– В мире микроорганизмов можно провести всю жизнь.
– Но этот мир не везде такой удобный и приятный, как эта лужа. Сейчас я покажу такое место, где скафандры нам особенно пригодятся. Запускаю времяскок. Наши дни, Калифорнийский залив Тихого океана, глубина – 2000 м.
– Ого! Вокруг тьма непроглядная, и в ней тучи клубятся. Здесь так неуютно…
– Сейчас мы находимся у стенки чёрного курильщика – глубоководного горячего источника. В этом месте ко дну снизу подходит магма, которая разогревает воду до такой температуры, что на поверхности моря она бы закипела, но здесь ей это не даёт сделать огромное давление. Вода, которая вырывается из недр Земли, насыщена растворёнными минералами, поэтому она мутная и со стороны похожа на дым. Минералы оседают на дно и образуют огромные трубы высотой в десятки метров. Звучит жутко, но даже здесь кипит жизнь. Трубы обрастают ракушками и сидячими червями, которые кормятся за счёт бактерий, научившихся использовать энергию, заключённую в химических веществах, выпускаемых курильщиками. Такой способ получения энергии называется хемосинтезом.
– Как же они здесь не сварились, бедняги?
– Для них главное – найти такую норку или уступ, где не очень жарко, но есть еда. Но нам нужны вот эти микроорганизмы, похожие на палочки.
– Почти как клостридии, только ещё длиннее.
– Похожи, да не совсем. Знакомься, этот микроорганизм называется метанопирусом. Он относится к группе прокариот, которых называют археями, или архебактериями. В переводе это значит «древнейшие». Долгое время учёные не различали архей и бактерий, потому что они похожи по форме. Но когда изучили их мембраны, нуклеиновые кислоты и обмен веществ, оказалось, что археи образуют собственное царство живой природы. Во многом они так же далеки от настоящих бактерий, как бактерии от людей. И встречаются они даже в самых суровых уголках Земли. К археям относятся наиболее выносливые микроорганизмы. Некоторые из них не просто выносят жару, но не могут без неё жить, и метанопирус – рекордсмен в этом, некоторые его разновидности выживают при 120℃ и высоком давлении.
– Значит, если я захочу его завести дома, то вместо аквариума мне понадобится скороварка!
– Точно. А если скороварку выключить, то метанопирусу это не понравится. Другие археи выживают в крепких рассолах, у одной из таких архей необычные квадратные клетки, её так и зовут – галоквадратум. Впрочем, и среди бактерий есть такие, что могут посоперничать с археями в смысле выносливости. Например, бактерия дейнококк выживает в системах охлаждения ядерных реакторов, где не только очень жарко, но ещё и опасно для всех других организмов из-за сильной радиации. Некоторые бактерии и археи обитают глубоко в толще горных пород, в километрах под поверхностью Земли! А споры микроорганизмов заносит ветром высоко в атмосферу, к облакам.
– И что же, дядя Кузя, все археи живут в таких странных местах?
– Нет, Чевостик, большинство из них обитает в водах океанов. Есть и такие, которые вместе с обычными бактериями селятся в кишечнике животных и человека, но не вызывают болезней. Кстати, в хозяйстве от архей тоже бывает польза, некоторые из них вырабатывают газ метан – удобное, ценное топливо.
– Ха-ха. Значит, люди никогда не бывают одиноки, с ними всегда рядом товарищи из нескольких царств: бактерии, археи, вирусы. Скажи, дядя Кузя, а как изучают вирусы и микробов без времяскока? Ведь ещё надо было догадаться, что они существуют.
– Хороший вопрос, Чевостик. Мы точно знаем, как это произошло. Одному человеку удалось первым увидеть самых разных микроскопических существ, от бактерий до инфузорий. Давай посмотрим, как это вышло. Настраиваю времяскок, Нидерланды, город Делфт, 1677 год.
Задание
На свете столько памятников, а вот памятника цианобактерии, давшей нам кислород и жизнь, ещё нет. Как бы он выглядел? Попробуй слепить такой из пластилина или сделать из подручных материалов.
Анималькули под микроскопом. Как Антони ван Левенгук открыл микроорганизмы
– Дядя Кузя, мы постоянно в какие-то странные места попадаем. Вижу, дяденька с длиннющими кудрями и в халате сидит ковыряет в зубах. Даже неудобно смотреть.
– Подожди, Чевостик, мы сейчас наблюдаем за важным моментом в истории микробиологии. Этот человек носит парик и одежду по моде своего времени. А зовут его Антони ван Левенгук.
Антони ван Левенгук
– Он большой учёный, как Пастер?
