– Жаль, а то мне тут начало нравиться, можно в прятки играть. Интересно, кто водится под такими зарослями плесени. Наверное, какие-нибудь бактерии-норушки.
– Нет, бактерии очень не любят вещества, которые выделяет плесень. И это имеет огромное значение для человечества. Запускаю времяскок. Чтобы узнать, как плесень стала служить человеку, мы отправляемся в Лондон, 28 сентября 1928 года. Вперёд!
– Теперь мы точно не в микромире. Наверняка в кабинете учёного. Вокруг шкафы с книгами, пробирки, колбы, банки, трубочки, пипетки, чайные чашки и какие-то странные стеклянные блюдца, газеты, фантики… Это не очень аккуратный учёный, кажется.
– Что есть, то есть. Зато очень внимательный. А вот и он.
– Дяденька с чемоданом и в плаще. Наверное, в поездке был.
– Именно так, ездил с семьёй в отпуск. Его зовут Александр Флеминг, он микробиолог и много лет изучает способы борьбы с инфекционными заболеваниями.
Александр Флеминг
– Посмотрел Флеминг на этот беспорядок, сел на стул и вздохнул горестно. Видимо, тут вечеринка была перед отъездом, а теперь остатки еды засохли, и придётся всё отскребать и мыть.
Золотистый стафилококк
– Тут, Чевостик, в основном лабораторная посуда, с помощью которой Флеминг изучает бактерию золотистый стафилококк. А эти стеклянные блюдца вовсе не чайные, это так называемые чашки Петри, их изобрёл немецкий учёный Юлиус Петри в 1877 году. До этого бактерий разводили в питательном бульоне, а оттуда, сам видел, выудить нужную бактерию сложно, тем более если их там живёт много разновидностей. Петри догадался, что нужный вид бактерий можно разводить на густой питательной смеси, размазанной по донышку плоской круглой чашки, закрывая её сверху чашкой побольше. Благодаря этому изобретению учёные смогли разводить именно тех бактерий, какие им нужны. Мало того, стало возможно различать разновидности бактерий невооружённым взглядом по форме и цвету колоний в чашке. Так можно разводить многих бактерий, хотя и не все. Некоторые умельцы способны даже рисовать бактериями – расселять их в чашке Петри так, чтобы выросшие колонии образовали картинку. И одним из первых таких художников был Флеминг.
Чашка Петри – круглая и плоская лабораторная посуда для хранения и исследования образцов.
– Смотри, дядя Кузя, кажется, Флеминг нашёл набросок какой-то своей картины в чашке Петри. Он её с открытым ртом рассматривает, наверное, сейчас возьмёт кисть и завершит шедевр.
– Всё гораздо серьёзней. Это он, Чевочка, совершает одно из важнейших открытий ХХ века. Дело в том, что в чашке с колониями стафилококка завелась ещё и плесень. Может, её споры ветром принесло, а может, она сюда с несвежим сэндвичем попала. Но в любом случае там, где в чашке выросла плесень, стафилококки вымерли. Так происходит, потому что в мире микробов далеко не все друзья-симбионты. Многие существа, наоборот, вступают в борьбу, используя специальные вещества. Вещества, вырабатываемые некоторыми грибами и бактериями, чтобы подавить развитие других бактерий, называют антибиотиками. В чашке у Флеминга поселился плесневой грибок пеницилл, очень далёкий родственник мукора, со спороносными кисточками вместо шариков на ножках и гифами, разделёнными на отдельные клетки. Этот грибок вырабатывает антибиотик пенициллин. Прошло ещё немало лет, прежде чем учёные нашли способы изготавливать пенициллин в больших количествах, но тогда он произвёл настоящую революцию в медицине. Благодаря этому антибиотику миллионы безнадёжных больных смогли избавиться от непрошеных бактерий.
Пенициллин
– И вирусов?
– Нет. Антибиотики нарушают жизненные процессы именно у бактерий, против вирусов они совершенно бесполезны, но многие люди этого не понимают. Они пытаются лечить антибиотиками болезни, при которых эти мощные лекарства бессильны.
– А нельзя наесться антибиотиков заранее, на всякий случай?
– От этого будет большой вред, Чевостик. Так ты изведёшь и полезные бактерии в своём организме. Кроме того, среди болезнетворных бактерий, которых травят антибиотиками, время от времени появляются такие, на которых антибиотик действует меньше, чем на их соседей, и поэтому они выживают. Представляешь, что будет, если эти нечувствительные к антибиотикам бактерии займут место чувствительных соседей?
– Антибиотик перестанет помогать…
– Именно. Уже сейчас многие антибиотики бесполезны против бактерий, потому что люди принимали их неправильно, бесконтрольно давали животным на фермах, добавляли в чистящие средства. Вот и пенициллин Флеминга в наши дни мало чем может помочь больным.
– Какой ужас! А есть другие вещества, которые убивают бактерий?
