Занимательная биология

У бактерий дурная слава. Всем известно, что они причиняют нам опасные болезни: туберкулез, брюшной тиф, дизентерию, холеру, проказу. Но многие ли знают, что есть и полезные бактерии? Мало даже сказать полезные — просто необходимые нам! Жизнь на Земле была бы невозможна без бактерий.

Бактерии насыщают почву азотом, повышая ее плодородие, образуют и самоё почву, помогают людям заквашивать огурцы, капусту и силос для скота, приготавливать сыры^[24], простоквашу, уксус и льняные ткани. Поселяясь в кишках, они переваривают за нас неудобоваримую пишу. Они же освещают мрачную бездну моря призрачным сиянием живых огней, преобразуя в свет особые вещества, которые находят в «карманных фонариках» глубоководных рыб и кальмаров.

Форма тела у бактерий бывает трех типов: круглая, спиральная и палочковидная.

Круглых бактерий называют кокками: монококками, когда это одиночные шарики, диплококками, когда они двойные, тетракокками, когда соединены вместе четыре шарика, сарцинами — если шариков восемь или больше, стрептококками, когда круглые бактерии образуют цепочку, словно нанизанные на нитку бусинки, и стафилококками, если они громоздятся беспорядочной кучей.

Спиральные бактерии — это вибрионы (тело их лишь слегка изогнуто), спириллы закручены в один или несколько витков, а спирохеты — в тонкие и мелкоизвитые спирали.

Бактерии-палочки образуют две группы: обычных бактерий и бацилл. У первых не бывает спор. Вторые, когда внешние условия неблагоприятны, отделяют внутри своего тела от наполняющей клетку протоплазмы маленький, овальный и блестящий комочек живого белка — спору. (После этого бацилла распадается.) Спора окружена плотной оболочкой, максимально обезвожена и может без вреда для заключенной в ней искорки жизни переносить сокрушительные удары враждебных стихий. Например, давление в 20 тысяч атмосфер!^[25] Или космический холод в — 253 градуса! Нагревание до 90, а некоторые споры — и до 140 градусов!

Годами лежит в летаргическом покое этот законсервированный квант жизни, чтобы когда-нибудь потом, попав в условия более благоприятные, пробудиться. Плодиться, плодиться без счета, без меры! — единственная теперь забота вновь возрожденной бациллы.

И хотя размножается она самым примитивным образом — разрывается пополам, — число ее потомков вскоре достигает астрономической величины. Ведь каждая половинка уже через 20–30 минут снова делится надвое и так без конца. Одна кишечная бактерия, например, поселившись у нас в животе, за сутки производит на свет 2⁷² потомков! Многие из них, слава богу, гибнут, иначе через несколько недель не только наше чрево, но вся планета не вместила бы бесчисленные легионы невидимок: уже через 4–5 дней они наполнили бы до краев все океаны и моря.

Допустим к примеру, что они делятся каждые полчаса. Через час из одной бактерии образуются четыре. К концу второго часа их будет уже 16, к концу третьего — 64. Дальше число их, увеличиваясь в геометрической прогрессии, быстро достигает цифр, которыми помечены столбовые вехи в космосе. Через 15 часов бактерий будет уже около 1 000 000 000, а еще через сутки с небольшим — 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000.

И если даже каждая из них занимает в пространстве не больше одного кубического микрона, то октильон бактерий (а приведенная выше цифра и есть октильон) с трудом удалось бы упаковать в баке высотой, шириной и длиной в километр. Чтобы перевезти такую гору бактерий, потребуется состав из 20 миллионов вагонов!

Конечно, производя эти вычисления, мы предполагали, что ни одна из новорожденных бактерий не умирает, по крайней мере в течение двух первых суток. Но, к счастью, этого никогда не случается: большинство из них погибает. Да и темп деления мы выбрали наиболее оптимальный; далеко не все бактерии размножаются так быстро. Туберкулезные бактерии, например, делятся лишь раз в полтора дня.

Продуценты, консументы, редуценты

Бактерии добывают пищу разными способами. Среди них немало паразитов: они разрушают ткани животных и растений — это возбудители всякого рода заболеваний. Есть и бактерии-автотрофы, то есть сами себя питающие. Эти из неорганических веществ (аммиака, например, углекислого газа и различных солей) создают органические (белки, крахмал) и строят из них свое тело. Энергию, необходимую для преобразований простых веществ в сложные, они извлекают из солнечных лучей. Хемотрофные бактерии питаются тоже углекислым газом и аммиаком, но энергию для изготовления белка добывают, окисляя железо, марганец либо молибден, серу и кремний («грызут», так сказать, камень и металл!).

Много среди бактерий сапробов, которые вызывают гниение белков и других органических веществ, разлагают их на более простые составные части — снова на углекислый газ, например, и аммиак.