Страница 12 из 74
У бактерий дурная слава. Всем известно, что они причиняют нам опасные болезни: туберкулез, брюшной тиф, дизентерию, холеру, проказу. Но многие ли знают, что есть и полезные бактерии? Мало даже сказать полезные — просто необходимые нам! Жизнь на Земле была бы невозможна без бактерий.
Бактерии насыщают почву азотом, повышая ее плодородие, образуют и самоё почву, помогают людям заквашивать огурцы, капусту и силос для скота, приготавливать сыры [24] , простоквашу, уксус и льняные ткани. Поселяясь в кишках, они переваривают за нас неудобоваримую пишу. Они же освещают мрачную бездну моря призрачным сиянием живых огней, преобразуя в свет особые вещества, которые находят в «карманных фонариках» глубоководных рыб и кальмаров.
Форма тела у бактерий бывает трех типов: круглая, спиральная и палочковидная.
Круглых бактерий называют кокками: монококками, когда это одиночные шарики, диплококками, когда они двойные, тетракокками, когда соединены вместе четыре шарика, сарцинами — если шариков восемь или больше, стрептококками, когда круглые бактерии образуют цепочку, словно нанизанные на нитку бусинки, и стафилококками, если они громоздятся беспорядочной кучей.
Спиральные бактерии — это вибрионы (тело их лишь слегка изогнуто), спириллы закручены в один или несколько витков, а спирохеты — в тонкие и мелкоизвитые спирали.
Бактерии-палочки образуют две группы: обычных бактерий и бацилл. У первых не бывает спор. Вторые, когда внешние условия неблагоприятны, отделяют внутри своего тела от наполняющей клетку протоплазмы маленький, овальный и блестящий комочек живого белка — спору. (После этого бацилла распадается.) Спора окружена плотной оболочкой, максимально обезвожена и может без вреда для заключенной в ней искорки жизни переносить сокрушительные удары враждебных стихий. Например, давление в 20 тысяч атмосфер! [25] Или космический холод в — 253 градуса! Нагревание до 90, а некоторые споры — и до 140 градусов!
Годами лежит в летаргическом покое этот законсервированный квант жизни, чтобы когда-нибудь потом, попав в условия более благоприятные, пробудиться. Плодиться, плодиться без счета, без меры! — единственная теперь забота вновь возрожденной бациллы.
И хотя размножается она самым примитивным образом — разрывается пополам, — число ее потомков вскоре достигает астрономической величины. Ведь каждая половинка уже через 20–30 минут снова делится надвое и так без конца. Одна кишечная бактерия, например, поселившись у нас в животе, за сутки производит на свет 2 72потомков! Многие из них, слава богу, гибнут, иначе через несколько недель не только наше чрево, но вся планета не вместила бы бесчисленные легионы невидимок: уже через 4–5 дней они наполнили бы до краев все океаны и моря.
Допустим к примеру, что они делятся каждые полчаса. Через час из одной бактерии образуются четыре. К концу второго часа их будет уже 16, к концу третьего — 64. Дальше число их, увеличиваясь в геометрической прогрессии, быстро достигает цифр, которыми помечены столбовые вехи в космосе. Через 15 часов бактерий будет уже около 1 000 000 000, а еще через сутки с небольшим — 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000.
И если даже каждая из них занимает в пространстве не больше одного кубического микрона, то октильон бактерий (а приведенная выше цифра и есть октильон) с трудом удалось бы упаковать в баке высотой, шириной и длиной в километр. Чтобы перевезти такую гору бактерий, потребуется состав из 20 миллионов вагонов!
Конечно, производя эти вычисления, мы предполагали, что ни одна из новорожденных бактерий не умирает, по крайней мере в течение двух первых суток. Но, к счастью, этого никогда не случается: большинство из них погибает. Да и темп деления мы выбрали наиболее оптимальный; далеко не все бактерии размножаются так быстро. Туберкулезные бактерии, например, делятся лишь раз в полтора дня.
