У світі мікробів

Про існування дивного величезного світу мікробів люди дізналися порівняно давно: близько 300 років тому. Людству повідав про це амстердамський торговець сукном, вчений-аматор Антоні Левенгук. Використовуючи збільшувальні скла власного виробництва, у виготовленні яких він досяг незвичайної досконалості, Левенгук з чистої допитливості розглядав все, що потрапляло йому під руку. І ось одного разу… Але надамо слово самому Левенгуку:

«Я досліджував, – пише він, – слиз, що залягає між зубами людини, і побачив, на превеликий свій подив, що в слизу знаходилися крихітні створіння, що відрізнялися надзвичайною рухливістю». Головне ж, що вразило його, – це незліченна кількість «створінь». «У всьому Сполученому Королівстві (тобто Голландії) не набереться стільки жителів, скільки знаходиться живих звірків в моєму власному роті», – писав Левенгук.

Так був відкритий світ мікробів. Але минуло сто років, і людство знало про цих загадкових невидимих істот майже стільки ж, скільки і в часи їхнього першовідкривача. Мікробів багато, дуже багато, і вони є скрізь – це було все, що могли сказати вчені. І показово, що великий шведський натураліст ХVIII століття Карл Лінней, складаючи класифікацію тваринного і рослинного світу, об’єднав всі мікроорганізми в один ряд, якому дав виразну назву: «хаос». Хаос! Безлад! «Таємничі… живі молекули, розібратися в яких належить нащадкам», – так писав Лінней.

Розібратися! Але як? Адже мікроби є скрізь: у воді, в повітрі, в ґрунті. Як виділити окремі види мікробів і простежити їхнє життя? Скільки цих видів? Та й чи є вони взагалі? Час минав, а поставлені питання залишалися без відповідей. І лише в середині XIX століття вчені почали розбиратися в мікроскопічному «хаосі». Поштовхом до цього послужили роботи німецького бактеріолога Роберта Коха, який знайшов простий і надійний спосіб виділення чистих культур бактерій. У мікробіології почалася нова ера – ера чудових відкриттів і перемог. Світ мікробів постав в абсолютно новому світлі. Незліченний, величезний, різноманітний світ істот, що століттями забезпечують існування і життя людини і в той же час постійно сіють смерть.

«Тваринки», відкриті Левенгуком, виявилися страшнішими самих лютих звірів. Так Кох довів, що холера викликається одним з мікробів – холерним вібріоном. Він же знайшов і бацил – збудників сибірської виразки. Туберкульозні палички (палички Коха) виявилися збудником туберкульозу, який, до речі, вважався в той час хворобою не заразною. Збудників багатьох і багатьох хвороб вдалося виявити вченим.

Знаменитому мікробіологові Луї Пастеру вдалося встановити, що всі процеси гниття і бродіння в природі, без яких неможливе життя, кругообіг речовин, здійснюються мікробами.

С. Н. Виноградський показав роль мікробів в житті рослин. Виявилося, що і багато інших процесів в живій та мертвій природі також відбуваються за допомогою мікроорганізмів. І якби на якийсь час на Землі призупинилася діяльність мікробів, життя б скінчилося. Дно океанів покрилося б трупами риб, загиблих без їжі, так як багато риби харчуються мікроскопічними водними організмами. Ці трупи не змогли б розкладатися під дією гнильних бактерій, як це відбувається зараз. На землі загинули б всі рослини і тварини. Змінився б склад атмосфери. Земля стала б мертвою планетою. Страшна картина, яку навіть важко собі уявити!

Отже, знищити всі мікроорганізми не можна, та й не потрібно. Але боротися з тими з них, які викликають хвороби, є шкідливими, можна і треба. Зараз майже для всіх видів хвороботворних бактерій знайдені засоби їх знищення. Але чи все ми знаємо про світ мікробів і чи всі засоби боротьби вичерпані, щоб ліквідувати його небезпечних представників?

Виявляється, ні. Є ще спосіб боротьби з хвороботворними мікробами, яким людина почала користуватися недавно і який дають їй… самі ж мікроби. Мікроби проти мікробів. Але, щоб користуватися цим засобом, потрібно знати, як ставляться один до одного різні види мікробів у природних умовах.

Дуже простий спосіб для екскурсій в мікроскопічний світ запропонував академік М. Г. Холодний. Гострим ножем він робив вертикальний розріз в ґрунті, вставляв в цей отвір чотирикутне стерилізоване скло і закопував його. З часом скло покривалося ґрунтовими розчинами, дрібними часточками ґрунту, серед яких оселялися різні мікроорганізми, що мешкають в ньому. Потім витягував скло і після спеціальної обробки розглядав його під мікроскопом. Присталі до скла частинки ґрунту і мікроби зберігалися в їх природному середовищі, і, таким чином, можна було спостерігати за ними.

Світ мікробів жив своїм бурхливим і таємним життям. Щомиті в ньому йшла запекла боротьба, яка веде до смерті одних мешканців і посиленому розмноженню інших. Тепер вже вчені знають, яку зброю використовують різні види мікробів у своїх безперервних «війнах». Це не обов’язково пряме знищення, як роблять амеби і інфузорії з бактеріями. Є й такі мікроорганізми, які виробляють спеціальні речовини для нападу на одні мікроби і захист проти інших. Речовини ці отримали назву антибіотиків.

Професор А. А. Імшенецький встановив, що деякі бактерії виробляють антибіотики не тільки проти інших видів бактерій, а також і проти ґрунтових амеб та інфузорій, що полюють за ними. Інший вчений, Н. А. Красильников, переконливо показав, що в ґрунтах дуже широко поширені різні гриби, що виробляють антибіотики, що згубно діють на багато шкідливих бактерій.

