Книга: Следопыты в стране анималькулей

Мир без микробов

Узкая тропинка, пробитая копытами диких животных, теряется во мраке тропической ночи. Над землей, в душном и горячем, как в бане, воздухе, поднимаются влажные испарения.

А вокруг, справа и слева, стоят стеной огромные стволы пальм, фикусов, мангровых деревьев, переплетенных между собой причудливой сетью гибких лиан.

Еще два — три поворота тропинки, и непроходимые джунгли расступаются. Перед нами небольшая поляна, окруженная зарослями папоротников. Из-под бурого и зеленого мха, словно гигантские змеи, выползли и изогнулись обнаженные корни деревьев. Большие пни кем-то срубленных деревьев торчат тут и там.

И все вокруг светится. Рассыпанные по земле гнилушки, выпяченные из земли корни деревьев и даже полуистлевшие пни — все горит ровным молочно-белым светом. Удивительная, волшебная картина!

А вон там, у большого пня, вдруг засиял ярким зеленоватым светом факел, окруженный белой кружевной сеткой. Уж не снится ли все это?

Но подойдите поближе, и вы увидите, что это всего лишь обычный гриб. Днем вы не обратили бы на него внимания, так он невзрачен, а с наступлением ночи этот грязно-серый грибок внезапно выпячивается из мха и медленно расправляет около своей верхушки складки нарядного кружева, сплетенного из тонких белых нитей. Вот эти нити и испускают яркий изумрудно-зеленый свет, привлекающий ночных насекомых.

Ночные мотыльки, жуки и мошки слетаются отовсюду и копошатся в пахучей слизи, выделяемой грибком. Потом они улетают и разносят повсюду на своем теле споры — зародыши грибка.

Этот удивительный грибок жители Бразилии называют «дама в белом покрывале». Тайна его свечения объясняется просто. Для этого достаточно взять капельку слизи и исследовать ее под микроскопом. Вы увидите там множество бактерий. Размножаясь в слизи, выделяемой грибком, бактерии превращают его в изумрудно-зеленый факел.

Конечно, бактерии поселяются на грибке вовсе не для того, чтобы украсить тропический лес. Они просто питаются грибной слизью. Но из своего сожительства грибок и бактерии извлекают взаимную пользу. Бактерии пользуются грибной слизью, разлагают ее и освобождают светящиеся вещества, которые привлекают насекомых, помогающих размножению грибка. Это результат приспособления, сложившегося в течение многих тысячелетий.

Всю ночь пылает зеленоватый факел в лесах Бразилии. А утром на этом месте остается только кучка дурно пахнущей слизи. В ней все еще продолжают размножаться и пировать бактерии. Пройдет еще немного времени, и они уничтожат последние остатки «дамы в белом покрывале».

А теперь вспомните явление, которое можно часто наблюдать и в наших северных лесах.

Редко кому не приходилось теплой летней ночью охотиться за летающими в воздухе яркими звездочками светляков. Вот одна из таких звездочек мерцает в траве. Охотник быстро накрывает ее рукой и уже торжествует победу. Но как горько разочарование: в руке — только крошечный обломок гнилого дерева.

Если вам придется испытать подобное, не выбрасывайте гнилушку, а сохраните ее и рассмотрите при дневном свете.

Обычный кусочек гнилой древесины. Даже от легкого прикосновения он рассыпается в труху. Но присмотритесь внимательней: труха, оказывается, вся пронизана тончайшими белыми нитями грибницы. Именно эти микроскопические создания, питаясь остатками дерева, и вызывают свечение гнилушки.

А сколько фантастических рассказов, сказок и повестей сложено вокруг блуждающих огней!

«Души умерших!» — говорили в страхе люди и спешили уйти подальше от слабых, колеблющихся огоньков, вспыхивающих неожиданно на болотах, на старых, заброшенных кладбищах.

Еще чаще блуждающие огни связывали с кладами, якобы скрытыми в земле.

Вспомните, как в «Заколдованном месте» у Н. В. Гоголя заблудился дед Максим:

«Поколесивши кругом, наткнулся он на дорожку. Месяца не было; белое пятно мелькало вместо него сквозь тучу.

„Быть завтра большому ветру“, — подумал дед. Глядь, в стороне от дорожки на могилке вспыхнула свечка.

— Вишь!

Стал дед и руками подперся в боки и глядит: свечка потухла; вдали и немного подалее загорелась другая.

