8 Семинар 1. История систематики бактерий

Все в биологии приобретает смысл только в свете эволюции.

Теодосиус Добжански (1977)

К тому времени, когда были описаны многие бактерии, ученые еще не представляли во всех чертах отличия их свойств от других организмов, таких как грибы, растения и водоросли. Тем не менее отдельных характерных бросающихся в глаза черт было достаточно, чтобы распределить виды по группам; например, по красной или зеленой пигментации суспензий или колоний, по спо­собности бродить или окислять неорганические субстраты, фиксировать молекулярный азот или вызывать болезни людей, животных и расте­ний. Но прежде чем обсуждать собственные проблемы систематики бактерий и их развитие, следует представить историю открытия и исследования трех относительно обособленных групп бактерий. Они были впервые опи­саны после создания концепции о природе бактерий. Это актиномицеты, миксобактерии и светящиеся бактерии.

Основные этапы развития систематики микроорганизмов

I) Морфологический этап. сер. XVIII – конец XIX вв. В этот период благодаря работам многих ученых описываются основные морфологические варианты бактерий и делаются попытки их названия и классификации. Основные труды: Карл Линней, Отто Мюллер, Христиан Эренберг, Фердинанд Кон, Ганс Грам, Вальтер Мигула, Карл Негели, К.Б. Леман и Р. Нейман.

II) Физиологический этап. конец XIX в. - сер. XX в. Благодаря описанию в этот период основных биохимических свойств и физиологических групп бактерий формируется ряд классификаций, основанных на физиологических особенностях бактерий. Основные труды: С.Н. Виноградский, Мартинус Бейеринк, Сигурд Орла-Йенсен, Альберт Клюйвер, Роджер Стениер, Корнелиус Ван Ниль.

III) Филогенетический этап. сер. XX в. – наше время. В этот период в систематику бактерий вводят новые методы – нумерическую таксономию и методы молекулярной филогении (построение филогенетических деревьев на основе использования таких признаков, как доля ГЦ нуклеотидов или гомология ДНК). Основные труды: Пауль Снит, Карл Везе, Лайнус Полинг, Е. Цукеркандль.

История открытия и изучения актиномицет, миксобактерий и светящихся бактерий.

Первые акти­номицеты или, как их ранее называли, лучистые грибки, были описаны в 1870 году. В 1874 году Ф. Кон взял пробу из слез­ного канала и обнаружил в ней нитча­тую бактерию, которую он сначала назвал Streptothrix, а потом дал ей название по фа­милии врача, который брал эту пробу — S. foersteri. Поскольку название рода уже было занято и дано грибу, то позднее род был назван Streptomyces. Actinomyces, — название которых было дано всей группе, — обнаружил мюнхенский патолог Боллингер в 1877 году у коров. Он показал опухоль, вызванную этим воз­будителем, ботанику К.О. Гарцу, который назвал возбудителя, из-за его лучистого расположения нитей в железе, Actinomyces bovis.

Первое время исследования концен­трировались на патогенных актиномицетах. Между 1900 и 1920 годами ученые уже стали интересоваться и встречаемо­стью актиномицетов в почве и природе. В последующие 20 лет сведения о видах и их физиологии и биохимии расширялись. В этом принимали участие такие разносторонне образованные ученые, как Зельман Ваксман и Н.А. Красильников. Широкое практическое применение актиномицеты нашли во времена расцвета учения об анти­биотиках. Ваксман, благодаря 25-летней работе, был хорошо знаком со стрептомицетами и в 1944 году открыл стрептомицин. Его успех вызвал новую волну иссле­дований во всем мире по выделению, таксономическому изучению и поиску естественных веществ биологического действия, в том числе и антибиотиков.

Открытие и первое описание мик­собактерии было сделано американ­ским бактериологом и фитопатологом Роландом Такстером (1858-1932). Хотя примитивные зарисовки плодо­вых тел, которые относили к грибам, содержались в описаниях криптогамных растений в период с 1809 по 1857 годы, миксобактерии как особая группа бактерий стали известны бла­годаря работам Такстера. Согласно дневнику Такстера, он впервые увидел миксобактерии (Polycephalum aurantiacum) в 1888 году, в год присуждения ему ученой степени. Из письма Такстера к свое­му учителю, ботанику В. Г. Фарлоу (1890), следует, что он уже тогда знал о принадлежности своей находки к новой, особой группе микро­организмов. Он говорил о «промежуточной форме между шизомицетами и какими-нибудь акразиеподобными шизомицетами». В 1892 году появи­лась его первая работа «On the Myxobacteriaceae a new order of Schizomycetes», с его собственными иллюстрациями. Дальнейшие исследования миксобактерий осуществлялись главным образом почвенными микробио­логами и ботаниками, среди которых следует упомянуть Э. Жана (1924), Г. Кржеминевскую (1926), А.А. Имшенецкого (1936), Е.Н. Мишустина (1938), Г. Кюльвайна (1950), Г. Рейхенбаха и М. Дворкина.

Светящиеся бактерии уже давно привлекали к себе внимание. Свечение морских рыб было известно с незапамятных времен. Англий­ский физик и химик Роберт Бойль (1627-1691) уже знал, что свечение не свидетельствует о процессе разложения, а наоборот, оно затухает, ко­гда проявляется запах гниения. Во многих работах сообщается о влиянии температуры, наличия кислорода и соли на свечение. То, что ответствен­ными за свечение поверхности рыб являются бактерии, было известно еще в 1853 году Ф. Геллеру и в 1875 физиологу Э.Ф. Пфлюгеру (1829-1910). После введения в практику «пластинок» Коха (1881) было выделено мно­го светящихся бактерий. В. Мигула (1897) насчитывал уже 25 названий изолятов. Первым бактериологом, который получил чистую культуру све­тящейся бактерии (1887), был Бернхард Фишер (1852-1915), в честь которого получил название вид Photobacterium fischeri. Г. Молиш (1907) посвятил светящимся бактериям монографию, которая содержит и соб­ственные экспериментальные данные.