Преимущество стрептомицина заключается также в его большой стойкости к нагреванию по сравнению с пенициллином. Он почти не ядовит для человеческого организма. Так же, как и пенициллин, стрептомицин нерационально вводить через рот, так как эти препараты плохо всасываются кишечником и, следовательно, выводятся из организма.
К настоящему времени получены активные антибиотические препараты против многих заразных заболеваний, вызываемых бактериями. Остаётся, однако, важная группа заразных болезней, которых мы не умеем еще лечить антибиотиками. Это обширная группа заболеваний, вызываемых фильтрующимися вирусами. Только на некоторые наиболее крупные вирусы и риккетсии — возбудители сыпного тифа — действуют антибиотики, недавно выделенные из актиномицетов — хлоромицетин и ауреомицин. Эти антибиотики подавляют развитие риккетсий, а также вирусных возбудителей заболевания, называемого попугайной болезнью (пситтакоз) и пахового лимфогранулематоза. Помимо этого, хлоромицетин и ауреомицин эффективны и против ряда заболеваний, вызываемых бактериями; оба эти препарата хорошо всасываются в организм через кишечник, что значительно облегчает их терапевтическое применение. В настоящее время производится широкое изучение лечебного действия этих препаратов.
Очень интересное явление в учении об антибиотиках открыл советский биолог Б. П. Токин. Воздействуя на некоторых микробов (простейшие, бактерии) измельчёнными частями луковицы растений, особенно чеснока и лука, а также частями листьев и других органов растений, Токин наблюдал угнетение микробов и даже их гибель. Опыты Токина дали толчок врачам применять измельчённые части растений в хирургической и терапевтической практике для подавления роста болезнетворных микробов. Вещества, содержащиеся в растениях и подавляющие действие бактерий, были названы Токиным фитонцидами.
Антибиотикам микробного происхождения предстоит большое будущее в медицине. Нет сомнения, что ближайшие годы принесут ещё много открытий в этой области и обогатят арсенал лекарственных средств новыми эффективными препаратами против различных, в том числе и вирусных заболеваний. Но антибиотики могут быть использованы не только в деле лечения человека и животных. Они могут помочь нам и в лечении грибковых и бактериальных заболеваний ценных сельскохозяйственных растений. Возможно, что антибиотики окажутся ценными средствами, предохраняющими от порчи пищевые продукты, консервированные изделия и различные материалы. Учение об антибиотиках — новая увлекательная область исследования, основы которой заложены трудами знаменитого русского учёного И. И. Мечникова. Эта область открывает широкие просторы для учёных и практиков в борьбе с микробами, вызывающими у людей, животных и растений опасные заболевания.
9. Микробы меняют облик земли
«Всюду и везде на поверхности земли мы встречаем жизнь, всюду и везде больше биллиона лет без перерыва идёт её химическая работа», — писал известный советский геолог академик В. И. Вернадский, создатель новой науки — «биогеохимии» — науки о роли живых существ в химических превращениях нашей планеты.
Область жизни — биосфера, являющаяся поверхностной оболочкой земли, по Вернадскому, охватывает площадь в 5,1 · 108 квадратных километров; она поднимается более чем на 10 километров в газовую оболочку планеты, проникает в океаны в среднем на 3,7 километра, а в некоторых местах и до 10 километров. Жизнь охватывает всю сушу от высочайших вершин, почти в 8 километров, до глубочайших низин; по трещинам и пустотам она идёт вглубь местами больше чем на 1 километр.
Хотя содержание живой материи в общей массе земной коры сравнительно ничтожно и не превышает 1/2000 процента, масштабы совершаемых ею превращений поверхностного вещества нашей планеты грандиозны. Можно смело сказать, что живая материя является одним из могущественных факторов переделки всего лика нашей земли.
Огромна роль человека в этих превращениях. Это особенно ярко проявляется в нашей стране, в условиях социалистического общества, где великие стройки коммунизма в небывало короткие сроки превращают тысячи квадратных километров пустынь в цветущие поля и сады, где по воле партии Ленина — Сталина переделывается географическая карта нашей необъятной родины.