— Клад! — закричал дед. — Я ставлю бог знает что, если не клад! — и уже поплевал было в руки, чтобы копать, да спохватился, что нет при нем ни заступа, ни лопаты.

— Эх, жаль! Ну, кто знает, может быть, стоит только поднять дерн, а он тут и лежит, голубчик…»

Между тем и в блуждающих огнях нет ничего таинственного. Ведь известно, что не все тела загораются одинаково. Одни из них, например солому, зажечь очень легко, другие надо предварительно сильно нагреть. А есть и такие вещества, которые загораются на воздухе сами собой. К ним относится фосфористый водород — соединение фосфора с водородом. Это бесцветный газ с запахом гнилой рыбы. В природе он часто выделяется из почвы, переполненной разлагающимися животными и растениями.

На болоте растут травы и мхи, в воде живут рыбы, жуки-плаунцы, личинки стрекоз и другая мелкота. Поколение за поколением эти существа погибают и заменяются новыми.

На дне болота накапливаются слои растительных и животных остатков. Это прекрасное место для обитания самых различных микробов. Они массами набрасываются на остатки животных и растений и разлагают их на составные части.

Все, что им нужно, микробы используют, остальное остается в воде, в почве болот или выделяется в воздух.

В живых организмах много фосфора. Когда ткани организма под воздействием микробов начинают разлагаться, фосфор переходит в почву. Часть его соединяется с водородом и образует фосфористый водород. Как только такой газ попадает в воздух, он самопроизвольно загорается. Если его много, огонь может быть до метра высоты.

Фосфористый водород очень легкий газ. Чуть дунет слабый ветерок, вспорхнет птица, пробежит животное — и пламя горящего газа заколышется, придет в движение. Потому-то такие огни и получили название блуждающих.

Значит, горящий факел тропического гриба, светящаяся гнилушка наших лесов и блуждающие огни на болотах — все это результат бурной жизнедеятельности микроорганизмов, световые сигналы, посылаемые нам из страны невидимок.

Следы постоянной работы обитателей этой страны мы встречаем повсюду, на каждом шагу.

Сегодня вы вынуждены были выбросить протухшую рыбу, масло, забытое на столе, прогоркло, молоко, оставленное с вечера на завтрак, скисло — превратилось в простоквашу.

На залежалом хлебе появился бархатистый буро-зеленый налет плесени. Такой же налет вы обнаружили на чуть помятом яблоке, на сыре, мокрых стенах плохо протопленной комнаты.

Во всем этом виноваты микробы.

Недавно скошенное сено, которое не успели переворошить после дождя, быстро почернело. Из ценного корма для скота оно превратилось в негодные отбросы.

Покосились и вот-вот упадут телеграфные столбы. Их древесина, вкопанная в землю, стала похожей на трухлявую губку.

И это работа микробов.

Тела погибших животных и растений и все предметы и продукты, изготовленные из этих тел, раньше или позже сгнивают. Чтобы понять, почему это происходит, надо знать, как питаются микробы.

Как и все живые организмы, микробы не могут существовать без пищи. Правда, они могут переносить длительный голод, но при этом клетки микроорганизмов не растут и не размножаются.

Микробы, как и клетки всех других живых существ, построены из разнообразных и сложных органических веществ. Одной из особенностей таких веществ является то, что они сгорают без остатка. Но если сжечь сразу несколько миллиардов микробов, то после них останется немного золы. Значит, в состав микробов входят в небольшом количестве и неорганические вещества.

Все вещества — органические и неорганические, — нужные для построения своего тела, микроорганизмы берут из окружающей среды, то есть оттуда, где они живут.

Бывают микробы, которые способны, подобно зеленым растениям, сами создавать для себя питательные вещества из углекислоты воздуха и солей, растворенных в воде. Другие могут жить только за счет готовых органических веществ.

Некоторые из таких микробов-нахлебников очень прихотливы. Они нуждаются в сытном столе с уже готовыми блюдами и поэтому поселяются на поверхности или внутри тела животных или растений. Именно такие микробы вызывают заболевания.

Однако большинство микробов, хотя и использует готовые органические вещества, все же менее требовательно. Добывая для себя пищу, они проделывают большую работу. К таким микробам относится значительная часть бактерий, дрожжи и плесневые грибки. Они прекрасно растут на мертвых органических веществах и таких продуктах, как мясо, разные овощи и фрукты, хлеб, опавшая листва, солома, сено, сваленное дерево.

