Описательный период развития микробиологии

5 вопрос. Описательный  период развития микробиологии. 

Работы А. Ван. Левенгука, Д.С. Самойловича, М.М. Тереховского.

Возможность изучения микроорганизмов  возникла лишь с развитием оптических приборов. Первый микроскоп был создан ещё в 1610 году Галилеем. В 1665г Роберт Гук впервые увидел растительные клетки. Однако 30 кратного увеличения его микроскопа не хватило чтобы увидеть простейших и тем более бактерии. Обычно первооткрывателем микромира называют Антони ван Левенгука.

Между тем, наука в  целом ещё не была готова к пониманию  роли микроорганизмов в природе. Система теорий возникла тогда лишь в физике. Во времена Левенгука отсутствовали представления о ключевых процессах живой природы, так, незадолго до него в 1648 году Ван Гельмонт, не имея никакого понятия о фотосинтезе, заключил из своего опыта с ивой, что растение берёт питание только из дистиллированной воды, которой он его поливал. Более того, даже неживая материя ещё не была достаточно изучена, состав атмосферы, необходимый для понимания того же фотосинтеза, будет определён лишь в 1766—1776 годах. Поэтому неудивительно что «животным» Левенгука не нашлось место нигде, кроме как в коллекции курьёзов.

В течение следующих 100—150 лет развитие микробиологии проходило лишь с описанием новых видов.

Работы А. Ван. Левенгука

ЛЕВЕНГУК, АНТОНИ ВАН -(1632–1723), ученый- самоучка, голландский натуралист, основоположник микроскопии. Родился 24 октября 1632 в Делфте. Работал в  мануфактурной лавке в Амстердаме, вернувшись в Делфт, открыл торговлю мануфактурой и галантереей. В свободное время занимался шлифованием оптических стекол и изготовлением линз. Всего за свою жизнь Левенгук изготовил около 250 линз, добившись 300-кратного увеличения. Линзы он вставлял в металлические оправы, тоже изготовленные им собственноручно, и крепил в специальных держателях с металлической иглой для насаживания объектов наблюдения. При помощи таких «микроскопов» Левенгук сделал огромное множество наблюдений. Следя за движением крови по капиллярам, он показал, что капилляры связывают артерии и вены, впервые наблюдал эритроциты и обнаружил, что у птиц, рыб и лягушек они имеют овальную форму, а у человека и других млекопитающих – дисковидную. Увидел и зарисовал сперматозоиды (1677), бактерии (1683), простейших, отдельные растительные и животные клетки, мышечную ткань, части и органы более 200 видов растений и животных. Впервые описал партеногенез у тлей (1695–1700), наблюдал за развитием муравьев. Открыл и описал коловраток и ряд других мелких пресноводных организмов. Результаты своих наблюдений Левенгук излагал в письмах, направлявшихся в Лондонское королевское общество, членом которого он стал 1680г. - несмотря на то что он не знал латыни и по тогдашним правилам не мог считаться настоящим учёным.

Позднее он был принят и во Французскую академию наук. В Делфт, чтобы заглянуть в  чудесные линзы, приезжали многие известные  люди, в том числе и Петр I. Письма Левенгука в Королевское общество, к ученым, к политическим и общественным деятелям своего времени - Лейбницу, Роберту Гуку, Христиану Гюйгенсу - были изданы на латинском языке еще при его жизни и заняли четыре тома. Последний вышел в 1722 году, когда Левенгуку было 90 лет, за год до его смерти.

Работы Д.С. Самойловича

Самойлович (Сушковский) Данила Самойлович (1744-1805)- родился                в с. Яновка Черниговской губ. в семье священника. В 1756-61 учился в Киевской академии. В 1765 закончил Петербургскую медицинскую школу. С 1767 работал врачом в Петербургском адмиралтейском госпитале. С июля 1768 во время российско-турецкой войны 1768-74 находился в действующей армии. Это был талантливый врач, который во время военных действий не только спас полководца А.В. Суворова, но и, по словам последнего, "поставил на ноги весь полк". 
В 1770 после перенесенной трудной болезни Самойлович был освобожден от полевой службы и назначен в Московский сухопутный генеральный госпиталь. В 1770-71 принимал участие в борьбе с эпидемией чумы в Москве, был членом противочумной комиссии и заведующим чумными больницами в Симоновом, Даниловом и Девичьем монастырях.                         С 1776 г Самойлович углублял свои знания в области медицины за границей, в частности в Голландии, Франции, Германии, Италии и Англии. В октябре 1780 написал работу из хирургического акушерства ("О преимуществе операции симфизиотомии в сравнении с кесаревым разрезом"), за которую в Лейденскому университете ему была присвоена степень доктора медицины, пособие «Городская и деревенская повивальная бабка». Один из первых представителей русской науки, прославившийся в Европе своими работами по эпидемиологии чумы. В Париже опубликовал научные работы   "О растираниях льдом в качестве лечебного средства при заболеваниях чумой", "О прививках при чуме с описанием трех курительных противочумных порошков", "О чуме в Москве, свирепствовавшей в 1771 году", "Краткое описание микроскопических исследований в существе яду уязвленного" и "Способ самый удобный повсеместного врачевания смертельной язвы, заражающей чумы, ко благу всеобщественному предлагает Д. Самойлович", в которых выдвинул ряд новых предложений в сфере профилактики, диагностики и лечения чумы. Самойлович отверг миазматическую теорию происхождения чумы и настаивал на том, что она распространяется контагиозным путем посредством живого возбудителя.

