Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Экологические последствия загрязнения чернозема антибиотиками. Монография
.pdf
11
стности актиномицеты, способны образовывать антибиотические веще-
ства только в присутствии других организмов.
Ваксман и его последователи основывают свою концепцию на том,
что не все микроорганизмы способны образовывать антибиотики, что,
однако, не мешает им быть широко распространенными в природе.
Образование антибиотиков – лишь одна из форм антагонистических
взаимоотношений, существующих в мире микроорганизмов. В борьбе за
распространение в природе микроорганизмы "используют" не только
фактор антибиотикообразования, но и многие другие эволюционно за-
крепленные особенности, дающие им преимущество в острой конкурент-
ной борьбе с другими видами (Егоров, 2004).
Егоров (2004) экспериментально показал, что при соответствующих
условиях культивирования все, так называемые, неактивные штаммы ак-
тиномицетов способны в той или иной степени образовывать антибиоти-
ческие вещества и в лабораторных условиях.
Егоров (1960) установил, что продукты жизнедеятельности некото-
рых микроорганизмов способствуют проявлению антибиотических
свойств у так называемых неактивных штаммов актиномицетов, они так-
же вызывают усиление уже ранее определенных антагонистических
свойств актиномицетов.
Гаузе (1953) и другие авторы, применяя при поисках продуцентов
антибиотических веществ новые тест–организмы (например, штаммы
микробов с дефектом окисления, актиномицеты), а также используя ме-
тод выращивания актиномицетов на средах, содержащих некоторые ан-
12
тибиотики, получали ранее неизвестные антибиотические вещества с
ценными свойствами (например, со свойствами антиметаболитов).
Наконец, сторонники второй концепции основываются на том, что
антибиотические вещества в почве быстро инактивируются, а поэтому
не могут играть какой–либо биологической роли.
При рассмотрении вопроса о биологической роли антибиотиков, об-
разуемых микроорганизмами в естественных местах обитания, в особен-
ности в почве, следует иметь в виду, что в почве микроорганизмы рас-
селяются не диффузно, а живут отдельными колониями (Звягинцев и
др., 1999) .
Существенное значение приобретает факт адсорбции микроорга-
низмов и продуктов их жизнедеятельности, в том числе и антибиотиков,
на частицах почвы. В естественных местах обитания (почва) микроорга-
низмов происходит своеобразная иммобилизация клеток и образующихся
продуктов метаболизма (антибиотиков, ферментов, токсинов и др.), что
играет огромную роль в проявлении биологической активности у микро-
организмов (Звягинцев, 1987).
Красильниковым (1960) было показано, что в тех местах, где имеет-
ся больше органических остатков, обильнее развиваются микробы и об-
разуемые ими очаги имеют большие размеры. Обычно такое развитие
микроорганизмов наблюдается в порах между твердыми частицами поч-
вы или на частицах почвы. При развитии микробного очага, который
может состоять из представителей одного или нескольких (не антагони-
стических) видов, образуются продукты жизнедеятельности, в том числе
13
и антибиотические вещества, которые диффундируя в соседние поры,
могут играть там важную биологическую роль (Звягинцев, 1978).
Итак, антибиотики могут образовываться и образуются при развитии
микроорганизмов в естественных местах их обитания (почва) без внесе-
ния туда дополнительных питательных веществ.
Образовавшиеся в почве антибиотики в зависимости от их химиче-
ского строения способны сохраняться там определенное время и прояв-
лять свое биологическое действие (Звягинцев, Голимбет, 1983).
Положения, из которых исходят противники активной биологической
роли антибиотиков, имеют серьезные возражения. Они не могут ни в ка-
кой степени поколебать единственно правильный взгляд от активной
биологической роли антибиотиков, развиваемый нашими микробиолога-
ми и поддержанный рядом зарубежных исследователей, рассматриваю-
щих образование антибиотических веществ как средство приспособле-
ния, выработавшееся в процессе эволюционного развития организмов
(Мишустин, Мирзоева 1953; Мишустин, 1972).
В ответ на воздействие антибиотиков микроорганизмы вырабатыва-
ют различные формы защиты. В любом случае окончательный результат
этого взаимодействия будет определяться целым рядом и таких факто-
ров, как скорость размножения, интенсивность образования антибиоти-
ков и инактивирующих веществ, способность полнее использовать веще-
ства окружающей среды для жизнедеятельности, степень устойчивости к
неблагоприятным физико–химическим условиям обитания и т.д. Таким
образом, антибиотики не могут считаться случайными отбросами обмена
14
веществ микробной клетки, не играющими приспособительной роли в
борьбе за существование (Егоров, 2004).
1.2. Применение антибиотиков в растениеводстве
Проведено много исследований, посвященных использованию анти-
биотиков в борьбе с фитопатогенными организмами, наносящими ущерб
сельскому хозяйству. Известно, что заболевания растений вызываются
разными группами фитопатогенных организмов: вирусами, бактериями,
грибами, простейшими и др. Поражение растений происходит как при
развитии в полевых условиях, в садах, так и в теплицах и оранжереях.
