Из истории развития экологической микробиологии

Одним из направлений современной микробиологии является экология микроорганизмов. В настоящее время эта наука бурно развивается, используя новые методы из природных образцов, позво­ляющих исследовать состав микроб­ных сообществ на молекулярном уровне.

Микроорганизмы найдены в самых глубоких слоях океа­на, зави­сящей от образования органического вещества в результате дея­тельности хемолитотрофных микроорганизмов. В толще скальных пород на глубинах 4—6 км микроорганизмы осуществляют «водо­родный» и «метановый» циклы. Наконец, микроорганизмы обнаружены высоко в горах, вплоть до высоты 8 км, а также внутри метеоритных остатков.

Микроорганизмы часто рассматриваются в качестве первых обитателей Земли. Впервые за живыми микроорганизмами на­блюдал под микроскопом А.Левенгук в 1776 г., а роль их в пре­вращениях химических веществ и возникновении болезней была доказана в работах Л. Пастера и Р. Коха в конце XIX столетия. Постулаты Коха создали надежную основу для изучения роли микроорганизмов в инфекционном процессе. Хотя термин «эко­логия микроорганизмов» («микробная экология») стали широко использовать в 60-х годах XX в., экологически ориентированные работы с микроорганизмами проводили уже давно. Еще Левенгук обнаружил микроорганизмы в каплях дождевой воды (их ес­тественное местообитание) и выявил действие перца на микро­бы (влияние окружающей среды). В конце XIX — начале XX вв. С.Н.Виноградский и М.Бейеринк разработали принципы элек­тивных культур, что можно определить как дату рождения на­уки, которую впоследствии стали называть «экология микроор­ганизмов». С. Н. Виноградскому принадлежит идея использовать градиенты света, сульфида и кислорода (знаменитая «колонка Виноградского») для изучения природных популяций сульфид-окисляющих фотоавтотрофных бактерий, сульфатвосстанавливающих и хемоавтотрофных сульфид- и сероокисляющих бакте­рий.

Последующее развитие микробиологии было связано с посто­янным выделением микроорганизмов из их природных местообита­нии, определением метаболитического потенциала и изучением их роли в биогеохимических циклах азота и серы. Микроорганизмы стали находить в каждой пробе воды, почвы, воздуха, у животных и растений. Микроорганизмы продемонстрировали огромное раз­нообразие форм и мест заселений, включая экстремальные по температурам, давлению, солености и рН. стало понятно, что из определенных мест выделяют определен­ные микроорганизмы с определенными функциями. Тот факт, что в пробах, взятых в природе, почти никогда не находят микроор­ганизмов в виде чистых культур, позволил сделать вывод о взаи­модействии микробных популяций друг с другом и микроокруже­нием, с его быстро изменяющимися физико-химическими пара­метрами. Было также продемонстрировано, что микроорганизмы обладают сенсорами, т.е. способны к фото- и хемотаксису, и ак­тивно выбирают для себя наиболее выгодные места в градиентных местообитаниях.

Наметился ряд направлений ис­следований в области экологической бактериологии. Выдели­лись почвенная, пресноводная и морская микробиологии, на­правления, связанные с изучением взаимоотношений микроор­ганизмов и т. д.

Экология микро­организмов является наукой, которая специальным образом изу­чает взаимоотношения между микроорганизмами и их биотичес­ким или абиотическим окружением.