Микробы морских глубин
М. И. Гольдин, доктор биологических наук. Рис. И. Афанасьевой
Изучение микрофлоры мирового океана задача исключительной трудности.
Среди работ, удостоенных 1960 году Ленинской премии, — книга профессора А. Е. Крисса «Морская микробиология (глубоководная)». О проблемах, поднятых в этом труде, об исследования морских глубин, проведенных A. Е. Криссом и его сотрудниками, рассказывает эта статья.
Первые шаги
В 1906 году на пароходе «Андрей Первозванный» известный русский ученый Борис Лаврентьевич Исаченко отправился в далекое плавание, чтобы исследовать микробы, населяющие моря и океаны. Много вопросов хотелось решить пытливому исследователю. Ведь в ту пору даже не было известно, существуют ли бактерии в студеных водах Ледовитого океана.
В своем труде «Исследования над бактериями Северного Ледовитого океана», опубликованном лишь через 8 лет после завершения экспедиции, он писал: «Ясно было, что одним рейсом одного года достичь многого нельзя. Сознавалась обязательность вторичного исследования, чтобы составить более вероятные представления о постоянстве распределения бактерии по известным течениям и о постоянстве протекающих в них процессов. Но исполнить это условие, столь необходимое для точности работы, не пришлось — экспедиция прекратила свое существование».
И каким контрастом звучат слова того же ученого три десятилетия спустя!
В 1937 году в статье «Микробиологические исследования морей СССР» академик Б. Л. Исаченко писал: «Изучение микробиологии моря приняло в СССР широкие размеры, которых мы не видим в других государствах. Исследования в Черном море 1890 — 1891 гг. Андрусова, Зелинского, Лебединцева и др. впервые дали ясные доказательства значения микроорганизмов в биологии водоемов... Но развитие последовательной деятельности почти во всех морях, омывающих Союз, получило яркое и планомерное выражение только при Советском правительстве».
В 1946 году Институтом микробиологии Академии наук СССР вместе с Севастопольской станцией были организованы микробиологические исследования в глубоководных областях различных морей и океанов. До этого микробиологические изыскания проводились преимущественно в поверхностных слоях и прибрежных районах. Коллектив микробиологов, возглавляемый профессором А. Е. Криссом, смело и оперативно взялся за изучение микроорганизмов всей водной толщи и грунтов морей и океанов.
А Е. Крисс многие годы был сухопутным исследователем, но, включившись в работу отдела, руководимого в свое время академиком Б. Л Исаченко, постепенно перевоплотился в естествоиспытателя-мореплавателя. Он стал отважным «морским охотником» за бесконечно малыми существами — микробами, роль которых в жизни водоемов так же велика, как и на суше.
В необычных условиях
Изучение микрофлоры мирового океана задача исключительной трудности. Возьмем, например, такую проблему: учет численности ничтожно малых существ, величиною в тысячные доли миллиметра, на различных глубинах.
При благоприятных условиях представителя наиболее распространенных микроорганизмов бактерии — каждые 30—60 минут делятся пополам, и, следовательно, их число за этот короткий срок может удваиваться. Правда, в плавучем научно-исследовательском институте, каким является экспедиционное судно «Витязь», есть прекрасно оборудованная микробиологическая лаборатория. Но и при этих условиях получить точный оттиск плотности микробного населения и микробиологических процессов, происходящих в водной толще, очень и очень сложно.
К тому же на корабле покачивает, а нередко и очень основательно. Были случаи, когда еще неопытные участники экспедиции до того укачивались, выполняя заданную программу работ, что их приходилось срочно списывать на берег. Ведь в университете биологов не учили пройтись этаким морским волком по весьма неспокойной палубе с хрупкой аппаратурой в руках или часами, раскачиваясь, точно на качелях, просиживать за микроскопом. Но ко всему этому в конце концов можно привыкнуть. Сложнее преодолеть другие трудности. В воздухе, на поверхности аппаратуры — везде и всюду множество всяких микробов. Нужно найти такие методы и способы взятия пробы для анализов, чтобы действительно определить микробное население тех мест, которые подлежат исследованию, и не захватить обитателей верхних слоев моря и из воздуха. Здесь требуется не только ювелирная тонкость специальной техники, необычайно строгий режим лабораторной работы, но и талант экспериментатора. Эту задачу в значительной мере решил коллектив микробиологов, возглавляемый профессором А. Е. Криссом. В его фундаментальной книге, опубликованной в 1959 году, «Морская микробиология (глубоководная)» шаг за шагом прослеживается малейшая возможность занесения микробов в пробу извне. Так, например, кран батометра, канал которого не промывается морской водой, так как он закрыт во время спуска прибора, должен быть тщательно обработан пламенем. Вместе с тем сильное трение стенок батометра о воду препятствует прикреплению к ним бактерий и попаданию их таким путем в более глубоко расположенные слои воды. Это только два примера, а их можно привести десятки.