Источниками заражения растений фитопатогенными организмами могут
быть семена (с наружной и внутренней инфекцией), растительные ос-
татки, посадочный материал (черенки, саженцы, клубни, корнеплоды) и
сама почва. Биологические средства защиты растений по сравнению с
химически синтезированными препаратами (пестицидами) экологически
более чистые и безвредные. Поэтому им в последнее время отдается
предпочтение (Егоров, Самуилов, 1987).
Основные требования, предъявляемые к антибиотикам, используе-
мым в борьбе с фитопатогенными организмами, сводятся к следующему:
1. антибиотик должен быть активным в отношении возбудителя забо-
левания, т.е. обладать специфичностью биологического действия;
2. легко проникать в ткани растений;
3. лечебные дозы должны быть безвредными для растения;
4. антибиотик на поверхности и внутри растения должен медленно
инактивироваться, но, попадая в почву, легко разлагаться там;
15
5. обладать биологическим действием внутри тканей растения;
6. не наносить ущерба окружающей среде.
Одно из существенных требований к антибиотикам, применяемым в
сельском хозяйстве, то, что они не должны использоваться в медицин-
ской практике во избежание возникновения и распространения рези-
стентных к ним форм микроорганизмов (Егоров, 2004).
Наиболее широкое применение имеют непосредственная обработка
почвы, обрызгивание или опыление антибиотиком наземных частей рас-
тений, смачивание семян, корней или других органов растворами анти-
биотиков и др. Все приемы использования антибиотиков основаны на
том, что препарат, нанесенный на поверхность листьев, ствола (стебля),
семян или же внесенный в почву, задерживает рост фитопатогенных ор-
ганизмов, находящихся как на поверхности, так и внутри органов и тка-
ней растения, или убивает эти микроорганизмы. (Егоров, Баранова,
1992).
Антибиотики, нанесенные на наземные части растений, проникают в
растение через корневую систему. Однако такие антибиотики, как гризе-
офульвин, распространяются по тканям и органам растения очень мед-
ленно. Попав в растение, антибиотики сохраняются в его тканях сравни-
тельно долго – от 5 до 20 суток. Растворы антибиотиков, внесенные в
почву, поглощаются корневой системой растений и через некоторое
время в зависимости от вида растения и свойств антибиотика обнаружи-
ваются как в тканях корней, так и в наземных частях. При погружении
16
корневых систем в растворы антибиотиков уже через 10–20 мин препа-
раты обнаруживаются в различных органах растений.
Установлено, что пенициллин накапливается в листьях избиратель-
но. При обработке семян антибиотиками последние быстро проникают в
оболочку и зародыш и сохраняются там продолжительное время. При
внесении антибиотиков в почву в целях борьбы с фитопатогенными ор-
ганизмами встречается ряд серьезных препятствий. Прежде всего, в
почве эти соединения быстро разрушаются под влиянием продуктов
жизнедеятельности почвенных микробов и по другим причинам, а также
потребляются почвенными организмами в качестве питательных веществ
(Сазыкин, Швец, 1998).
Метод опрыскивания пораженных растений растворами антибиоти-
ков может быть использован на протяжении всего периода вегетации
таких растений, как фруктовые деревья, овощи и другие сельскохозяйст-
венные культуры. Опрыскивание растений антибиотиками оказывает за-
щитное действие против мучнистой росы огурцов, также его применяют
в борьбе с
ореха, и с
Метод опыления пораженных растений антибиотиками также широ-
Xanthomonas juglandis
X. vesicatoria
, поражающим томаты и перец (Миронов, 1997).
, вызывающим заболевание грецкого
ко применяется в растениеводстве, однако он менее эффективен по
сравнению с методами опрыскивания. Интересные результаты примене-
ния этого метода получены при обработке семян хлопчатника для защи-
ты растений от гоммоза, вызываемого
1997).
X. Malvacearum
(Баранова и др.,
17
Метод инъекций, или метод штамбов, используется иногда при ле-
чении отдельных древесных пород. В стволе дерева просверливают от-
верстие и в него вставляют конец фитиля, а другой конец помещают в
раствор антибиотика. По фитилю антибиотик поступает в ткань дерева и
распространяется по всему растению.
Впервые метод штамбов был предложен И. Шевыревым в 1903 г.
Антибиотики, попадая в ткань растений, действуют не только как бакте-
рициды. Они могут также изменить метаболизм и иммунобиологические
свойства растений. Из большого числа антибиотиков, испытанных в це-
лях применения их для борьбы с различными заболеваниями растений,
вызываемыми бактериями и грибами, наибольший эффект наблюдался
при использовании гризеофульвина, циклогексамида (актидиона) и не-
которых других. В растениеводстве антибиотики используются в качест-
ве гербицидов, инсектицидов, стимуляторов роста растений.
Возникновение и распространение форм микроорганизмов, рези-
стентных к антибиотическим веществам, требует поиска и подбора для
растениеводства таких антибиотиков, которые не применяются в меди-
цинской практике. В настоящее время для борьбы с фитопатогенными
организмами в разных странах применяют разные антибиотические ве-
щества или их сочетания (Сидоренко, 1998).
