И наконец, последняя, олигосапробная зона, которую еще называют зоной чистой воды. Конечно же, она не полностью лишена микроорганизмов, но здесь их количество минимально – до тысячи на миллилитр. Кроме того, здесь это в основном представители нормальной микрофлоры, не вредящие человеку.
Вода может быть загрязнена максимально, но она способна сама себя очищать, так как органические вещества со временем оседают, кроме того, разные виды бактерий способны уничтожать друг друга, а некоторые виды грибов и водорослей выделяют в нее антибиотики.
№ 92Где живут опасные микробы. Топ грязных мест
Каким бы парадоксальным нам это ни казалось, но видимая грязь часто во многом уступает той, которую мы не можем увидеть без микроскопа. Мы считаем, что жизнь в деревне чревата заражением всеми возможными инфекциями, так как удобства там сведены к минимуму, не всегда можно помыть руки и еду горячей водой, а способов испачкаться больше, чем в городе. Приблизительно так же мы относимся к отдыху на природе. И мы очень удивляемся, когда узнаем, что пальцы наших рук порой грязнее, чем подошвы нашей обуви. Но тем не менее это так.
Стоит отметить, что город, особенно если это большой мегаполис – более благодатная почва для развития вредоносных микробов, чем та же деревня. Причин этому много – густонаселенность, загрязнение воздуха и почвы выхлопными газами и тяжелыми металлами, отсутствие надлежащего ухода за канализацией и т. д. Многие из нас сталкивались с ситуацией, когда после поездки в транспорте, посещения концерта или какого-либо места, наполненного людьми, появлялись симптомы респираторных заболеваний. Такая вот плата за сомнительный комфорт. Американские ученые провели масштабное исследование и пришли к любопытным выводам. Например, самое грязное, что есть у нас дома, – это деревянная разделочная доска, так как в силу ее структуры ее крайне трудно очистить. На втором месте – телефон. Следующими в их списке идут мочалка для мытья посуды, ведро для мусора и, как ни странно, шторка в ванной. Если последняя вас удивляет, обратите внимание на свою шторку – с почти 100 % вероятностью вы найдете на ней плесень. И еще один парадокс – стиральные и посудомоечные машины также в списке грязнейших мест. Казалось бы, они должны привносить в нашу жизнь чистоту, но на их дверцах образуется грибок, который совсем не способствует нашему здоровью. А учитывая, чем мы обычно прикасаемся ко всем этим предметам, самая грязная часть нашего тела – это руки.
На рабочем столе бактерий в 400 раз больше, чем в туалете; а крышка унитаза в 18 раз чище, чем мобильный телефон
Не может быть никакой надежды, если ты даже от собственной грязи избавиться не можешь.
№ 93Морские легкие планеты. Фитобактерии
Мы привыкли считать, что «легкие планеты» – это леса, поскольку в результате фотосинтеза они выделяют кислород. Это действительно так: деревья производят его в огромных количествах – по подсчетам ученых, 145 миллиардов тонн в год. Но проблема в том, что они сами же его потребляют. Ведь кислород необходим для разложения мертвых организмов, и на это уходит около 80 % кислорода, производимого лесами. А оставшаяся часть используется жителями леса для того, чтобы дышать и продолжать свою жизнедеятельность.
Намного более эффективным в производстве кислорода, которым мы дышим, является океанский фитопланктон, который содержит цианобактерии. Они также вырабатывают его при помощи фотосинтеза, но океану не нужно так много кислорода для уничтожения мертвых останков, так как они в основном либо уничтожаются хищниками, либо тонут. Поэтому эффективно только сочетание работы лесов и океана.
№ 94Поймать и изучить. Методы микроскопии
После того как Левенгук изобрел микроскоп, а многие ученые после него многократно улучшили его изобретение, человечество перестало быть безоружным перед лицом бактерий, водорослей, грибов и даже вирусов. Но настоящие исследования намного сложнее, чем взять какой-либо предмет и засунуть его под микроскоп. Для достижения максимального эффекта микробиологи используют разные методы микроскопических исследований – в зависимости от объекта наблюдения и условий проведения исследования.
Чаще всего используется так называемая светлопольная микроскопия, когда объект подсвечивается снизу. Она эффективна, когда объект наблюдения является достаточно контрастным и легко различим. Чтобы световые лучи, испускаемые микроскопом, не рассеивались, на объектив наносится капля кедрового масла.
Существует также темнопольный метод. Он заключается в том, что объект наблюдения подсвечивается не снизу, а сбоку, и таким образом он контрастирует с темным фоном. Препарат в таком случае не окрашивается и помещается либо между двумя плоскими стеклами, либо, в особых случаях, между выпуклым и плоским стеклом – так называемая «висячая капля».
