№14.Экология микроорганизмов. Часть I

Глава 1. История экологии. Взгляд микробиолога

Подобно другим наукам, экология развивалась непрерывно, но неравномерно. Труды Гиппократа, Аристотеля и многих других философов Древней Греции носят познавательный характер поиска взаимосвязи между явлениями в живом и неживом мире, которые можно с натяжкой назвать «экологическими».

Сам термин «экология» был введён в 1866 году Эрнстом Генрихом Геккелем, ярым дарвинистом, гуманистом и археологом (изобрёл также термины питекантроп и филогенез). Слово «экология» образовано от двух греческих слов. Экология относится к фундаментальным биологическим наукам, таким как генетика, физиология, молекулярная биология и др. Хотя до сих пор многие авторы, следуя традиции, называют экологию самостоятельной наукой.

Как самостоятельная наука экология сформировалась в 1900 году, но набирать популярность начала только во второй половине XX века. Это связано с т.н. «зелёной революцией», промышленным подъёмом и, самое главное, с ростом природоохранных движений. Самым известными из них стали: МСОП (1948), МАГАТЭ (1957), Римский клуб (1968).

Предпосылкой возникновения подобных организаций стала вышедшая в 1926 году книга Владимира Ивановича Вернадского (1864 – 1945 гг.) «Биосфера». Этот термин незадолго до этого создал немецкий палеонтолог Эдвард Зюсс: «Биосфера — организованная, определенная оболочка земной коры, сопряженная с жизнью». Вернадский на основе тогда имеющихся результатов глобальных изучений природы создал целую концепцию, которая получила название «Учение о биосфере». Позже он дополнил его учением о ноосфере, «оболочке, созданной человеческим разумом».

Можно долго рассказывать об истории экологии, но это не является целью нашего занятия.

Теперь о микробиологии

Пионером в изучении пищевых цепей и саморегулировании популяций был Антони ван Левенгук. Он, первооткрыватель микроорганизмов, испытывал на них действие перца, и доказал, что перец действительно влияет на микробную популяцию. Исследований, посвящённых воздействию факторов среды на микроорганизмы, было много, но они носили локальный характер, не было единой концепции работы с микроорганизмами.

Основоположниками экологического направления в микробиологии считаются С.Н. Виноградский и М. Бейеринк. Сергею Николаевичу принадлежит идея использовать градиенты света, сульфидов, кислорода (колонка Виноградского) для изучения популяций различных микроорганизмов. Он выращивал сразу по нескольку видов с различными типами метаболизма (фототрофов, хемотрофов, сульфатвосстанавливающих и сероокисляющих бактерий) чтобы определить их взаимное влияние и взаимозависимые процессы.

Огромное значение имели работы Г.А. Надсона, В.С. Буткевича, Б.Л. Исаченко и др. для развития экологической микробиологии. Василий Леонидович Омелианский (1867- 1928), ученик Виноградского, полностью описал весь биогеохимический цикл углерода

Как уже говорилось на лекции, посвящённой питательным средам, концепция о том, что одни и те же микроорганизмы обитают повсюду, рухнула. Последующее развитие микробиологии связано с постоянным открытием новых микроорганизмов и описанием их местообитаний.

Микроорганизмы стали объектами для изучения популяций. В 1934 году проведён знаменитый опыт Г.Ф. Гаузе по изучению динамики равновесия хищник-жертва на примере Paramecium caudatum и Didinium nasatum. Теперь этот опыт помещён во все учебники по экологии и биологии.

В 1956 году голландский профессор А. Клюйвер предположил, что половину существующей на Земле биомассы принадлежит микроорганизмам. В настоящее время эта догадка подтверждается научными исследованиями.

Открыто и описано около 0,1% всех предполагаемых живых организмов. Подсчитано, что при данной скорости обнаружения и описания новых видов и их местообитаний, на исследование всей массы микробов на этой планете уйдёт не менее 10 000 лет. А ведь есть ещё и другие планеты…

Толчком к изучении методов экологии микроорганизмов послужили также исследования космического пространства. Тестирование систем поиска позволили сделать массу открытий: микробов обнаружили в Антарктике, на дне океанов, в горячих вулканических, наземных и подземных водах; при самых различных pH, солёности и температуре.