М.В. Бейеринг

Первые одноклеточные бесцветные серные бактерии выделил Натансон в 1902 году во время своего пребывания на зоологической станции Неаполе при попытке получить в культуре серные бактерии, родственные Beggiatoa.. Он добавил в озерную воду тиосульфат натрия. Вместо нитчатых многоклеточных Beggiatoa выросли одноклеточные мелкие окисляющие серу бактерии. Они не имели названия. Бейеринк в 1904 году обнаружил обогащенную культуру, когда он добавил в чистый минеральный раствор, содержащий тиосульфат и бикарбонат, воду из канавы. Бактерию, образующую на поверхности слой из свободной серы, он назвал Thiobacillus thioparus. Бактерии, развивающиеся при анаэробных условиях с добавлением порошка серы и нитратов, Бейеринк назвал Thiobacillus denitrificans. Бейеринк впервые разработал методы культивирования микроорганизмов в колбах со стеклянными пробками, наполненными жидкостью, свободной от пузырьков воздуха. Они стали известныкак «колбы Бейеринка» и оказались пригодными для обогащения и выделения многочисленных анаэробных бактерий. Стехиометрические соотношения между превращенным тиосульфатом и ассимилированным углеродом обнаружил Лиске в 1912 году. Известные в настоящее время бактерии Thiobacillus thiooxtdans были выделены Ваксманом и Иоффе в 1922 году. С открытием Sulfolobus acidocaldarius Т.Д. Броком с сотрудниками в 1972 году началась новая эра исследования литоавтотрофных серных бактерий, термоацидофильных, окисляющих серу архебактерий. Главным образом благодаря В. Циллигу и К. О. Штеттеру с 1981 года были выделены новые виды и установлены новые типы обмена, в результате которых происходило аэробное и анаэробное окисление серы; или они могли расти ауксотрофно, или миксотрофно при температуре между 70 и 110°С и при рН от 1,5 до 3.

Имена Виноградского и Бейеринка часто упоминаются вместе. Оба прокладывали пути немедицинской микробиологии. Оба свои первые сенсационные работы опубликовали почти в одно время, оба посвятили себя изучению преимущественно «экстравагантных» бактерий, экзотам и аутсайдерам. Имя Виноградского связано с хемолитоавтотрофными бактериями. Имя Бейеринка связано с обогатительными культурами, а также с селекцией и выделением большого числа бактерий, которые могут использовать в качестве субстратов роста различные химические соединения. «Собрание трудов М. В. Бейеринка» производит большое впечатление своим новаторством и вложенными усилиями. Работы Бейеринка были продолжены его последователем Альбертом Яном Клюйвером (1888-1956) и его учеником Корнелиусом Бернардом ван Нилем (1897-1985). Научные идеи и их воплощение в Дельфте стали символом, они известны в научных кругах как «Дельфтская школа микробиологии». Концепции, возникшие в Дельфте, и в настоящее время, более ста лет спустя, являются направляющими и плодотворными.

Нитрифицирующие бактерии

Условия, при которых образуется селитра, были хорошо известны уже с XV столетия, и процесс получения непрерывно улучшался. Специально предназначенные для получения селитры ямы, каменные стены, посадки и разведение садов, также как и другие многочисленные свидетельства того времени, показывают, что содержащие азот отходы использовались как исходные вещества, а необходимость аэрации для получения селитры была хорошо известна. Особенно широко было развито производство селитры во Франции. Нитрификация считалась до середины XIX века чисто химическим процессом, а то, что в образовании нитратов принимают участие живые организмы, впервые показали Т. Шлезинг и А. Мюнц в 1877 году. Они медленно пропускали сточные воды, содержащие аммиак, через длинную трубку, наполненную песком и калием, и установили, что через 20 дней в конце трубки выходил нитрат, а не аммиак; хлороформ или кипяток уничтожали эту способность аммиака к окислению, но при дополнительном внесении почвы этот процесс возобновлялся. Р. Уорингтон (во многих сообщениях 1878 и 1891 года) подтвердил эти открытия и пошел дальше, а именно он доказал участие двух организмов в этом процессе.

Однако выделение нитрифицирующих бактерий в чистую культуру и их описание являются заслугой Виноградского (1891 год). Для получения плотной минеральной питательной среды он использовал вместо агара силикагель. Он обнаружил, что в окислении аммония в нитриты и далее нитритов в нитраты принимают участие два различных организма - Nitrosomonas и Nitrobacter. Обе бактерии облигатно автотрофны. Изучением роста этих экзотических бактерий занимался О. Мейергоф (1916, I917). Последующие опыты по выделению бактерий убедили многих почвенных микробиологов в том, что в окислении аммиака в природе литоавтотрофные нитрификаторы занимают монопольное положение. Новые роды, и среди них факультативные автотрофы и миксотрофы были описаны самим Виноградским (1892, 1933) и далее С. В. Уотсоном(в 1965-1975 годах) и Э. Боком с сотрудниками (1962-1975). Роль нитрификаторов в выветривании горных пород, в повреждении памятников и облицовки сточных каналов позволяет прогнозировать новый период в исследованиях этой группы бактерии.