Самые маленькие из живых: микроорганизмы и микробиология

«Телескоп уменьшает мир, микроскоп — увеличивает.»
Роберт Оппенгеймер

Вместе с нами на планете живет огромное количество невидимых глазом существ, называемых микроорганизмами. Они присутствуют практически везде и, хотя мы об этом не подозреваем, принимают самое непосредственное участие в нашей жизни и в жизни Земли.

Мелкие животные под микроскопом

Антони ван Левенгук (1632–1723) — нидерландский натуралист, первооткрыватель микромира

Тысячи лет люди пользовались услугами микроорганизмов, даже не догадываясь об их существовании: выпекая хлеб на дрожжах, изготавливая вино или кисломолочные продукты. Однако еще древние философы выдвигали гипотезы о существовании микроскопических существ, которые могут оказывать влияние на жизнь человека. К примеру, Гиппократ утверждал, что многие болезни переносят крошечные организмы. Но тогда доказать существование микроорганизмов было невозможно.

Прорыв произошел в XVII веке и связан с именем Антони ван Левенгука, который был натуралистом и конструктором микроскопов. Как-то он, испытывая усовершенствованную модель одного из своих приборов, разглядывал каплю воды. И увидел в ней множество «очень маленьких животных». Он назвал их именно так, считая, что эти существа отличаются от обычных зверей только размером. Открытие Левенгука стало мировой сенсацией, он с радостью повсеместно демонстрировал свой опыт. Известно, что посмотреть на микробов приезжал даже Петр Первый.

Микроскоп Гука, при помощи которого он впервые в истории науки увидел клетку растения

В течение следующих двух веков было открыто множество разнообразных микроорганизмов и обнаружено, что некоторые из них являются возбудителями болезней. В последнее не могли поверить не только врачи, но и многие ученые. Немецкий врач Макс Петтенкофер был уверен, что холера возникает из-за миазмов, выделяемых неблагоприятной средой, а не из-за холерных вибрионов. Чтобы доказать свою правоту, он на глазах у изумленных коллег проглотил культуру вибрионов. И не заболел! Конечно, дело было в сильном иммунитете и счастливой случайности. Но он склонил на свою сторону многих исследователей.

Человек и микробы — это единая система, причем у каждого из нас набор микроорганизмов уникален. Микробиологи предлагают создавать базы данных этих наборов и использовать их, как отпечатки пальцев, — для идентификации человека. В том числе и для обнаружения преступников

Они повсюду

Несмотря на все препятствия, новая прогрессивная наука набирала обороты. Конец XIX столетия называют «золотым веком» микробиологии: в это время были разработаны основные методы и принципы проведения исследований, сделаны значимые открытия. Итак, что такое микроорганизмы? Микроорганизмами обычно называют микроскопические организмы — прежде всего бактерии, археи, многие простейшие, микроскопические грибы и водоросли. Размеры этих существ начинаются от одной десятой доли миллиметра. Некоторые из них состоят всего из одной клетки, но есть и многоклеточные. Вирусы также изучаются микробиологией и вирусологией, но это неклеточные инфекционные агенты, и их обычно не относят к живым клеточным организмам. На нашей планете очень трудно найти такое место, где не было бы микроорганизмов. Стерильную среду можно создать искусственно, в лабораторных условиях, но природа обойтись без микроорганизмов не может. Они повсюду: на растениях и животных, внутри человека и на поверхности его кожи, в продуктах питания, в доме и на улице, в воздухе, воде и почве. Микроорганизмы выживают даже в горячих источниках, на дне океана и глубоко в земной коре.

Они появились на планете гораздо раньше нас, и многие миллионы лет чувствовали себя здесь полноправными хозяевами. Впрочем, и сейчас они занимают важнейшее место в земной экосистеме. Микроорганизмы участвуют в круговороте веществ в природе (в частности, углерода, азота, фосфора), разлагают останки растений, животных и неживую материю, очищают воду, восстанавливают и обогащают почву. И, конечно же, наш организм взаимодействует с огромным количеством этих существ, большинство из которых приносят нам пользу. Хотя есть и вредоносные — возбуждающие заболевания и нарушающие баланс.

Способность к выживанию некоторых микроорганизмов поистине поразительна. Некоторые гипертермофильные археи способны размножаться при температурах свыше 100 °C; максимальная подтвержденная температура клеточного роста составляет около 122 °C при высоком давлении, а не 300 °C