А чи не можна відібрати у грибів цю зброю, виділити її в чистому вигляді і, застосовуючи як ліки, знищити хвороботворних мікробів? Таке питання виникло у вчених-мікробіологів давно. Але тільки після довгих праць і пошуків вдалося, нарешті, отримати лікарські антибіотики. Зараз вони всім знайомі. Це пеніцилін, стрептоміцин, граміцидин та ін.

Однак отримання антибіотиків – справа нелегка. Доводилося перебирати безліч різних видів ґрунтових грибів, вивчати, як вони діють на тих чи інших хвороботворних бактерій. Адже необхідно знайти такі антибіотики, які легко б знищували бактерії і в той же час абсолютно були б нешкідливими для організму людини.

Але є й інший шлях. Його запропонував Ігнатій Горацевич Шиллер. Він вирішив боротьбу одного виду мікроорганізмів проти іншого викликати штучно, в умовах лабораторії, і направляти цю боротьбу з волі людини.

І ось після багатьох експериментів вченому, нарешті, вдалося змусити боротися один з одним види мікробів, які в звичайних природних умовах існують абсолютно мирно. Він змусив, наприклад, нешкідливу картопляну паличку (мікроб, що живе на поверхні картопляних бульб) знищити небезпечного для людського здоров’я стрептокока – збудника гнійних захворювань. У дослідах І. Г. Шиллера дріжджі розчиняли туберкульозну бацилу, в іншому випадку він міг ту ж бацилу зробити переможницею дріжджів. Ці ж мирні дріжджі могли стати найлютішим ворогом збудника тифу і т. д. Як же це сталося?

За допомогою якої «чарівної палички» вдалося вченому впевнено диригувати у світі невидимок, ще недавно вважався «хаосом»? Виявляється, потрібно дуже глибоко знати біологію, умови життя різних видів мікроорганізмів. А потім, зіштовхуючи між собою «мирних» мікробів в певних умовах, домагатися між ними боротьби за існування.

Припустимо, що нам необхідно змусити нешкідливих дріжджів знищити стафілококи. Ми знаємо, що в звичайних умовах дріжджі не вбивають стафілококів, а, навпаки, зростання дріжджів часто заглушається цими бактеріями. Але в той же час ми знаємо, що для нормального життя дріжджі в першу чергу потребують цукор, а потім вже білок. Стафілококам ж необхідні тільки білки. Цим ми і скористаємося.

Подивіться, що станеться, якщо дві чисті культури дріжджів і стафілококів помістити в пробірку з дистильованою водою, в яку доданий цукор. Дріжджі в такому досліді опиняться в більш вигідному становищі, ніж стафілококи. Для дріжджів в якості їжі є цукор. Стафілококи ж цукром харчуватися не можуть, їм потрібен білок. Але де його взяти? Тільки за рахунок тіла дріжджів. Однак впоратися з дріжджами голодні і слабкі стафілококи не в змозі. Для посиленого розмноження дріжджам потрібен білок. І ось вони починають вживати в їжу слабких, нездатних до опору стафілококів. Проходить кілька днів, і в культурі залишаються одні дріжджі, які знищили всіх стафілококів.

Але продовжимо дослід далі. Візьмемо нашу пробірку і помістимо в центрифугу, відділимо дріжджі від рідини. Злив цю рідину в іншу пробірку, помістимо туди свіжу культуру ситих і сильних стафілококів. Виявляється, не пройде й години, як стафілококи зникнуть без залишку. У пробірці знаходиться «зброя», яку дріжджі використовували в боротьбі зі стафілококами. І саме чудове те, що в природних умовах дріжджі таких речовин не виробляють. Незвичайні умови існування змусили цих мирних грибків виробляти «зброю» проти бактерій. Речовини, що вбивають бактерії, І. Г. Шиллер назвав «лізин» (від грецького слова «лізис» – «розчинення»). Це були перші в історії науки антибіотики.

Отже, «чарівною паличкою», використовуваної вченими для перетворення мирних видів мікробів в антагоністів, ворогів є зміна умов їх існування. Користуючись цим методом, можна направити один вид мікробів проти іншого і таким чином отримати антибіотики-лізини. Але для цього потрібно добре, до тонкощів знати умови їх існування, знати, яку їжу, температуру і т. д. потребує даний мікроб.

Як бачимо, «ключ» до управління світом невидимок знайдений. Зараз все ширше і ширше проводяться роботи в цьому напрямку. Деякі вчені зуміли направити нешкідливих мікробів навіть проти клітин ракових пухлин. В одному з дослідів за допомогою лізинів, отриманих від картопляної палички, вдалося вилікувати 29 щурів з 35, заражених раком. Правда, говорити про використання бактеріальних лізинів для лікування ракових захворювань людини ще рано. Поки проводяться досліди на тваринах.

Наука йде вперед семимильними кроками, роблячи іноді величезні скачки. І хто знає, який стрибок готується зараз у тиші мікробіологічних лабораторій! Яку невідому і чудову таємницю відкриє світ невидимок, світ, який людина сприйняла вперше у вигляді «хаосу», а тепер вже знаходить способи управляти його мешканцями!

Але вже з цих дослідів видно, яким потужним засобом у боротьбі з хворобами може стати застосування «дресированих» мікробів. З часом самі важко виліковні хвороби відступлять перед розумом людини, який розкрив секрети життя мікробів. Людство увійде в нову еру – еру, коли будь-яка хвороба стане дуже рідкісним явищем. Так буде колись (принаймні, дуже хотілося б у це вірити).

Автор: Н. Лисогоров.