Портал создан при поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

Микробы морских глубин

М. И. Гольдин, доктор биологических наук. Рис. И. Афанасьевой

Среди работ, удостоенных 1960 году Ленинской премии, — книга профессора А. Е. Крисса «Морская микробиология (глубоководная)». О проблемах, поднятых в этом труде, об исследования морских глубин, проведенных A. Е. Криссом и его сотрудниками, рассказывает эта статья.

С большим трудом со дна волнующегося Гренландского моря извлечена длинная трубка с колонкой ила. Какие в нем окажутся «невидимки»? Сколько их?
С большим трудом со дна волнующегося Гренландского моря извлечена длинная трубка с колонкой ила. Какие в нем окажутся «невидимки»? Сколько их?
На поперечнике женского волоса легко разместится «шеренга» в 60 бактерий.
На поперечнике женского волоса легко разместится «шеренга» в 60 бактерий.
Микробиологи доказали, что беспрерывный «дождь трупов», изображенный на этом рисунке, не остается погребенным на дне Черного моря.
Микробиологи доказали, что беспрерывный «дождь трупов», изображенный на этом рисунке, не остается погребенным на дне Черного моря.
Такое обилие микробных форм выявили стекла обрастания на разных глубинах северо-западной части Тихого океана. Правда, чем глубже, тем микробный «пейзаж» становится все однообразнее.
Такое обилие микробных форм выявили стекла обрастания на разных глубинах северо-западной части Тихого океана. Правда, чем глубже, тем микробный «пейзаж» становится все однообразнее.
Так выглядят стекла обрастания (укрепленные на тросе), которые опускались на глубины до нескольких тысяч метров для взятия микробиологических проб.
Так выглядят стекла обрастания (укрепленные на тросе), которые опускались на глубины до нескольких тысяч метров для взятия микробиологических проб.
Этой планктонной   сеткой   улавливались   и   мелкие животные,  и  растительные   организмы   из   верхних слоев моря, и «дождь трупов».
Этой планктонной сеткой улавливались и мелкие животные, и растительные организмы из верхних слоев моря, и «дождь трупов».
Удивительно многообразен и вездесущ мир микроорганизмов! На цветной вкладке показана карта микробиологических станций, где советские ученые проводили исследования морских глубин.
Удивительно многообразен и вездесущ мир микроорганизмов! На цветной вкладке показана карта микробиологических станций, где советские ученые проводили исследования морских глубин.

Первые шаги

Обеспечим библиотеки России научными изданиями!

В 1906 году на пароходе «Андрей Первозванный» известный русский ученый Борис Лаврентьевич Исаченко отправился в далекое плавание, чтобы исследовать микробы, населяющие моря и океаны. Много вопросов хотелось решить пытливому исследователю. Ведь в ту пору даже не было известно, существуют ли бактерии в студеных водах Ледовитого океана.

В своем труде «Исследования над бактериями Северного Ледовитого океана», опубликованном лишь через 8 лет после завершения экспедиции, он писал: «Ясно было, что одним рейсом одного года достичь многого нельзя. Сознавалась обязательность вторичного исследования, чтобы составить более вероятные представления о постоянстве распределения бактерии по известным течениям и о постоянстве протекающих в них процессов. Но исполнить это условие, столь необходимое для точности работы, не пришлось — экспедиция прекратила свое существование».

И каким контрастом звучат слова того же ученого три десятилетия спустя!

В 1937 году в статье «Микробиологические исследования морей СССР» академик Б. Л. Исаченко писал: «Изучение микробиологии моря приняло в СССР широкие размеры, которых мы не видим в других государствах. Исследования в Черном море 1890 — 1891 гг. Андрусова, Зелинского, Лебединцева и др. впервые дали ясные доказательства значения микроорганизмов в биологии водоемов... Но развитие последовательной деятельности почти во всех морях, омывающих Союз, получило яркое и планомерное выражение только при Советском правительстве».