1.3. Применение антибиотиков в животноводстве
Антибиотики начали применять в животноводстве вскоре после их
открытия. Прежде всего, они нашли широкое применение в ветеринарии
как лечебные средства против многих заболеваний сельскохозяйствен-
18
ных животных (копытная болезнь оленей, мыт лошадей, рожа поросят,
мастит крупного рогатого скота, сибирская язва, пневмония и многие
другие). Антибиотики используют при лечении заболеваний птиц и пчел.
Так, для лечения индеек, больных синуситами, применяют стрептоми-
цин, хлорамфеникол, хлортетрациклин, при ларинготрахеите цыплят –
карбомицин. Для лечения пчелиных семей, пораженных американским
или европейским гнильцом, применяют окситетрациклин, а при ноземе
(понос) пчел – фумагиллин. Среди антибиотиков, используемых в вете-
ринарии, очень эффективным препаратом оказался гризеовиридин, при-
меняемый при лечении маститов у рогатого скота и бронхитов у цыплят.
Метимицин подавляет развитие возбудителя бруцеллеза, но полностью
не излечивает его (www.VetSory.ru).
Авермектины – новая группа антибиотиков, образуемая стрептоми-
цетом
нам. Авермектины обладают способностью подавлять развитие парази-
тов животных, в том числе нематод. Моненсин – антибиотическое веще-
ство, образуемое
протозойной активности. Этот антибиотик наряду с салиномицином, об-
разуемым культурой определенного штамма
S. avermitilis
, по строению относится к макроциклическим лакто-
S. cinnamonensis
, – обладает широким спектром анти-
S. albus
, применяется при
лечении кокцидоза домашней птицы. Его употребляют также в качестве
добавок к кормам рогатого скота. Он способствует ускорению роста жи-
вотных и улучшению использования кормов. Салиномицин обладает
также антибиотической активностью в отношении грамположительных
бактерий, микобактерий и грибов. Моненсин и салиномицин относятся к
19
полиэфирнымантиантибиотикам с ионофорными свойствами. Линкоми-
цин показал хорошие результаты при лечении дизентерии у свиней, а
комбинация этого антибиотика со спектиномицином (относится к ами-
ногликозидным антибиотикам) дает положительный эффект при бакте-
риальных инфекциях у собак (Baguer et al., 2000).
Небольшие концентрации антибиотиков, применяемые в качестве
добавок к корму животным, не оказывают отрицательного влияния на
организм и качество продукции. Использование антибиотиков в кормле-
нии животных дает положительный эффект в птицеводстве, свиноводст-
ве, при выращивании телят и других сельскохозяйственных животных.
Добавление этих веществ к рациону птиц способствует ускорению их
роста, снижению отхода молодняка; антибиотики стимулируют яйценос-
кость и повышают оплодотворяемость птиц (Егоров, 2004).
При использовании антибиотиков в птицеводстве можно заметно
увеличить яйценоскость и от 1000 кур получить в год дополнительно 15
тыс. яиц. Аналогичные результаты отмечаются при использовании анти-
биотиков в кормлении свиней, телят и других животных. Так, поросята,
получавшие с кормом антибиотики, в двухмесячном Аналогичные ре-
зультаты отмечаются при использовании – антибиотиков в кормлении
свиней, телят и других животных. Так, поросята, получавшие с кормом
антибиотики, в двухмесячном возрасте весят на 1,5–1,7 кг больше, чем
контрольные. Антибиотик норсеотрицин выделен из культуры
S. noursei
и относится к группе стрептотрицинов. Он используется в качестве кор-
мовой добавки при выращивании свиней и обеспечивает прирост живой
20
массы поросят в пределах 5–15% при снижении затрат корма на 3–5%
(Кемнициус и др., 1989).
В качестве стимулятора роста сельскохозяйственных животных ис-
пользуется моненсин. Он понижает образование метана метаногенными
бактериями, размножающимися в рубце жвачных животных, в результа-
те чего увеличивается количество летучих кислот, особенно пропионо-
вой, легко и быстро усваиваемых животными.
По данным Е. Липинской, 1981, в качестве стимулятора роста мо-
лодняка сельскохозяйственных животных можно использовать полипеп-
тидный антибиотик низин, образуемый
L. lactis
. Для сельскохозяйствен-
ных нужд организовано производство кормовых антибиотиков на базе
отходов (барда) спиртовых заводов с добавкой развара пшеничной муки.
Получаемые препараты называются БКВ (биомицин кормовой витамини-
зированный).
Вопросам влияния низких концентраций антибиотиков на рост жи-
вотных посвящено большое число исследований. Однако механизм сти-
мулирующего действия этих веществ до конца не выяснен. По–
видимому, стимулирующий эффект низких концентраций антибиотиков
на организм животного связан в основном с двумя факторами:
1. с действием на микрофлору кишечника;
2. с непосредственным влиянием на организм животного.
Стимулирующее действие суббактериостатических доз антибиотиков
на организм животных, и особенно молодняка, связано со многими фак-
торами. Специфической же особенностью этих физиологически активных
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]