Мы уже знаем, что есть даже такие бактерии, которые способны усваивать органические вещества, совершенно непригодные в качестве пищи ни для растений, ни для животных: нефть, керосин, древесную смолу, торф, каменный уголь, нафталин.

Но как могут крошечные невидимки с нежным телом, лишенные рта и желудка, питаться такими твердыми веществами? Ведь для них годится только такая пища, которая могла бы в виде раствора всасываться всей поверхностью тела.

Для того чтобы питаться, микробы должны жить в жидкой пище… А когда они поселяются на твердых веществах, то им приходится предварительно растворять их. Делается это с помощью особых веществ — ферментов. Незначительное количество этих веществ, выделяемых микробами, может растворять и изменять химическую природу огромных масс органических веществ.

Микробы — бактерии и микроскопические грибки, — попадая на остатки растений или трупы животных, размягчают, разжижают их ткани.

В благоприятных условиях микробы размножаются в огромном количестве, и гниение идет очень быстро.

Лишь в редких случаях, при низкой температуре или в очень сухом воздухе, трупы животных могут сохраняться длительное время.

Таким образом, все без исключения органические вещества подвержены гниению. Это еще один фронт, на котором человеку приходится сталкиваться с обитателями страны невидимок. Человек затрачивает много труда и средств на то, чтобы предохранить продукты. Миллионы и миллиарды тонн продуктов приходится сушить, солить, коптить, хранить в холодильниках, варить и запаивать в жестяные банки. Но мало высушить или заморозить. Надо еще следить, чтобы высушенное не подмокло, а замороженное не оттаяло, иначе все погибнет.

Значит, громадный вред людям приносят не только болезнетворные микробы, но и те, что вызывают гниение и порчу мертвых органических: веществ.

И, зная это, некоторые люди мечтают о том времени, когда наука найдет наконец средство уничтожить всех микробов. Тогда, по мнению этих людей, на Земле настанет поистине золотой век.

Исчезнут болезни и вызванные ими преждевременные старость и смерть. Человечество сохранит для себя миллиарды тонн пищевых веществ и сырья для промышленности, уничтожаемых ныне микробами. Уже не надо будет строить элеваторы для хранения зерна и консервные заводы для переработки продуктов, не нужны будут дорогостоящие холодильные установки. Прекратится падеж животных от болезней, а полезные растения не будут поедаться заживо грибками и бактериями…

Когда автор этой книги был очень молод и учился в школе, он сам мечтал о таком времени. О своих мечтах он рассказал знакомому ученому-микробиологу. Ученый внимательно выслушал, а потом предложил маленькому мечтателю совершить вместе с ним воображаемое путешествие на один из миров, где были уничтожены все микробы.

И вот мы на планете, которая как две капли воды похожа на нашу Землю. Но какая страшная картина открывается перед нами!

Вся поверхность планеты представляет собой огромное кладбище. Трупы умерших животных, отмершие целые растения и их отдельные части, опавшая листва и хвоя, сучья и древесные стволы перемешаны в непередаваемом хаосе и покрывают поверхность этого страшного мира сплошным многометровым слоем. Только там, где раньше, наверное, были горы, теперь торчат из нагромождения растительных и животных остатков верхушки мертвых вековых деревьев. Ветер свистит в их голых, лишенных листьев и хвои ветвях, а сухие сучья время от времени ломаются с треском и падают на мертвый покров планеты.

И нигде вокруг, насколько хватает глаз, не видно даже признака жизни.

А на горизонте синеет залив моря и видны белые барашки сердитых волн. Быть может, в морской воде еще сохранились живые существа?

И мы спешим к берегу.

Но что это? Только тонкий слой воды, всего в несколько сантиметров, покрывает кладбище умерших морских животных и отмерших водорослей. А на берегу тянутся ряды высоких дюн. Но это не песчаные дюны. Они сложены из трупов крупных и мелких обитателей моря, выброшенных на берег штормовым прибоем. Море оказалось таким же безжизненным, как и суша.

«Вот что стало бы с нашей Землей, если бы на ней были уничтожены все микроорганизмы, — сказал ученый. — Ведь все живое в конце концов умирает. Сохнет трава на зеленых лугах, увядают цветы, опадает листва, рушатся на землю сухие стволы могучих деревьев. Гибнут птицы, пресмыкающиеся и четвероногие животные на суше. Гибнут земноводные, рыбы, раки, моллюски и морские звери в воде. Умирают люди. В обычных условиях все это неисчислимое количество трупов животных и растений быстро превращается в прах. А там, где нет микробов, там нет и гниения. Поэтому, если бы на Земле исчезли микробы, наша планета быстро покрылась бы толстым слоем остатков ранее живших организмов. На ней не осталось бы места для новой жизни».

