Следопыты в стране анималькулей

Даже в самые жаркие дни их можно было найти на одном и том же месте — на табачной плантации. Словно какая-то неведомая сила влекла их к небольшому участку земли, который ничем не отличался от таких же плантаций, расположенных рядом. Но люди эти были учеными и умели читать между строк в открытой книге природы, видеть то, что оставалось скрытым от других.

Сергей Павлович Костычев и его ближайшая помощница Александра Николаевна Шелоумова встретились на табачной плантации в Крыму с одной из не разгаданных еще тайн природы. Им удалось обнаружить, следы и приметы, которые могли привести к новому открытию. И, как истинные следопыты науки, они не могли допустить, чтобы следы эти были вновь потеряны.

Отец академика Костычева закладывал одновременно с Василием Васильевичем Докучаевым основы научного почвоведения. Сын пошел по стопам отца. Сергей Павлович Костычев стал крупнейшим знатоком жизни растений, почвоведом и микробиологом.

Изучая почвы Крымского полуострова, он обнаружил табачную плантацию, которая надолго привлекла его внимание.

Двадцать лет без перерыва выращивали на этой плантации табак. Двадцать лет в почву не вносили удобрений. А табак все рос и даже давал хорошие урожаи.

В чем тут дело? Как объяснить исключительное плодородие этой почвы?

Самые тщательные и многократные исследования приводили к одному и тому же выводу: почва отличается только большим числом довольно крупных бактерий, способных усваивать азот из воздуха. Под микроскопом бактерии выглядят овальными клетками, принимающими иногда форму шариков и палочек с округлыми концами. Молодые клетки способны самостоятельно передвигаться, а в зрелом возрасте одеваются плотной слизистой оболочкой.

Это был азотобактер. Открытый еще в 1901 году, он тогда не обратил на себя особенного внимания ученых. Ведь азотобактер способен накапливать за лето на каждом гектаре почвы лишь 20–30 килограммов азота, а клубеньковые бактерии за тот же период накапливают 300–400 килограммов.

Правда, азотобактер распространен гораздо шире. Его находили в почвах почти всех частей света, а также и в воде морей и океанов, в поймах рек и в иле прудов и озер. И все же сравнение с клубеньковыми бактериями было явно не в пользу азотобактера.

А теперь этот микроб предстал перед учеными в совершенно ином свете.

По мере того как Костычев и Шелоумова углублялись в изучение азотобактера, тем все яснее открывались перед ними его удивительные особенности, его поистине увлекательная история.

Далекие предки азотобактера жили возле корней растений. Так же как и корневые бактерии, они питались отбросами, которые корни растений выделяли в почву.

Но ведь каждый вид корневых бактерий стремится захватить для себя место получше, пищи побольше. В почве идет постоянная, хотя и невидимая борьба. И азотобактер не устоял в этой борьбе. Он был обречен на исчезновение. И вот тут-то и сказались замечательные свойства этого микроба.

Более сильные, лучше приспособленные к условиям жизни корневые бактерии постепенно вытесняли азотобактер из корневой зоны. И так же постепенно, из поколения в поколение, изменялся сам азотобактер. Испытывая постоянную нужду в пище, он приобрел способность усваивать азот непосредственно из воздуха.

Неисчислимые поколения азотобактера вымирали почти без остатка, пока у него выработалось это свойство. Но оно возникло, и тогда произошло чудо. Слабый азотобактер стал богатырем. Бедный изгнанник, он вновь вернулся к корням растений, но уже как глава многоплеменной армии бактерий.

Азот, добытый из воздуха, азотобактер использует для построения собственного тела. Но при этом часть азотных соединений, образующихся в теле микроба, просачивается в почву. Этим и пользуются бактерии, сопровождающие повсюду азотобактер и составляющие его «свиту». Ведь всем им нужен азот, а сами добыть его они не могут.

Однако, захватывая часть азота из почвы, бактерии в то же время делают большое, полезное дело. Одни перерабатывают растительные остатки и корневые выделения растений, другие превращают питательные вещества в растворимые соли, необходимые растениям. Третьи вырабатывают вещества, уничтожающие вредных и болезнетворных микробов. Четвертые разлагают отмершие клетки самого азотобактера, и тогда содержащийся в этих клетках азот полностью попадает в почву и опять-таки может быть использован растениями…

Значит, чем больше азотобактера в почве, тем лучше работают другие полезные бактерии, тем выше плодородие почвы.

В дальнейшем удалось установить еще одно свойство азотобактера. Этот микроб оказался настоящим кудесником. Он не только накапливает в почве азот, не только подкармливает этим азотом других полезных бактерий, но еще сам создает особые вещества — витамины, ускоряющие рост и развитие растений.

Так был найден ответ на загадку, заданную табачной плантацией в Крыму, и одновременно вскрыта тайна еще одного азотоусваивающего микроба — азотобактера.