– К счастью, пока ещё есть. Их выделяют многие растения: чеснок, лук, сосна, берёза, эвкалипт и другие. Эти вещества называются фитонцидами. Да и в организме человека и животных, кроме знакомых тебе антител, вырабатывается особое вещество лизоцим, растворяющее клетки бактерий. Лизоцим – белок, который содержится в слюне, слезах, носовой слизи. Его тоже открыл Александр Флеминг в 1921 году. Ходили слухи, что он просто удачно чихнул на чашку Петри. За научные труды в 1944 году его даже посвятили в рыцари.
– Вот, дядя Кузя, ты сам видишь, какое большое значение имеет творческий беспорядок для науки, медицины и рыцарства.
– Ну нет, Чевостик. Антибиотики уже изобретены, и прока от беспорядка в твоей комнате не будет, давно пора там прибрать. Смотри, будущий сэр Александр Флеминг уже перерыл всю посуду в поисках плесени и записывает наблюдения в блокнот. Похоже, ему снова не до уборки. А нам пора побывать на природе, ведь большая часть микроорганизмов живёт именно там, а не в простокваше и чашках Петри. Запускаю времяскок. Подмосковье, наши дни, большая тёплая лужа. Вперёд!
Задание
Попробуй нарисовать картину бактериями, как Флеминг. Конечно, настоящие бактерии могут быть опасны, вместо этого просто вырежем из цветной бумаги разные их виды: палочки, спиральки, кружочки и прямоугольники. Получится создать узор или картинку из таких деталек?
Такие разные микроорганизмы. Где обитают инфузории, археи и цианобактерии
– Когда ты микроскопический, любая лужа для тебя – море! Дядя Кузя, а тут водятся инфузории или акулы?
– Акул нет, а вот инфузорий полно и в толще воды, и на дне. Но мы успеем удрать, если они на нас нападут. Смотри, слева проплыла большая, похожая на мохнатого кашалота инфузория-бурсария, а вокруг – стайка инфузорий-туфелек, они носятся, как дельфины, только из воды не выпрыгивают.
– Действительно туфельки, будто у кого-то кеды сбежали. Не догонишь!
– Зато другие инфузории, например инфузория-трубач, сидят, прикрепившись ко дну стебельками, ползают по дну или роются в нём.
– Всё как в мире настоящих животных. Здесь живут только инфузории?
– Нет, по дну, как осьминоги, ползают амёбы, ощупывая всё вокруг мягкими текучими ножками, резвятся похожие на усатых букашек жгутиконосцы – эвглены и бодо. Всё это простейшие эукариоты, одноклеточные родственники животных и растений. Но самые важные обитатели этой лужи – цианобактерии, ещё их называют сине-зелёными водорослями, хотя настоящим водорослям они очень далёкие родственники.
Амёбы – простейшие одноклеточные, родственные животным.
– Важные, потому что красивого цвета?
– Важные, потому что им люди должны быть за многое благодарны. До этого мы сталкивались только с бактериями, которые перерабатывают то, что создали животные, грибы и растения, например молоко и сено, где содержатся питательные вещества – сахара, жиры и белки. Но животные и грибы ведь живут тоже только за счёт растений: если корова Звёздочка не поест травы, то не будет ни молока для телят и людей, ни еды для её приручённых бактерий. Если в поле не вырастет пшеница, то не будет корочки хлеба, где поселится плесень. А вот растения обходятся своими силами, они берут энергию из солнечного света. Этот процесс называют фотосинтезом. И с помощью этой энергии они из углекислого газа, воды и небольшого количества минералов создают вещества для постройки своих стеблей, листьев и плодов.
Фотосинтез
– То есть растения заготавливают энергию солнечного света, как люди квасят капусту.
– Почти, но это ещё половина дела. Во время фотосинтеза растения выделяют кислород, который нужен для дыхания большинству живых организмов, кроме некоторых бактерий вроде противных клостридий. Но знакомые нам всем растения, такие как деревья и травы, были не первыми на Земле, кто научился использовать энергию Солнца. До них это делали водоросли, и самыми первыми были цианобактерии.
– И что, коровкам приходилось залезать в лужи, чтобы поесть цианобактерий и подышать?
– Тогда, Чевостик, в мире, кроме прокариот, никто не жил. А цианобактерии только и делали, что росли на дне водоёмов и выделяли кислород, оттуда он попадал в воздух. И только после этого смогли появиться остальные организмы. Сначала существа вроде амёб и плесени, а потом – большие животные и растения. В растениях, кстати, полно потомков цианобактерий. В каждой зелёной клеточке растения находятся особые органеллы – хлоропласты, которые захватывают энергию Солнца. Так вот, хлоропласты произошли от живших на воле цианобактерий.
– Значит, цианобактерии вокруг нас повсюду!
– Да, практически. Те из них, кто остался жить в прудах и лужах, обычно похожи на шарики и короткие палочки. Но некоторые собираются в колонии и образуют длинные нити или шары, например так делает цианобактерия носток. Окаменевшие слоистые колонии цианобактерий из древних морей называются строматолитами, они похожи на коралловые рифы, но появились задолго до кораллов. Да и сейчас их можно увидеть в солёных лагунах, где, кроме цианобактерий-строителей, почти никто не живёт.