Бактерии и растения

Первым наблюдал изменения в растительных тканях под влиянием бактерий русский ученый М. С. Воронин в 1866 г. Он подробно описал вызванное бактериями образование клубень­ков на корнях люпина. В чистых культурах клубеньковые бак­терии были получены только в 1888 г. М. Бейеринком. С тех пор и до наших дней исследования симбиоза клубеньковых бакте­рий с бобовыми растениями представляют одну из наиболее интенсивно разрабатываемых областей общей микробиологии.

Зачинателем исследований бактерий, паразитирующих на растениях, фитопатогенных бактерий, явился американский уче­ный Эрвин Смит, опубликовавший в 1895 г. крупную работу о бактериальном увядании тыквенных. В дальнейшем появились серии работ Э. Смита и его учеников, посвященные бактериаль­ным болезням растений, а в 1920г. Э. Смитом была опублико­вана первая монография о бактериозах растений. Имя Эрвина Смита увековечено в названии рода бактерий, включающего много фитопатогенных видов, Erwinia.

В русской бактериологии первая работа, посвященная фито-патогенным бактериям, была опубликована в 1889 г. Г. А. Над-соном, а в начале нашего века специалистом в этой области И. Л. Сербиновым впервые было проведено систематическое изучение бактериальных болезней растений в России. В 1935 г. появилась большая монография А. А. Ячевского «Бактериозы растений».

Широкий круг вопросов, связанных с изучением характера взаимоотношений разнообразных почвенных микроорганизмов с высшими растениями, был исследован Н. А. Красильниковым.

Результаты многолетней работы были обобщены им в 1958 г. в монографии «Микроорганизмы почвы и высшие растения».

В послевоенный период исследования фитопатогенных бак­терий в нашей стране велись под руководством М. В. Горленко, В. П. Израильского. В наши дни одним из центров по изуче­нию фитопатогенных бактерий является Институт микробиоло­гии и вирусологии им. Д. К. Заболотного АН УССР в Киеве.

Бактерии и животные

Открытие бактерий—возбудителей инфекционных болезней, в конце прошлого столетия дало мощный толчок бурному развитию микробиологии как медицинской, так и ветеринарной. История развития медицинской микробиологии описана в мно­гочисленных научных и научно-популярных изданиях. В послед­ние годы большое внимание уделяется изучению болезнетвор­ных бактерий. В медицинской бактериологии под экологически­ми исследованиями обычно понимают изучение механизмов, при помощи которых патогенный вид выживает в природе.

Менее интенсивно велись исследования симбиотических свя­зей бактерий с животными. Тем не менее постепенно накапли­вались данные, свидетельствующие о широком распространении бактерий-симбионтов животных—прежде всего простейших и членистоногих.

В конце прошлого века многие исследователи наблюдали бактериоподобные образования — бактероиды, находящиеся в клетках определенных частей тела некоторых насекомых. От­сутствие адекватных методов изучения и представлений о воз­можных формах симбиозов такого рода не позволило прийти тогда к окончательному выводу о бактериальной природе этих тел, и их часто рассматривали в качестве продуктов жизнедея­тельности насекомого. Однако еще в 1887 г. немецкий исследо­ватель Ф. Блохманн описал бактериоподобные тела в клетках жирового тела и в ооцитах таракана. Он предположил, что это симбиотические бактерии, приносящие пользу хозяину. Более убедительно бактериальная природа этих тел была доказана в 1906 г. работами Л. Мерциера. Вскоре, в 1909 г., итальянский зоолог Л. Петри опубликовал подробное описание развития бактерий-симбионтов в организме масличной мухи Dacus oleae Gmel., а начиная с 1910—1911 г. были развернуты фун­даментальные исследования симбионтов насекомых группой итальянских исследователей под руководством У. Пьерантони и немецким ученым П. Бухнером, монография которого, издан­ная в 1960 г. на английском языке, до сих пор остается основ­ной классической сводкой по данному вопросу.

Сейчас при исследовании симбионтов членистоногих используют методы электронной микроскопии, что позволило выяснить детали строения этих бактерий на разных стадиях их жизнен­ного цикла. Вместе с тем физиологические и биохимические свойства симбионтов насекомых еще мало понятны, поскольку уги бактерии не растут на лабораторных питательных средах вне организма хозяина.

В 1890 г. ученик И. И. Мечникова доктор В. М. Хавкин опи­сал бактерии, развивающиеся в клетках инфузории парамеции. В дальнейшем появились только отдельные сообщения о бакте­риях-симбионтах различных простейших. Интерес к изучению бактерий-симбионтов в последние годы заметно возрос. Так, ха­рактерно, что в издании определителя бактерий Берги 1984 г. целая глава посвящена симбионтам насекомых и простейших, тогда как в предыдущем издании 1974 г. симбионты простей­ших были лишь вскользь упомянуты. В Западном Берлине од­ним из ведущих современных исследователей симбиотических бактерий В. Швеммлером даже организовано международное общество эндоцитобиологов, объединяющее ученых, интересую­щихся внутриклеточными симбионтами различных организмов.

Современный интерес к внутриклеточному симбиозу бакте­рий в значительной степени определяется популярностью гипо­тезы симбиогенеза, в соответствии с которой эукариотическая клетка возникла как симбиотический комплекс, образованный несколькими прокариотами. Эта гипотеза возникла в нашей стра­не. Русский ботаник К. С. Мережковский (1855—1921) в 1905 г. предположил, что основные клеточные органеллы обра­зовались путем внутриклеточного симбиоза. В 1909 г. он ввел термин «симбиогенез», означающий происхождение организмов путем комбинации или соединения двух или многих существ, вступающих в симбиоз. Ботаник А. С. Фаминцын (1835—1918) в 1907 г. писал, что усложнение организации и функции орга­низмов в процессе эволюции может осуществляться и благода­ря симбиотическому соединению самостоятельных организмов. Гипотеза симбиогенеза была выдвинута на основе умозритель­ных соображений и сразу же была подвергнута суровой крити­ке, также основанной на отвлеченных предположениях. Лишь отдельные ученые относились к гипотезе симбиогенеза серьезно. К их числу принадлежал Б. М. Козо-Полянский, опубликовав­ший в 1924 г. книгу «Новый принцип биологии. Очерк теории симбиогенеза», где эта идея получила дальнейшее развитие. Од­нако только во второй половине нашего столетия в связи с раз­витием молекулярной биологии и генетики гипотеза симбиоге­неза приобрела множество сторонников. Было обнаружено существенное сходство многих структурных и функциональным макромолекулярных особенностей клеточных органелл и бактерий. Наиболее настойчивым пропагандистом идей симбиогенеза в наши дни является американская исследовательница» Л. Маргелис, перевод одной из ее книг «Рольсимбиогенеза в эволюции клетки» был опубликован у нас в 1983г. Но следует иметь виду, что и сейчас идея симбиогенеза остается гипотезой.