В 1946 году Институтом микробиологии Академии наук СССР вместе с Севастопольской станцией были организованы микробиологические исследования в глубоководных областях различных морей и океанов. До этого микробиологические изыскания проводились преимущественно в поверхностных слоях и прибрежных районах. Коллектив микробиологов, возглавляемый профессором А. Е. Криссом, смело и оперативно взялся за изучение микроорганизмов всей водной толщи и грунтов морей и океанов.

А Е. Крисс многие годы был сухопутным исследователем, но, включившись в работу отдела, руководимого в свое время академиком Б. Л Исаченко, постепенно перевоплотился в естествоиспытателя-мореплавателя. Он стал отважным «морским охотником» за бесконечно малыми существами — микробами, роль которых в жизни водоемов так же велика, как и на суше.

В необычных условиях

Изучение микрофлоры мирового океана задача исключительной трудности. Возьмем, например, такую проблему: учет численности ничтожно малых существ, величиною в тысячные доли миллиметра, на различных глубинах.

При благоприятных условиях представителя наиболее распространенных микроорганизмов бактерии — каждые 30—60 минут делятся пополам, и, следовательно, их число за этот короткий срок может удваиваться. Правда, в плавучем научно-исследовательском институте, каким является экспедиционное судно «Витязь», есть прекрасно оборудованная микробиологическая лаборатория. Но и при этих условиях получить точный оттиск плотности микробного населения и микробиологических процессов, происходящих в водной толще, очень и очень сложно.

К тому же на корабле покачивает, а нередко и очень основательно. Были случаи, когда еще неопытные участники экспедиции до того укачивались, выполняя заданную программу работ, что их приходилось срочно списывать на берег. Ведь в университете биологов не учили пройтись этаким морским волком по весьма неспокойной палубе с хрупкой аппаратурой в руках или часами, раскачиваясь, точно на качелях, просиживать за микроскопом. Но ко всему этому в конце концов можно привыкнуть. Сложнее преодолеть другие трудности. В воздухе, на поверхности аппаратуры — везде и всюду множество всяких микробов. Нужно найти такие методы и способы взятия пробы для анализов, чтобы действительно определить микробное население тех мест, которые подлежат исследованию, и не захватить обитателей верхних слоев моря и из воздуха. Здесь требуется не только ювелирная тонкость специальной техники, необычайно строгий режим лабораторной работы, но и талант экспериментатора. Эту задачу в значительной мере решил коллектив микробиологов, возглавляемый профессором А. Е. Криссом. В его фундаментальной книге, опубликованной в 1959 году, «Морская микробиология (глубоководная)» шаг за шагом прослеживается малейшая возможность занесения микробов в пробу извне. Так, например, кран батометра, канал которого не промывается морской водой, так как он закрыт во время спуска прибора, должен быть тщательно обработан пламенем. Вместе с тем сильное трение стенок батометра о воду препятствует прикреплению к ним бактерий и попаданию их таким путем в более глубоко расположенные слои воды. Это только два примера, а их можно привести десятки.

В результате строгого, пунктуального учета всех этих требований были проведены исключительно ценные опыты, достигнуты оригинальные результаты, выдвинуты смелые и весьма интересные гипотезы.

Микробы подо льдами

Успехи в деятельности профессора Крисса определялись, конечно, не только высокими требованиями к лабораторным работам. «Стало реальностью, — пишет Анатолий Евсеевич, то, что еще не так давно казалось несбыточной мечтой, проведение микробиологических исследований в Центральном Полярном бассейне, и в частности в районе Северного полюса. Небывалые возможности для микробиологических исследований в Центральной Арктике открылись с организацией дрейфующих станций». Теперь были все условия, чтобы ответить на вопрос: существует ли бактериальная жизнь в Центральной Арктике, в глубинах Северного Ледовитого океана, под многолетними паковыми льдами?

Полет на Северный полюс, работа на дрейфующей станции, да еще перед окончанием дрейфа, нередко сопряжены с непредвиденными опасностями. Но профессора Крисса это не смущало. Он охотно разделял все невзгоды и трудности, которые выпадали на долю мужественных жителей научных дрейфующих станций. В 1954 году ученый совершил два полета на станцию «Северный полюс-3», в 1955 году проводил исследования на станциях «Северный полюс-3» и «Северный полюс-5».