– Левенгук – не профессиональный учёный. Сначала он торговал тканями, потом служил в мэрии Делфта. Но он всегда был необыкновенно любознательным. В XVII веке люди уже умели делать телескопы и подзорные трубы, чтобы рассматривать удалённые предметы, и вовсю использовали очки и лупы, чтобы разглядывать предметы мелкие, – это помогало читать и работать. Левенгуку стало интересно исследовать совсем крошечные объекты. Для этого он изготавливал всё более и более мощные линзы. Так Левенгук изобрёл микроскопы своей оригинальной конструкции, которые долго не могли повторить другие мастера. С помощью микроскопов он исследовал всё, что попадалось ему под руку. Однажды Левенгуку стало интересно, почему у перца острый вкус. Он залил перец водой и оставил эту настойку надолго, а когда вспомнил о ней и рассмотрел в микроскоп помутневшую воду, то обнаружил в капле воды мельтешащих крошечных существ. Он их назвал «анималькулями» – зверушками, но прижилось другое название – инфузории, которое происходит от слова «инфузиум», то есть настойка. Левенгук находил микроорганизмы повсюду, но так и не догадался, насколько большую роль они играют в природе и в возникновении болезней. Он писал про свои открытия письма в Лондонское королевское общество – главное научное общество тех времён, – но учёные не верили ему, пока сами не соорудили такой же мощный микроскоп.
– Смотри, дядя Кузя, Левенгук что-то нашёл в зубах и положил в устройство в виде пластинки. Это и есть его микроскоп?
– Всё верно, Чевостик, так выглядит микроскоп Левенгука: медная пластинка с отверстием, а в отверстие вставлена крошечная, но очень мощная линза. Через линзу можно рассматривать разные предметы, которые крепятся на игле перед пластинкой. Например, капли жидкости в стеклянной трубочке. Некоторые микроскопы Левенгука давали увеличение до 300 крат! Но такие микроскопы сложны в изготовлении и не очень удобны, поэтому их обычно делают в виде трубки с линзами с двух концов. Некоторые современные микроскопы позволяют рассмотреть не только инфузорий и бактерий, но даже вирусы, правда, это сложные, большие приборы – электронные микроскопы.
– Левенгук что-то увидел и даже подскочил от радости.
– Он впервые увидел бактерий с поверхности зубов.
– Что, и там они есть?
– Конечно, а ведь Левенгук тщательно чистил свои зубы, что тогда ещё не было общепринятым.
– Бактерии, которые водятся на зубах, вызывают какую-то болезнь?
– Вообще-то да, если на зубах разводится много бактерий, то они вызывают кариес. Эти бактерии – дальние родственники полезного молочного стрептококка. Пищей им тоже служит сахар, поэтому у того, кто ест много сладкого и редко чистит зубы, во рту становится всё больше бактерий и всё меньше зубов.
Кариес – процесс разрушения эмали зуба. Если его не лечить, зуб может не только сильно болеть, но и разрушиться.
– Ой! А я ведь утром забыл зубы почистить.
– Ну что же ты так, Чевостик? Наверно, пора возвращаться домой и чистить зубы. Да и Левенгук уже отодвинул микроскоп и ищет бумагу и чернила, чтобы написать научному обществу про своё очередное открытие. Не будем ему мешать. Выключаю времяскок.
Задание
Что же видят учёные под микроскопом и как представить себе это, если микроскопа под рукой нет? Налей полстакана горячего молока, положи туда кусочек масла и подожди, пока он растает. А теперь бери трубочку для коктейлей и аккуратно дуй на масляную лужицу на молоке. Ты сможешь собирать «бактерий» вместе в колонии, разбивать их на группы и даже на отдельные бактерии-кружочки.
Вот мы и дома
– Дядя Кузя, мы сегодня в таких странных местах побывали, что и представить сложно.
– Да, Чевостик, места очень странные и разные. Ведь микроорганизмы можно найти повсюду, они одни из самых важных обитателей нашей планеты.
– Наверняка они есть и у меня в комнате. И в аквариуме, и в цветочных горшках. Ещё я на полке пирожок и йогурт забыл, там теперь тоже микробы резвятся…
– Уж там – точно!
– А я могу рассмотреть их в микроскоп, как Левенгук?
– Конечно, попробуй. Может, увидишь кого-то знакомого по нашему путешествию.
– Но сначала я пойду почищу зубы, а то с бактериями шутки плохи.
– А потом наведёшь порядок в комнате?
– Обязательно!
Над книгой работали
Руководитель редакционной группы Анна Сиваева
Ответственный редактор Камилла Сахабеева
Литературный редактор Мария Торчинская
Креативный директор Яна Паламарчук
Арт-директор Елизавета Краснова
Художественный редактор Татьяна Сырникова
Корректор Татьяна Князева
ООО «Манн, Иванов и Фербер»
mann-ivanov-ferber.ru