«Но ведь на Земле есть люди — разумные существа. Разве они не смогли бы очистить свою планету от трупов животных и остатков растений?»

Ученый ответил и на этот вопрос.

«Дело не только в свободном месте для новой жизни, — сказал он, — но и в тех веществах, без которых жизнь невозможна.

Вот, например, углерод. Он входит в состав тела микробов и клеток всех других организмов, населяющих землю. Без углерода жизнь невозможна. Но запасы углерода на нашей планете вовсе не беспредельны.

Растения получают углерод из углекислоты воздуха, а животные — от растений. Но в воздухе всего три сотых процента углекислоты. Таких запасов хватило бы ненадолго. Растения усвоили бы всю углекислоту, и жизнь на Земле прекратилась бы».

Подсчитано, что растения потребляют в год шестьдесят миллионов тонн углекислоты, а общие запасы этого газа в воздухе не превышают двух миллиардов тонн. Значит, запасы углекислоты в воздухе могли бы истощиться примерно за тридцать лет.

Правда, растения служат пищей для животных, а они при дыхании выделяют углекислоту и постоянно пополняют ее запасы в воздухе. Но ведь не все составные части растений, не все органические вещества годятся в пищу животным. Раньше или позже весь углерод оказался бы в составе таких веществ, непригодных для питания, превратился бы в мертвый капитал. И жизнь на Земле также прекратилась бы.

Только микробы могут разлагать все органические вещества животного и растительного происхождения.

Все, конечно, замечали, что уголь от костров, обгоревшие сучья, следы больших и малых лесных пожаров постепенно исчезают. Куда же девается уголь? Его разлагают микробы. Значит, даже уголь может служить им пищей.

Ничтожные по размерам, но способные проникать всюду, микробы разлагают все, даже самые крошечные пылинки органических веществ, которые ни животные, ни человек не используют, так как такие пылинки просто невидимы.

«Микробы, эти крошечные санитары, — пишет Владимир Оттонович Таусон, — настигнут и найдут пылинки органического вещества везде, куда не проникает ни одно животное, ибо куда попадают пылинки, могут попасть и попадают микробы, и притом тем же самым способом сообщения — по воздуху.

Они разыщут эти пылинки, как и все другое, что может быть пищей для них. Разыщут всюду — и в расселинах скал, и в песках пустынь, и на дне морей, и в снегах Арктики и Антарктиды, и на фирновых полях и ледниках горных вершин. Разыщут потому, что каждая пылинка органического вещества — это уже некоторый запас пищи для этих маленьких микробных клеточек».

При разложении органических веществ выделяется углерод, который вновь возвращается в воздух в виде углекислого газа.

За счет этой углекислоты вырастут новые растения.

При помощи энергии солнечных лучей эти растения будут улавливать углекислоту из воздуха и использовать ее на построение живых клеток своего тела. А потом растения попадут в пищу животным. И все начнется сначала.

Так благодаря микроорганизмам происходит кругооборот углерода и других веществ, необходимых для возобновления и совершенствования жизни.

Мы уже убедились раньше, что, не будь в морях и океанах микроорганизмов, там не смогли бы жить крупные и мелкие животные. Ведь все они прямо или через посредство других организмов питаются мельчайшими обитателями воды. Теперь мы можем сказать, что не только водные, но и все другие животные и человек состоят на иждивении невидимок.

Но если сказать только это, — значит, умалить значение микробов. Их роль в природе еще шире и многообразней.

Дело в том, что без микроорганизмов жизнь на Земле прекратилась бы гораздо раньше того времени, когда растения усвоили бы весь углерод из воздуха, ибо без микробов растения не смогли бы ни жить, ни развиваться. Да и планета наша без микробов выглядела бы совсем иначе. Не было бы многих гор, сложенных из известняка, в недрах земли не лежали бы пласты каменного угля и озера нефти, отсутствовали бы многие другие полезные ископаемые.

Но почему растения не могут жить без микробов? Какая связь между микроорганизмами и происхождением угля и нефти?

На все эти вопросы мы найдем ответ, если продолжим наше путешествие в стране невидимок.