Руководство по микробиологии виноделия - Морфология и систематика ультрамикробов

К ультрамикробам относят микроорганизмы, размеры которых меньше 0,2 микрона — предел видимости в обычном оптическом микроскопе. Ультрамикробы могут быть видимы только в электронном микроскопе, дающем увеличение до 200 000 раз, так как их величины очень малы и выражаются в миллимикронах, т. е. миллионных долях миллиметра. К ультрамикробам относятся фильтрующиеся вирусы и бактериофаги.

Фильтрующиеся вирусы

В 1892 г. русский ботаник Д. И. Ивановский, изучая причины «мозаичной» болезни табака, доказал, что возбудителями этой болезни являются настолько малые микробы, что они проходят через поры бактериальных фильтров. Поэтому они и были названы фильтрующимися. Слово же вирус обозначает яд, т. к. все вирусы являются возбудителями инфекционных заболеваний. Свойство некоторых микроорганизмов проходить через бактериальные фильтры было замечено еще раньше русским учёным Н. Ф. Гамалея (1886 г.) при изучении им чумы рогатого скота. Но у Гамалея не было возможности повторить опыт, и это наблюдение прошло незамеченным.
Все вирусы обладают очень малыми размерами. Для измерения вирусов применяются не только методы микроскопирования, но и методы фильтрования и центрифугирования. В результате этих исследований установлено, что вирусы имеют следующие размеры (табл. 1).
Таблица 1

Благодаря столь малым размерам вирусы и проходят через бактериальные фильтры.
Вирусы не способны расти на искусственных питательных средах. Они являются внутриклеточными паразитами и спо собны размножаться только в клетках того организма, на котором они паразитируют. Вирусы паразитируют на человеке, животных и растениях, вызывая инфекционные заболевания. В настоящее время известно около 200 различных вирусных болезней. В частности, вирусы являются возбудителями таких болезней человека, как грипп, корь, свинка, натуральная и ветряная оспа, бешенство, полиомиелит и пр., а также болезней животных — ящур, чума птиц, грипп свиней — и растений — мозаика табака, картофеля, сахарной свеклы.
Учение о вирусах составляет теперь самостоятельный раздел микробиологии — вирусологию. Вирусы представляют собою круглые, овальные, многоугольные и палочковидные тельца, лишённые клеточного строения, размером от 5 до 800 миллимикронов в поперечнике. Вирусы — возбудители болезней растений более мелки, чем другие. Они могут быть выделены в кристаллическом виде и по химическому составу менее сложны, т. к. состоят только из нуклеопротеидов.

Рис. 7. Кристаллы вируса.

Вирусы — возбудители болезней животных — более крупные и значительно сложнее по химическому составу. Они, кроме нуклеопротеидов, содержат липоиды и другие вещества.
В отношении природы вирусов долгое время не было единого мнения. Одни учёные считали вирусы живым веществом белковой или ферментной природы. Другие относили их к живым существам, более просто организованным, чем бактерии. В настоящее время живая природа вирусов общепризнана. Это подтверждается способностью вирусов размножаться делением, а также способностью к изменчивости под влиянием условий среды. На последнем свойстве основано приготовление оспенной вакцины путём изменения условий среды, что приводит к ослаблению болезнетворных свойств вируса.

Наличие обмена веществ у вирусов установить трудно, поскольку их не удаётся культивировать на искусственных питательных средах. В настоящее время у вирусов установлен своеобразный обмен веществ, в процессе которого они строят своё тело за счёт организма, на котором паразитируют.
Вирусы — паразиты растений — наиболее устойчивые к внешним воздействиям. Они выдерживают десятиминутное нагревание до 90°, в то время как вирусы — паразиты человека и животных — инактивируются уже при нагревании до 60°.
Вопрос происхождения вирусов до сих пор остаётся спорным. Одни исследователи относят вирусы к самостоятельной группе живых существ, к потомкам древних, доклеточных форм жизни. Другие же считают, что вирусы произошли от бактерий и вследствие паразитического образа жизни дегенерировали в сторону упрощения.

Бактериофаги

Название их происходит от греческого слова фаг — пожиратель, т. е. пожиратель бактерий. Природа бактериофагов еще достаточно не выяснена. Характерной особенностью их является растворение (лизис) растущих бактериальных культур. Впервые бактериофаг был открыт русским учёным Н. Ф. Гамалея в 1898 г. Гамалея считал, что вещество, растворяющее бактерии, происходит от самих распадающихся бактерий и назвал его бактериолизином.
В 1915 г. явления бактериофагии описал английский учёный Туорд, а в 1917 г. французский ученый Д’Эрелль подверг бактериофаги систематическому изучению и описал мир невидимых существ, питающихся и развивающихся за счет уничтожаемых ими бактерий. Бактериофаг является белковым телом, однако некоторые исследователи полагают, что белок — это лишь составная часть, а активность бактериофага определяется химическими группами более простого состава, связанными с этим белком.
Бактериофаги обладают следующими свойствами:

1. Проходить через бактериальные фильтры.
2. Совершенно растворять бактерии.
3. Возобновлять своё специфическое действие при пересеве с размножающимися молодыми культурами. В лабораторных условиях возможно культивирование бактериофага на жидких и твёрдых питательных средах.
4. В неочищенном виде бактериофаги весьма устойчивы к физическим и химическим воздействиям. Некоторые из них могут сохраняться годами в высушенном состоянии, переносить нагревание до 80° и даже до 100°, выдерживать замораживание до 186°.

Огромное значение имеют бактериофаги в медицине. Их применяют для распознавания дизентерии и холеры. Особый интерес представляет лечение фагами заболеваний, вызываемых кишечной группой микробов, и других инфекционных заболеваний, а еще больше для профилактики. На фронтах Отечественной войны бактериофаги получили широкое распространение при лечении ран, в профилактике и лечении дизентерии.

Рис. 8. Бактериофаг.

В настоящее время живая природа бактериофагов считается доказанной. Их рассматривают как вирусы — паразиты бактерий. При помощи электронного микроскопа установлена форма и размеры бактериофагов. Они представляют собою круглые или овальные тельца в виде головки с длинным отростком, характерным для большинства бактериофагов.
Размеры их колеблются между 35 и 100 миллимикронами. Бактериофаги проявляют специфическое действие, и каждый из них действует на определенный вид бактерий. В настоящее время известны бактериофаги как патогенных бактерий, так и неболезнетворных форм. Если первые являются полезными и широко применяются в медицине и ветеринарии, то вторые могут быть вредными, так как уничтожают бактерии, применяемые в промышленности. Так, например, известен бактериофаг, растворяющий молочнокислые стрептококки, применяемые в виде закваски при изготовлении масла и сыра.