Не все бактерии опасны: бактерии необходимы для жизненных процессов, получения иммунитета, защиты от аллергии
Если необходимо увеличить контрастность объекта наблюдения, используется фазово-контрастный метод. Он заключается в использовании кольцевых диафрагм и фазовых пластинок.
Для наблюдения за возбудителями инфекционных заболеваний используется люминесцентная микроскопия. Она позволяет «подсветить» объект с помощью нанесения флюоресцентного вещества и использования ультрафиолетовой лампы.
Самым точным методом исследования является электронный, так как он позволяет достичь максимально возможного увеличения и не ограничен длиной световой волны так, как оптические микроскопы. Если световой микроскоп способен увеличить объект в 1000 раз, то у электронного этот показатель намного больше – 200 тысяч раз.
Микробы не становятся опаснее от того, что микроскоп их увеличивает.
Александр Флеминг забыл на столе пробирку с бактериями стафилококка. В пробирке выросли плесневые грибы, стали разрушать бактерии, а затем Флеминг выделил пенициллин.
№ 95Война с туберкулезом. Палочка Коха
Говорят, в спорах рождается истина. И хотя речь идет о микробиологии, в данном случае это не грибные споры, а обыкновенные человеческие. И это утверждение бессмысленно опровергать – ведь именно благодаря тому, что когда-то Луи Пастер и Роберт Кох не поделили между собой славу, туберкулез перестал быть приговором, хотя и остался опасным заболеванием, требующим внимательного наблюдения и своевременного лечения.
Когда Кох стал практикующим врачом, жена подарила ему микроскоп. В результате наблюдения за различными микроорганизмами Кох добился определенных успехов: он научился фотографировать бактерии, а также подкрашивать препарат, чтобы сделать объект наблюдения более различимым. Обладая таким арсеналом и незаурядным умом, Роберт Кох с легкостью опередил Луи Пастера в исследовании сибирской язвы. В ответ тот пригрозил втоптать имя Коха в грязь, и ученому нужно было срочно открыть что-то потрясающее. Он не искал легких путей, поэтому взялся за исследование туберкулеза, который во все времена считался неизлечимым. Понадобилась 271 комбинация красителей, чтобы возбудитель этой болезни стал наконец виден в препарате. Но Кох не остановился даже на этом: он исследовал жизненный цикл бактерий, выяснил, что они не гибнут при кипячении, а процесс их деления происходит в течение 14–18 часов. Кроме того, он вывел чистый препарат и заразил им морских свинок, у которых вскоре проявились нужные симптомы.
Не все его открытия были одинаково успешны. Например, ученый считал, что туберкулез можно лечить с помощью продуктов жизнедеятельности вызывающих его палочек. Эта гипотеза не оправдалась, но со временем выяснилось, что эти продукты жизнедеятельности способны выявить, болен ли человек туберкулезом. Их введение получило название реакции Манту.
Чума научила нас гигиене, холера заставила фильтровать воду, туберкулез помог открыть антибиотики.
№ 96Питание окислением. Обитатели «черных курильщиков»
Черные курильщики – это отверстия в океанском дне, извергающие из себя воду, насыщенную сероводородом, а также сульфидами и оксидами металлов. Именно эти компоненты придают ей такой характерный цвет и делают курильщики похожими на заводские трубы. Такой состав воды считается непригодным для жизни, и курильщики в таком случае – злостные загрязнители. Кроме того, температура воды вокруг курильщика приближается к температуре кипения, что также не должно способствовать выживанию организмов. Но когда люди получили возможность исследовать океанское дно, то были потрясены увиденным. Все оказалось с точностью до наоборот: вокруг курильщиков наблюдалось настоящее буйство жизни, по сравнению с которым остальное океанское дно казалось серым и безжизненным. Понадобилось множество исследований, чтобы понять, как же такое возможно.
Оказалось, что в этих местах живут бактерии, которые питаются сероводородом и таким образом очищают от него воду. Кроме того, в процессе переработки этого вещества выделяется энергия, которая используется для синтеза питательных веществ.
Бактерии служат пищей для моллюсков и креветок, которые приспособились к жизни в таких условиях. А поскольку в окружающей среде этих бактерий не так уж и много, моллюски и креветки сами их и выращивают, причем на поверхности или внутри собственных тел. Отношения креветок и бактерий подобны отношениям «пастух-стадо»: для жизнедеятельности бактерии необходим сероводород, поэтому креветкам приходится подплывать очень близко к курильщикам, рискуя обжечься, чтобы бактерии «попаслись». А моллюскам эти бактерии заменяют пищеварительную систему.
В свою очередь, моллюсками и креветками питаются хищные рыбы и осьминоги. И хотя напрямую с бактериями они уже практически не связаны, все равно своей жизнью они обязаны крохотным пожирателям сероводорода.