Работы Фердинанда Кона

Дальнейшее развитие представлений о бактериях связано с деятельностью физиолога растений Фердинанда Кона (1828-1898), работавшего во Вроцлаве. Основные результаты этих работ были опубликованы с 1853 по 1877 годы. Он повторил и углубил исследования предшественников и предопределил дальнейший ход бактериологических исследований. Кон отнес бактерии к растительному царству и принял для них бинарную номенклатуру Линнея. Исходя из тщательных исследований морфологии, пигментации, подвижности, спорообразования и физиологических признаков, Кон смог создать первую бактериологическую классификацию, с которой могли работать как медицинские, так и общие микробиологи. Кон признал, что речь идет об особой группе организмов, каковыми являются бактерии, однако отнес их к растениям. Свои основные представления о бактериях Кон высказал в 1853 году на основании своих исследований над Bacterium termo. В 1871 году он писал по этому поводу:

«Так как невозможно изолировать отдельную бактерию и наблюдать ее при различных условиях, нельзя быть уверенным в том, что при посеве использованы только одинаковые особи. Таким образом, в настоящее время мы не обладаем методами, позволяющими разграничивать возраст бактерии и стадию ее развития. При классификации бактерий мы также до сих пор не можем различить действительно природные признаки, которые свойственны роду и должны основываться на тех отклонениях, которые у них проявляются при заданных условиях. Задачей дальнейших исследований должно быть выявление доказательств таких признаков родов и видов, которые находятся в зависимости от их исторического развития».

Можно себе представить, как трудно было впоследствии признавать аргументы Кона о том, что каждый вид бактерий имеет свой специфический обмен веществ. Об этом свидетельствуют последующие противоречивые сведения о плеоморфизме бактерий. Даже после того как доктрина о происхождении жизни путем самозарождения была низвергнута, некоторые исследователи считали, что одна и та же бактерия может проявляться в различной форме и вызывать различные болезни, а также в зависимости от условий роста образовывать различные продукты. Такие представления высказывались людьми с громкими именами: Т. Биллротом, К. Негели, Э. Гальером, Д.Листером, Р.Ланкастером и В. Цопфом. Представления этих ученых противоречили концепции о постоянстве видов, выдвинутой Линнеем в 1737 году. Однако в середине XIX века были описаны грибы, а именно ржавчинные и головневые, которые в процессе развития претерпевали морфологические изменения. Наличие смены генераций у грибов дало повод сомневаться в постоянстве форм и у других живых существ. Этому скептическому направлению противостояли представители мономорфизма: де Бари, Л. Пастер, Ф. Кон, Р. Кох и О. Брефельд. Они многократно подчеркивали в дискуссиях, как важны чистые культуры и тщательная работа с ними. Отвечая своим критикам, Ф. Кон писал:

«...дело в том, что только на первый взгляд одна и та же бактерия вызывает разные процессы. Следует ожидать, что усовершенствованные микроскопы позволят обнаружить среди внешне одинаковых форм микроорганизмов такие морфологические различия, которые можно будет положить в основу разграничения видов».

В качестве примера различной физиологической деятельности двух организмов одинакового строения Кон приводит миндальные деревья:

«Из двух миндальных деревьев, которые не отличаются ни ростом, ни листьями, а также цветами и плодами, одно образует горькие семена, которые содержат амигдалин и эмузин, в то время как другие образуют сладкие семена с миндальным маслом. Мы можем предположить, что горькие и сладкие миндальные деревья принадлежат к одному роду и происходят от одного общего предка, но благодаря изменчивости дали два физиологически различающихся сорта».

С шестидесятых годов для Пастера и Кона не существовало сомнения в постоянстве видов бактерий. Однако, несмотря на доказательные опыты на чистых культурах, учение о плеоморфизме существовало еще долго.

Еще в 1885 году Цопф писал: «Мне несправедливо приписывают экстремально-плеоморфические взгляды, хотя я действительно придерживаюсь мнения о том, что у шизомицетов имеет место плеоморфизм. Это мнение разделяют со мной и выдающиеся ботаники». (Цопф имел в виду Биллрота и Негели.) Последние исследования Цопфа посвящены нитчатым бактериям Beggiatoa. Однако С. Н. Виноградский и А. де Бари подвергли сомнению его данные, и С. Н. Виноградский начал снова изучать эту группу бактерий, что привело к открытию нового типа обмена веществ, хемолитоавтотрофии. Это прекрасный пример того, как скверная работа и ложная концепция (В. Цопф) стали отправным пунктом, побудившим к созданию новой блестящей концепции.

К. Негели, подобно большинству его современников, относился к плеоморфистам. По его взглядам, отдельные виды микроорганизмов в зависимости от условий существования способны легко менять форму и физиологические функции. Представления плеоморфистов возникали отчасти вследствие несовершенных методик работы с микроорганизмами, культуры которых загрязнялись посторонними формами микроскопических существ.

Фердинанд Кон был выдающимся микробиологом того времени. Обнаружение светопреломляющих включений в спорах Bacillus subtilis из сенного отвара, стало его главным открытием (1872). На этой бактерии Кон изучал образование и деление эндоспор (1877). Спорообразование как диагностический признак было признано и Робертом Кохом (1876) при изучении Bacillus anthracis. На основе эксперимента и наблюдений Кон пришел к выводу о том, что закон постоянства и распространяется и на бактерии. В хаосе сведений о бактериях он определил порядок и предложил для описания бактерий систему, позволяющую видеть перспективу их дальнейшего изучения. Благодаря работам Кона бактерии были признаны самостоятельной группой организмов, существенно отличной от животных и растений.

Следует отметить, что длительные дискуссии о постоянстве видов бактерий не прекратились и на рубеже столетий вновь возобновились в связи с работами над чистыми культурами. Бейеринк и ряд других исследователей обнаружили варианты у отдельных «чистых» видов бактерий отличающиеся по форме и обмену веществ. Таким образом, снова стало ясно, что нет ничего более трудного, чем найти правильное решение проблемы.

Так или иначе, но к середине XIX века был накоплен большой материал о разнообразных группах микроорганизмов. Однако физиологию и обмен веществ микроскопических веществ исследователи не затрагивали. Поэтому роль микромира в природе, а также в жизни и деятельности человека оставалась невыясненной.

Контрольные вопросы:

12. Первые попытки систематики микроорганизмов.

13. Многообразие микроорганизмов.

14. Деятельность Фендинанда Кона.

15. Теория плео- и мономорфизма.