Работы М.М. Тереховского

 

«….Чтобъ жизнь свою продлить, врачам даемся въ руки.

Нерhдко намъ они отраду могутъ дать,

УмЕвъ пристойныя лЕкарства  предписать.

Но гдЕжъ врачи берутъ надежные лЕкарства?

Единственно берутъ изъ нЕдръ растЕнiй царства!»

М.М. Тереховский

Тереховский Мартын Матвеевич--(1740 - VI. 1796) , русский врач и натуралист. Родился в Гадяче ( Полтавской обл. Украина). Окончил Киевскую духовную академию (1763), Петербургский генеральный (учебный) сухопутный госпиталь (1765) и Страсбургский университет (Франция; 1775). В 1767 - 1770 работал в Петербургском ботаническом саду. Преподавал анатомию, химию и ботанику в Кронштадтской госпитальной школе (с 1777) и Петербургском генеральном госпитале (с 1779). С 1783 - профессор и директор Петербургского ботанического сада. С 1792 преподавал в Медико - хирургической академии в Петербурге. Увлекался поэзией.

Изучал микроорганизмы («анималькули») в связи с проблемой  самопроизвольного зарождения организмов. Диссертация "О наливочном хаосе Линнея", 1775г. посвящена изучению вопроса о природе и происхождении "наливочных анималькулей", т. е. микроскопич. организмов (гл. обр. простейших), появляющихся в различного рода настоях. Экспериментально установил живую природу "анималькулей".

Напечатал: "Краткое описание болезней, часто приключающихся в армиях, с  правилами как оные врачевать".  «Польза, которую растения смертным приносят» Выполнил первые работы по стерилизации.

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос 42. Биологическая фиксация молекулярного азота. История изучения этого вопроса. Аэробные свободноживущие азотфиксирующие микроорганизмы. Их биологические особенности. Значение и практическое использование.

 

Биологическая фиксация молекулярного азота.

История изучения этого вопроса.

        Биологическая фиксация молекулярного азота -усвоение некоторыми микроорганизмами молекулярного азота атмосферы и перевод его в органические соединения. Биологическая фиксация азота- важнейший этап круговорота азота в биосфере; основной процесс, который обеспечивает азотом естественные экосистемы.

      Впервые обогащение субстратов азотом в результате деятельности свободноживущих микроорганизмов было показано французским ученым Жоденом в 1882 г. Он установил, что питательные растворы в замкнутых сосудах, содержащие органические безазотистые вещества, могут обогащаться азотом при развитии в них микроорганизмов.  
 
В 1885 г. другой французский ученый - М. Бертло подтвердил этот факт в отношении почвы. В стерилизованной почве за летний период содержание азота не изменялось, а вне стерильной - возрастало. Это позволяло предположить, что почва обогащается азотом с помощью микроорганизмов.  
 
Чистую культуру азотфиксирующего микроорганизма впервые выделил С. Н. Виноградский (1893). Это была анаэробная спорообразующая палочка, названная Clostridium pasteurianum. Несколько позднее голландский микробиолог М. Бейеринк (1901) открыл Azotobacter chroococcum - аэробную бактерию, также способную усваивать молекулярный азот.  
 
Первоначально считали, что связывать молекулярный азот могут лишь отдельные специализированные виды микроорганизмов, однако в последнее время было установлено, что функция азотфиксации присуща представителям различных микроорганизмов - бактериям разных систематических групп, актиномицетам,                                                                    а также многим сине-зеленым водорослям (цианобактериям). 
    Некоторые азотфиксирующие микроорганизмы живут в симбиозе с высшими растениями, в частности с бобовыми. О том, что бобовые растения повышают плодородие почвы писали греческие и римские мыслители, жившие за 100-150 лет до нашей эры. Значительно позднее было. доказано, что благоприятное воздействие на почву бобовых растений тесно связано с обогащением ее азотом.

      Первые точные эксперименты в этом направлении принадлежат французскому ученому Ж. Буссенго (1838).  
    Классическими работами немецких ученых Г. Гельригеля и Г. Вильфарта (1886-1888) было показано, что существует взаимосвязь между нахождением на корнях бобовых растений бородавчатых наростов (корневых клубеньков) и фиксацией растениями свободного азота. В клубеньках обнаружили бактерии. Еще в 1866 г. М. С. Воронин опубликовал работу, в которой описал микроскопические тельца, находившиеся в тканях клубеньков.