Продуценты, консументы, редуценты
Бактерии добывают пищу разными способами. Среди них немало паразитов: они разрушают ткани животных и растений — это возбудители всякого рода заболеваний. Есть и бактерии-автотрофы, то есть сами себя питающие. Эти из неорганических веществ (аммиака, например, углекислого газа и различных солей) создают органические (белки, крахмал) и строят из них свое тело. Энергию, необходимую для преобразований простых веществ в сложные, они извлекают из солнечных лучей. Хемотрофные бактерии питаются тоже углекислым газом и аммиаком, но энергию для изготовления белка добывают, окисляя железо, марганец либо молибден, серу и кремний («грызут», так сказать, камень и металл!).
Много среди бактерий сапробов, которые вызывают гниение белков и других органических веществ, разлагают их на более простые составные части — снова на углекислый газ, например, и аммиак.
Эти бактерии очень полезны. Горы мертвых тел лежали бы повсюду, если бы не бактерии [26] . Они освобождают планету от растений и животных, в которых уже угасла жизнь. Сгнивая (с помощью бактерий), прах трупов возвращается в землю, из которой еще недавно извлекли его в виде почвенных солей корни растений, превратили, добавив еще кое-что; в сахар, клетчатку, белок и жир и отложили в своих листьях, стеблях и семенах. Затем эти готовые уже пищевые концентраты попали в желудок коровы, козы или другого травоядного зверя либо насекомого и птицы. Желудок переварил растительные ткани, кишки их всосали, кровь разнесла по всем клеточкам тела, и там из продуктов, заготовленных растениями, выросли новые ткани животного. А когда животное умерло, гнилостные бактерии снова вернули матери Земле вещества его тела: цикл замкнулся.
Этот великий круговорот веществ — основа жизни на Земле, ее, так сказать, энергетическая база. Все организмы, живя, питаясь и умирая, приводят в движение гигантский «маховик» круговорота жизни и смерти.
У «колеса» — три фазы вращения. В каждой из них роль главного двигателя выполняет особая группа живых созданий. В первой — продуценты, во второй — консументы, в третьей — редуценты. В первой фазе создается органическое вещество из воздуха и солей земли, во второй — оно преобразуется в новые формы, на третьей — вновь возвращается в землю и воздух, распадаясь на несложные части.
Продуценты — у нас растения, только они наделены волшебным хлорофиллом, способным консервировать солнечную энергию в белках, сахарах и жирах, создавая их при блеске Солнца из воды и углекислого газа. Сахар растения растворяют в своих соках, а кислород выделяют в атмосферу (если растение сухопутное) или в воду (если оно водяное). Эти интимнейшие процессы созидания протекают в крупинках хлорофилла, наполняющих все зеленые ткани растений. Энергию, необходимую для синтеза, хлорофилл улавливает из световых лучей, главный поставщик которых на Земле — Солнце.
Поэтому все органические вещества, изготовленные растениями, Климент Аркадьевич Тимирязев называл концентратами солнечной энергии или, попросту говоря, солнечными консервами.
Затем растения преобразуют сахар в разного рода органические кислоты, добавляют к ним азот и другие вещества, добытые из почвы, и создают в своих тканях белки и жиры.
Животные питаются уже готовыми продуктами, синтезированными растениями. Их, животных, называют поэтому консументами — пожирателями.
Животные, кстати сказать, и дышат кислородом, который выделяют при фотосинтезе растения. Когда-то, на заре жизни, до того, как разрослись на Земле леса, в атмосфере почти не было кислорода, и на планете, надо полагать, тогда очень трудно дышалось. Это растения напустили под голубой купол животворный газ. Они и сейчас продолжают пополнять его запасы в небесах. Поэтому ночью (в темноте) хлорофилл не работает, кислорода в воздухе меньше, а углекислого газа больше, чем днем.
24
Насколько деятельное участие принимают бактерии в сыроварении, показывает следующий факт: в одном грамме только что приготовленного сыра можно насчитать до 33 миллионов, а в сырной корочке — даже 150 миллиардов бактерий.
25
Бактерии, не образуя спор, переносят давления лишь до 6 тысяч атмосфер.
26
Подсчитали, что если бы кости зверей, обитавших на Земле в ледниковый период и позже, не сгнили бы, они покрыли бы сушу сплошным слоем толщиной в полтора-два метра.