Велика роль животных и растений в обмене веществ на земле. Мельчайшие из известных нам живых существ — микробы — оказывают огромное влияние на изменения земной коры. Эти древнейшие живые существа ведут свою гигантскую, но мало заметную работу по разрушению одних горных пород, минералов и руд и образованию других. Микробы являются мощным геологическим фактором, изменяющим состав и строение поверхностного слоя земной коры, называемого биосферой.
Нас не должен удивлять сам факт возможности огромных превращений, осуществляемых этими мельчайшими организмами. Вспомним, что их малая величина компенсируется невероятной быстротой размножения и лёгкой приспособляемостью к разнообразным условиям существования. Мы уже знаем, какие изменения могут производить микробы в почве, в бродящих жидкостях. Мы знаем уже, с какой огромной быстротой могут накопляться микробы в подходящих для них условиях. При средней скорости деления в 23 минуты, что составляет 63–64 поколения в сутки, бактерии, по вычислениям академика Вернадского, могли бы, при отсутствии препятствий во внешней среде, в течение суток покрыть тонким однослойным покровом поверхность земного шара, «которую травы и насекомые одолели бы в течение ряда лет».
Другой особенностью микробов, позволяющей им осуществлять огромные по масштабам превращения, является то, что для выработки энергии, расходуемой на построение их тела, микробы должны перерабатывать количества вещества, в сотни и тысячи раз превышающие их вес. Так, например, железобактерии, о которых мы подробнее будем говорить ниже, для построения 1 грамма своего тела должны переработать 464 грамма углекислой закиси железа. Нитрозные бактерии для получения энергии, необходимой для восстановления 1,5 грамма углекислоты, превращаемой в вещество своего тела, окисляют около 20 граммов аммиака и образуют при этом 56 граммов азотистой кислоты, а сопутствующие им нитратные бактерии на каждый грамм построенных органических веществ окисляют 72 грамма азотистой кислоты, образуя 96 граммов азотной.
В чём же проявляется эта большая активность микробов?
Обратимся, прежде всего, к их разрушительной деятельности. Казалось бы, что могут сделать микробы с такой прочной породой, как гранит, состоящей, как известно, из зёрен кварца, полевого шпата и листочков слюды? Чем будут питаться микробы на поверхности обнажённых безлюдных гранитных скал, каких много на Кавказе, в Западном Памире, скал, которые лишь изредка смачиваются лишённой органических веществ снеговой водой?
Между тем, именно на таких обнажённых скалах, находящихся на высоте 3000–4000 метров над уровнем моря, на самой поверхности гранита часто виднеются какие-то странные чёрные натёки. По данным профессора Таусона, они состоят из подсохших сине-зелёных водорослей и бактерий. Клетки этих водорослей окружены разбухшей слизистой капсулой, состоящей из углеродистых соединений; самое же интересное то, что в этой капсуле залегает множество бактерий, принадлежащих к группе уже известных нам азотфиксирующих бактерий — в основном азотобактера, использующего свободный азот атмосферы. Теперь становится понятным, почему такое тесное содружество двух микробов может развиваться на поверхности среды, совершенно лишённой основных источников образования органических веществ — азота и углерода: сине-зелёная водоросль, как и другие зелёные растения, способна образовывать углеродсодержащие соединения, усваивая на свету углекислоту воздуха. Но, кроме углеродистых соединений, водоросль нуждается и в азотистых соединениях, которых нет на обнажённых скалах. Водоросль и получает эти соединения от азотобактера, способного связывать атмосферный азот. Часть построенных им азотистых соединений азотобактер выделяет в капсулу водоросли. В свою очередь азотобактер без водоросли не смог бы развиваться на голой скале, так как, кроме азота воздуха, он нуждается еще в сложных углеродистых соединениях. Микроб получает их, питаясь веществом слизистых капсул водоросли.
Таким образом, только совместная жизнедеятельность двух микроорганизмов — их теснейший симбиоз — даёт им возможность развиваться на голой гранитной скале при полном отсутствии
