них характерны новые типы метаболизма. Например, у
галобактерий обнаружен иной путь фотосинтеза, при котором кванты света
поглощаются не хлорофиллом, а другим пигментным белком -
бактериородопсином. Расширяющиеся исследования архебактерий,
несомненно, приведут к новым важным открытиям в микробиологии,
молекулярной биологии и генетике.
В настоящее время созданы музеи (банки) микроорганизмов, в них хранятся
запаянные в ампулы промышленные штаммы бактерий, грибов, актиномицетов.
Такие банки - большое богатство. Обычная разновидность микроорганизма,
найденного в природе, на мировом "научном рынке" оценивается в 50 ...
100 долларов. А чтобы создать хороший промышленный штамм, нужно
несколько миллионов. Штамм, позволяющий получить нужный продукт в
больших количествах, - это многие годы кропотливого труда селекционеров
и генетиков. Такие музеи существуют при ряде отечественных и зарубежных
исследовательских центров.
В нашей стране создана Всесоюзная коллекция микроорганизмов, которая
передана Институту биохимии и физиологии микроорганизмов АН СССР. В
будущем она станет крупным центром по сбору, поддержанию и
распространению штаммов десятков тысяч культур. Фонд коллекции
насчитывает тысячи видов, найденных учеными в почвах, на дне океанов,
во льдах Антарктиды, в кратерах вулканов.
В коллекциях для длительного сохранения культур микробиологи используют
технологию, называемую лиофилизацией. Микробы "высушивают" из
замороженного состояния. Для этого клетки с добавками защитных
препаратов типа сухого молока или сыворотки крови сначала замораживают
при температуре -70°С, а затем высушивают в вакууме. Полученный
порошок
запаивают в стеклянные ампулы. В таком виде культуры занимают немного
места, могут "спать" годами, удобны для пересылки. Если ампулу открыть
в стерильных условиях, подать питательную среду, организмы вернутся к
нормальной жизни. Недавно в коллекции стали использовать новый метод
консервации микробов жидким азотом.
Всесоюзная Коллекция помогает исследователям успешнее изучать и решать
самые разные проблемы - наследственности, генной инженерии, создания
искусственного белка, удобрений, лекарств, извлечения металлов из руд, очистки сточных вод.