 

Аэробные свободноживущие  азотфиксирующие микроорганизмы.

 Их биологические  особенности

К настоящему времени  установлено, что многие свободноживущие  бактерии – представители более 30 видов – способны фиксировать  молекулярный азот. Большое значение в фиксации азота имеет семейство Azotobacteriaceae (бактерия Azotobacter Chroococcum, открытая М. Бейеринком и др.).

Молодые клетки азотобактера представляют собой палочки размером 2-3 х 4-6 мкм. Позже они превращаются в круглые кокки диаметром  до 4 мкм. Кокковидные клетки обычно покрываются капсулой и содержат разные включения (жир, крахмал, и т. д.).

Иногда у кокковидных  клеток появляется толстая оболочка, и они превращаются в цисты. На одних питательных средах палочки  быстро приобретают кокковидную  форму, на других – по истечении длительного времени. Палочковидные клетки азотобактера имеют жгутики и обладают подвижностью. При переходе палочек в кокки жгутики обычно теряются .

Все виды азотобактера аэробы. Наиболее изучены Azotobacter bejierickii; Azotobacter vinelandii; Azotobacter paspali. Перечисленные виды различают по размерам и форме клетки, а также  по некоторым другим признакам в частности  пигментации колоний:

 

Azotobacter сhroococcum	черно-бурая
Azotobacter vinelandii	желто-зеленоватый
Azotobacter paspali	желтый

 

 В качестве источника азота могут ассимилировать соли аммония, нитриты, нитраты и аминокислоты. При отсутствии связанных форм азота фиксируют молекулярный азот. Небольшие дозы азотосодержащих соединений не депрессируют фиксацию азота, а иногда даже стимулируют ее. Увеличение дозировки связанного азота в среде полностью подавляет усвоение молекулярного азота.

К семейству Azotobacteriaceae относят и азотофиксирующих бактерий рода Azomonas- A. agilis.;A. insignis и A. macroytogenes.  Обитают в водоемах, последний в почве.

 

 

Отличаются от азотобактера рядом морфологических и физиологических  особенностей:

A. agilis	крупные овальные клетки с перитрихальным жгутикованием; колонии  розоватого цвета
A. insignis	крупные округлые клетки с полярными или лофотрихальными жгутиками; колонии розоватого цвета
A. macroytogenes	клетки размером 8-10 мкм  с одним полярным жгутиком; колонии  розоватого цвета

В отличии от азотобактера могут расти и фиксировать  азот при рН4,6-6,9 и даже 4,3

Аэробные цианобактерии, обладающие гетероцистами (клетки с толстой клеточной стенкой) способны фиксировать азот (N 2). Среди них преобладают представители Nostoc. Anabaena. Calohrix и др.

Усвоение молекулярного  азота у цианобактерий происходит в гетероцистах, т.е. в клеткаъ, куда ограничен доступ кислорода. Однако ферментный аппарат, связывающий азот, обнаружен и в вегетативных клетках. Развиваются в нейтральных почвах. Азотофиксация может проходить при t lдо– 5 С. Оптимальная температура процесса 15-20С.

 

Значение и практическое использование 

 В конце 80-х годов ХХ столетия на основе ассоциативных азотфиксирующих бактерий изготовлены опытные партии препаратов для основных не бобовых сельскохозяйственных культур, которые занимают несравненно большие посевные площади, чем бобовые. С 1992 г. некоторые из препаратов производят уже в промышленных объемах: диазофит под пшеницу, ризоэнтерин под ячмень, агрофил под овощные культуры. Применение этих препаратов дает возможность направленно регулировать численность и активность полезной микрофлоры в ризосфере возделываемых культур, улучшать обеспеченность растений доступным азотом и благодаря этому повышать их продуктивность и улучшать качество продукции.

Вопрос 92. Микробиология мяса. Источники и пути снижения микробной обсеменённости мяса. Пороки мяса микробного происхождения. Консервирование мяса. Значение ветеринарно-санитарного надзора в мясной промышленности.

 

Микробиология мяса

 Исходная микрофлора  мяса состоит из разных микроорганизмов,  расщепляющих белки, жиры и  углеводы. Определенный уровень разложения  органических компонентов мяса и, особенно, гликолитическая деятельность микробов является полезной при изготовлении мясопродуктов. Содержание полезных микроорганизмов в мясе невелико, и оно тем выше, чем гигиеничнее получение  мяса. Основную массу микрофлоры составляют вредные микроорганизмы, существенно снижающие качество мясопродуктов.

     В мясе и мясопродуктах содержатся различные группы микроорганизмов: сапрофитные, условно-патогенные и патогенные. Сапрофитные микроорганизмы составляют технически вредную микрофлору, вызывающую порчу продуктов при хранении. Сапрофитная микрофлора представлена разными группами микроорганизмов: гнилостные бактерии, кокки, молочнокислые бактерии, плесени, дрожжи и др.