Параграф 5. Теория роста культур

Существовало три господствующие в то время (приблизительно с начала века до 50-х гг.) теории, трактовавших физиологию, динамику, изменчивость в бактериальных культурах.

Условно их называют теориями:

1. популяционная,

2. онтогенеза бактериальных культур

3. теория реактивности.

Сторонники первой, популяционной теории рассматривали бактериальную клетку как обособленный индивидуум, хотя и одноклеточный, но биологически эквивалентный более высокоорганизованным существам. Феномен колонии и ее биологический смысл игнорировались. Каждая клеточная генерация считалась равносильной индивидуальной жизни, а бактериальная культура - суммой независимых особей.

То, что Иерусалимский называет "теорией онтогенеза бактериальных культур", в современной ему литературе это фактически своеобразный вариант органицизма: она ставит знак равенства между возрастными изменениями тканевых клеток многоклеточного организма и изменением бактериальных клеток в развивающейся культуре. С этой точки зрения развитие бактериальной культуры - процесс, безусловно, онтогенетический, с одной лишь оговоркой - он аналогичен и мало чем отличается от онтогенеза высшего организма.

Согласно третьей точке зрения, любые изменения, происходящие в культуре, - это проявление непосредственных реакций на изменения условий среды. Ни о каком цикле развития не может быть и речи, а влияние "возраста" культуры на ее метаболизм - не более чем артефакт. 

Николай Дмитриевич Иерусалимский (1901 - 1967) сосредоточил все свои усилия на критике этих трёх моделей, и выработал свою собственную теорию роста культур, которая остаётся до сегодняшнего дня главенствующей. Вот её основные положения:

1. В процессе своего развития культура целостна

Это связано с тем, что во время роста культуры все клетки получают питание от одного субстрата (эффективность потребления которого резко возрастает, когда клеток и выделяемых ими экзоферментов много). Субстрат, в свою очередь, влияет на все клетки, которые находятся в культуре. Когда клеток в колонии накапливается определённое количество, взаимодействие с субстратом меняется, и воздействие субстрата на колонии меняется соответственно. Таким образом, существование и поведение отдельной клетки определяется тем, как взаимодействует со средой популяция в целом и как целостная система. Рост культуры – не хаотичное явление.

2. Чистые культуры – естественный способ существования микроорганизмов в природе

В природе организмы формируют т.н. микроколонии. Существуя в этих микроколониях, совместно потребляют субстрат, Во времена Иерусалимского уже была хорошо известна не только способность, но и естественная склонность бактерий сорбироваться на поверхностях раздела сред, в частности на взвешенных в воде частицах, на почвенных коллоидах. В пленках влаги, покрывающих почвенные частицы слоем в 1-10 мкм толщиной, "образуются своеобразные бактериальные комплексы, построенные по типу пленок, их можно назвать микроколониями... Эти бактериальные пленки являются природными формами существования почвенных бактерий". Они имеют микроскопические размеры и в большинстве случаев состоят из особей одного и того же вида. Подобные микрокультуры и микроколонии бактерий образуются естественным путем и в других местах обитания.

3. Развитие культур циклично

4. Онтогенез культуры не имеет аналогов у высших животных, и не является сложением онтогенезов отдельных особей

5. Основа разнообразия онтогенезов культур – разнообразие метаболических путей