В 1956 году работа велась в районе полюса относительной недоступности. Плоские чашки с питательной средой для микроорганизмов и со специальными фильтрами, через которые пропускались пробы исследуемой воды, помещались в особые металлические коробки. Коробки подвешивались к куполу палатки, где все время поддерживается температура 25—27 градусов тепла. В этом своеобразном инкубаторе проращивались отдельные клетки микробов. Размножаясь, они образовывали многочисленное потомство колонию, видимую невооруженным глазом. По числу образовавшихся колоний микробиологи судят о количестве микробов в данном образце. И вот, точно на проявляемой фотопластинке, на фильтрах с образцами воды, взятых из разных глубин, стали появляться одна, две, десятки и даже сотни колоний.

В отдельных пробах, извлеченных из океана в Центральной Арктике с глубины 3 700 метров, было обнаружено на литр воды 140 бактерий, а с глубины 200 метров — 3 045 бактерий. В воде, взятой с глубины 100, 250 метров, и в иле, поднятом с глубины 3 450 метров, были найдены не только бактерии, но и дрожжи, образовавшие белые и розовые колонии.

Итак, «доказательства», что микроорганизмы действительно существуют в Центральной Арктике, в глубинах Северного Ледовитого океана под многолетними паковыми льдами, со всей очевидностью вырастали на плоских чашках микробиологов, подобно грибам после хорошего летнего дождя.

Необычная перепись

Масштабы исследований, проведенных профессором Криссом в течение двенадцати лет, весьма внушительны. Он с помощью немногочисленного коллектива произвел своеобразную перепись микробного населения морей Северного Ледовитого океана, Охотского, Гренландского и других вод Центральной Арктики, Тихого и Индийского океанов, Черного и Каспийского морей. Учеными-микробиологами были впервые обследованы глубочайшие впадины Тихого океана.

В книге «Морская микробиология», являющейся стройной летописью увлекательных экспедиций, приведен ценнейший фактический материал о количественном содержании и о видовом составе микроорганизмов на различных глубинах океанической толщи от поверхности до дна. В ней подробно описаны закономерности распространения микроорганизмов в разных географических зонах мирового океана.


Случайная статья


Детальное описание иллюстрации

- Микробиологи доказали, что беспрерывный «дождь трупов», изображенный на этом рисунке, не остается погребенным на дне Черного моря. В результате гигантской деятельности микробов пищевые ценности, заключенные в останках ракообразных, личинок, низших водорослей, и т. п., минерализуются и возвращаются в «живой» слой моря. Так микробиологические исследования, посвященные судьбе «дождя трупов», привели к опровержению теории о понижении промысловой продуктивности определенных слоев Черного моря.
- Удивительно многообразен и вездесущ мир микроорганизмов! На цветной вкладке показана карта микробиологических станций, где советские ученые проводили исследования морских глубин. Красные кружочки обозначают места этих исследований. Они велись в районе Северного полюса. Тихого, Индийского, Атлантического океанов, Гренландского, Охотского и многих других морей. «Идя по следам» микробов, прослеживая их количественное распределение в водной толще по вертикали, микробиологи выявили, например, в Индийском океане в слоях экваториально-тропических вод (на рисунке вверху справа они окрашены в зеленый цвет) бедные микроорганизмами значительные слои атлантического происхождения (окрашены в желтый цвет). Нитевидно-гроздевидные существа — представители нового класса микроорганизмов, открытого профессором А. Е. Криссом. Они обнаружены во многих океанах и морях как в верхних слоях, так и на больших глубинах. На нашем рисунке они показаны во много раз увеличенными и окрашенными специальной краской, что делают для изучения их строения под микроскопом. В пробирке (внизу слева) — розовые дрожжи, «выловленные» из совершенно несвойственных, казалось бы, для них мест — со дна морского. Рядом «ватрушка» из бурого железняка. Эта толстая «ватрушка» диаметром 4—5 сантиметров возникла из... чехликов железобактерий на дне Карского моря.