Руководство по микробиологии виноделия - Изменчивость микроорганизмов

Вся история биологии представляет собой борьбу двух мировоззрений — идеалистического и материалистического —  по вопросу происхождения и развития органического мира. В микробиологии эта борьба развернулась вокруг вопроса об изменчивости микроорганизмов. Во второй половине XIX столетия существовало два противоположных направления: мономорфизм (от греческих слов «монос» — единый и «морфе» — форма) и плеоморфизм (от греческих слов «плеон» — много и «морфе» — форма).
Мономорфисты отрицали возможность изменчивости микроорганизмов под влиянием условий среды. Виды микробов они считали постоянными и устойчивыми, а изменение их форм — временным, не передающимся по наследству. В противоположность мономорфистам, плеоморфисты признавали быструю и постоянную изменчивость микроорганизмов. Они утверждали, что существует всего несколько, а может быть, и один только вид микробов, переходящий из одной формы в другую. По их мнению, один и тот же вид микроба в зависимости от условий может вызвать любое брожение, гниение, даже любую болезнь.
Оба эти направления не верны, так как в своих выводах и мономорфисты и плеоморфисты впадали в крайности. Мономорфисты, отрицая эволюцию микроорганизмов, стояли на идеалистических, метафизических позициях. Плеоморфисты отрицали существование и развитие видов у микроорганизмов, в чём также проявляется их идеализм.
Возникновение обоих этих направлений объяснялось крайним несовершенством методики исследования микроорганизмов в середине прошлого столетия. Неумение выделять чистые культуры и, следовательно, работа с загрязнёнными культурами, в которых в зависимости от условий развивался преимущественно тот или иной вид, создавало неправильное впечатление лёгкой изменчивости микроорганизмов. Однако, как только была разработана методика выделения чистых культур, идеалистическое учение мономорфистов одержало верх и длительное время господствовало в микробиологии.
В начале XX века в связи с накоплением фактов, 
доказывавших изменчивость организмов, сторонники постоянства микробных видов старались подменить понятие об изменчивости микроорганизмов идеей полициклического развития. Они рассматривали изменчивость свойств микробов как переход из одной стадии их развития в другую. Превращения эти совершаются якобы циклически и приводят в конце концов к первоначальной форме. Такой взгляд мало чем отличался от взглядов мономорфистов.
Изменчивость микроорганизмов была доказана ещё Пастером, который выяснил, что свойство микробов вызывать заболевания может быть ослаблено или усилено в зависимости от условий выращивания их культур. Это и было положено в основу приготовления живых вакцин.
На материалистических позициях стояли передовые микробиологи конца XIX века — И. И. Мечников, Л. С. Ценковский, Н. Ф. Гамалея, С. Н. Виноградский.
Внедрение дарвинизма в микробиологию принадлежит И. И. Мечникову.
Будучи одним из первых русских учёных-дарвинистов, Мечников дал объяснение процессу изменчивости микробов, он отметил, что именно в области микробиологии была показана возможность изменения характера бактерий путём изменения внешних условий, причём можно добиться стойких изменений, передаваемых по наследству.
Учение Ч. Дарвина и его творческое развитие К. А. Тимирязевым даёт правильное понимание эволюции органического мира и в том числе изменчивости микроорганизмов.
Каждый организм требует для своего развития определённых условий жизни. В результате длительного процесса эволюции разные организмы, развиваясь в одних и тех же условиях, приспособлялись ассимилировать определённые вещества, удовлетворяющие их потребности.
Потребность организма в определённых факторах среды и способность его активно выбирать эти факторы составляет наследственность этого организма. Если же организм не находит нужных ему условий, он или погибает или приспосабливается к необычным для него условиям. Приспосабливаясь к новым условиям, организм изменяется. Возникшие в результате новых условий изменения, вначале незначительные и неустойчивые, при неоднократном повторении в последующих поколениях этих же новых условий закрепляются и становятся наследственными.
Таким образом, изменчивость и её наследственность есть закон живой природы, лежащий в основе эволюции органического мира. Учение о направленном изменении растений и животных целиком и полностью относится и к микроорганизмам. Богатый фактический материал показывает, что умелым подбором условий можно направлять изменчивость микроорганизмов по желательному пути. При этом благодаря целому ряду специфических свойств (лёгкая приспосабливаемость к условиям жизни, быстрота размножения) можно изменить природу микроорганизмов в значительно более короткие сроки, чем это необходимо для выведения нового сорта растений или новой породы животных.
В соответствии с новыми условиями выращивания, микроорганизмы могут приобрести способность усваивать нехарактерные для них углеводы, терять способность к движению или спорообразованию, изменять своё отношение к различному температурному режиму, повышать устойчивость к антисептикам и антибиотикам.
Изменчивость микроорганизмов имеет место и в природных условиях. Она происходит под влиянием климатических условий и приводит к формированию географических рас.
Учение об изменчивости микроорганизмов имеет не только теоретическое, но и большое практическое значение и лежит в основе селекции микробов. Задачей этой селекции является выведение новых рас с практически ценными свойствами. Для этого могут быть использованы различные пути. Самым главным является метод направленного изменения свойств микроорганизмов. Это достигается обычно приучением микроорганизмов к несвойственным им условиям путём выращивания их при постепенно возрастающем значении того или иного фактора — температуры, продукта собственного обмена веществ, антисептика и т. д.
Таким образом, например, были выведены дрожжи, дающие более высокий выход спирта, устойчивые к сернистому ангидриду, холодоустойчивые и т. д., а также уксуснокислые бактерии, приученные к высокой концентрации уксусной кислоты.
Аналогичным путём получены авирулентные (не способные вызвать заболевания) расы многих болезнетворных бактерий, используемые в качестве живых вакцин против многих болезней.