В результате строгого, пунктуального учета всех этих требований были проведены исключительно ценные опыты, достигнуты оригинальные результаты, выдвинуты смелые и весьма интересные гипотезы.
Микробы подо льдами
Успехи в деятельности профессора Крисса определялись, конечно, не только высокими требованиями к лабораторным работам. «Стало реальностью, — пишет Анатолий Евсеевич, то, что еще не так давно казалось несбыточной мечтой, проведение микробиологических исследований в Центральном Полярном бассейне, и в частности в районе Северного полюса. Небывалые возможности для микробиологических исследований в Центральной Арктике открылись с организацией дрейфующих станций». Теперь были все условия, чтобы ответить на вопрос: существует ли бактериальная жизнь в Центральной Арктике, в глубинах Северного Ледовитого океана, под многолетними паковыми льдами?
Полет на Северный полюс, работа на дрейфующей станции, да еще перед окончанием дрейфа, нередко сопряжены с непредвиденными опасностями. Но профессора Крисса это не смущало. Он охотно разделял все невзгоды и трудности, которые выпадали на долю мужественных жителей научных дрейфующих станций. В 1954 году ученый совершил два полета на станцию «Северный полюс-3», в 1955 году проводил исследования на станциях «Северный полюс-3» и «Северный полюс-5».
В 1956 году работа велась в районе полюса относительной недоступности. Плоские чашки с питательной средой для микроорганизмов и со специальными фильтрами, через которые пропускались пробы исследуемой воды, помещались в особые металлические коробки. Коробки подвешивались к куполу палатки, где все время поддерживается температура 25—27 градусов тепла. В этом своеобразном инкубаторе проращивались отдельные клетки микробов. Размножаясь, они образовывали многочисленное потомство колонию, видимую невооруженным глазом. По числу образовавшихся колоний микробиологи судят о количестве микробов в данном образце. И вот, точно на проявляемой фотопластинке, на фильтрах с образцами воды, взятых из разных глубин, стали появляться одна, две, десятки и даже сотни колоний.
В отдельных пробах, извлеченных из океана в Центральной Арктике с глубины 3 700 метров, было обнаружено на литр воды 140 бактерий, а с глубины 200 метров — 3 045 бактерий. В воде, взятой с глубины 100, 250 метров, и в иле, поднятом с глубины 3 450 метров, были найдены не только бактерии, но и дрожжи, образовавшие белые и розовые колонии.
Итак, «доказательства», что микроорганизмы действительно существуют в Центральной Арктике, в глубинах Северного Ледовитого океана под многолетними паковыми льдами, со всей очевидностью вырастали на плоских чашках микробиологов, подобно грибам после хорошего летнего дождя.
Необычная перепись
Масштабы исследований, проведенных профессором Криссом в течение двенадцати лет, весьма внушительны. Он с помощью немногочисленного коллектива произвел своеобразную перепись микробного населения морей Северного Ледовитого океана, Охотского, Гренландского и других вод Центральной Арктики, Тихого и Индийского океанов, Черного и Каспийского морей. Учеными-микробиологами были впервые обследованы глубочайшие впадины Тихого океана.
В книге «Морская микробиология», являющейся стройной летописью увлекательных экспедиций, приведен ценнейший фактический материал о количественном содержании и о видовом составе микроорганизмов на различных глубинах океанической толщи от поверхности до дна. В ней подробно описаны закономерности распространения микроорганизмов в разных географических зонах мирового океана.
Читайте в любое время
