 |
|
|
Виноградский. МИКРОБИОЛОГИЯ ПОЧВЫ |
АЗОТОБАКТЕР
|
С.Н. Виноградский
Смотрите также:
Биографии биологов, почвоведов
|
Культуры на средах с азотистыми питательными веществами
Исследованиями ряда авторов было установлено, что культуры азотобактера развиваются быстрее в присутствии органического или минерального азота; отсюда делался вывод, что эти фиксаторы азота извлекают пользу из азотистых питательных веществ в такой же мере, как бактерии, не фиксирующие азот. Что касается вопроса, способны ли азотфиксаторы к дезаминированию азотистых соединений — пептона, аминных и амидных производных, то мнения по этому вопросу расходятся, и он заслуживает специального изучения. Сейчас мы его коснемся лишь постольку, поскольку он представляет интерес для наших морфологических изысканий.
Совершенно очевидно, что было бы бесполезно начинать опыты в указанном направлении без уверенности в чистоте исследуемых культур и без строгого контроля в дальнейшем. Это требование является элементарным, но в интересующем нас случае оно далеко не всегда соблюдалось. Некоторые авторы, раз очистивши культуру, в дальнейшем не остерегались возможного присутствия в ней остатков посторонних зародышей микробов, которые, до тех пор пока среда была лишена ассимилируемого азота, могли сохраняться в латентном состоянии, ни в какой мере не препятствуя развитию азотфиксаторов. Но внесение азотсодержащих питательных веществ, стимулируя размножение бактерий, не способных усваивать атмосферный азот, могло привести к полному подавлению развития фиксаторов азота.
В настоящей работе мы хотим проследить, как отражается присутствие азотистых веществ на морфологии и развитии изучаемого нами штамма азотобактера.
Нами были испытаны различные комбинации питательных веществ: бульон Мартэна, пептон, аспарагин, без прибавления или с прибавлением безазотистых веществ: этилового спирта и глюкозы; наконец, аммиачный и нитратный азот с этиловым спиртом. Бульон употреблялся сам по себе, остальные вещества прибавлялись к 30 мл раствора солей (стр. 697).
Растворы, к которым прибавлялся в небольшом количестве мел, разливали в такие же колбы, как и в других опытах. Ниже следует список вносимых веществ с обозначением количеств в миллиграммах или в миллилитрах (для жидкостей): 1. Бульон Мартэна 2. Пептон 100 3. Пептон , 100 . . . 100 4. Пептон 100 Этиловый спирт . . . . 0,1 5. Аспарагин 100 6. Аспарагин 100 7. Аспарагин 100 Этиловый спирт . . . . . . 0,1 8. Сернокислый Этиловый спирт . . . . . . 0,1 аммоний . . . . . 66 9. Азотнокислый . . . 0,1 натрий . 100 Эквивалентные дозы азота
Наблюдения производились в двух сериях опытов, по две параллельные культуры для каждого варианта.
Результаты получались следующие: Бульон Мартэна оставался прозрачным неопределенно долгое время. Раствор аспарагина не вызвал ни малейшего развития: наблюдалась полнейшая прозрачность в течение продолжительного времени. Раствор пептона дал легкую опалесценцию с почти полным просветлением через 2—3 дня. Выделения аммиака не было замечено. Все культуры с безазотистыми веществами при температуре в 30° помутнели через 14 часов. Размножение шло ускоренными темпами, характерная окраска появилась раньше, подвижность была достаточно интенсивной. Что касается микроскопической картины, то она не отличалась больше ни однородностью, ни правильной и последовательной сменой отдельных стадий. От начала развития и до его конца под микроскопом можно было наблюдать разнообразные формы клеток, среди которых особенно привлекали внимание грушевидные и согнутые под углом. Точно так же бросалось в глаза большое количество двойных образований, развивающихся асимметрично: одна половина, раздутая в виде груши, другая,— сохраняющая форму тонкой палочки. То тут, то там попадались уродливые формы, но они в общем были довольно редки; вернее было бы сказать, что вся культура становилась отклоняющейся. Процесс инцистирования оказался еще более нарушенным, чем при культивировании на безазотистых средах с сахарами. Культуры утратили способность к образованию цист. Если же последние и появлялись в ограниченном количестве, то подвергались процессу дегенерации, аналогично тому, как это было описано раньше.
В предыдущих исследованиях мы возвращались несколько раз к вопросу о действии азотистых веществ на развитие азотобактера. Опытами, частью проведенными в сотрудничестве с Земецкой, мы показали, что это действие явно неблагоприятное. Безразлично, будут ли опыты ставиться на пластинках из кремнекислого геля, заражаемых почвой, будет ли сама почва использована в качестве среды для развития микроба, или просто будут наблюдать за количеством клеток азотобактера в каждом поле зрения под микроскопом,— коротко говоря, во всех случаях, когда этот фиксатор азота будет поставлен в условия соревнования с бациллами или другими микробами почвы, присутствие азотистых веществ в среде будет угнетать его развитие. В результате настоящих морфологических исследований можно считать, что даже в чистых культурах азотистые вещества не способствуют развитию азотобактера, который не приспособлен к их потреблению. Правда, что в этом случае количество азота, особенно органического, было значительно повышено по сравнению с минеральным, но все равно в обоих случаях развитие пошло ненормальным путем, что выразилось главным образом в отсутствии образований, обеспечивающих сохранение микроба при неблагоприятных внешних условиях.
Чтобы закончить изучение нашего штамма, остается еще привести некоторые данные, касающиеся жгутиков и цист.
Жгутики. Специальные методы окрашивания жгутиков не дали нам достаточно четких изображений. Но удается видеть жгутики при применении пашей двойной окраски: виоламин с последующей окраской Генцианом. Подвижные клетки азотобактера большей частью монотрихиаль- ньт: но встречаются й такие, у которых имеются добавочяые жгутики, образующие маленькие пучки на одном из концов клетки.
Цисты. Эти образования были описаны как во многих старых работах Пражмовского и Омелянского, так и в современных (Красиль- ников, Бачинская и др.)- Прорастание цист было прсслежено этими авторами, которые, за исключением некоторых деталей, пришли к одинаковым выводам относительно общего направления в ходе развития процесса. Тем не менее многие особенности, характерные для цист,, ускользнули от названных исследователей, и прежде всего они не обратили внимания на важную роль цист в цикле нормального развития микроба.
Образованию цисты предшествует состояние клетки, названное нами предцистическим, которое было описано и изображено на табл. XXXI фиг. 6. Перед тем как инцистироваться, клетка сокращается, ее внутренние включения исчезают и затем она одевается двуслойной капсулой, внутренний слой которой несколько толще наружного. После этого можно считать, что циста сформировалась. Детали структуры прекрасно вы-, являются при помощи нашей методики тройного окрашивания: наружный, резко очерченный слой оболочки цисты становится бурым или черным. Он снабжен маленькими наружными выростами, вернее даже шипиками, делающими поверхность цисты шероховатой; внутренний слой окрашивается в желтый цвет; клетка, образующая центральное тело, принимает стальной, бурый или черный оттенок.
Такая однородность является результатом активного протекания процесса, во-время начинающегося и захватывающего сразу всю культуру. Если процесс затягивается, то однородность нарушается, так как клетки имеют тенденцию с возрастом уменьшаться в размерах (карликовость). Поэтому в культурах с медленно протекающим или уродливым инцисти- рованием часто находят то или иное количество цист гораздо меньших размеров, чем обычно, которые можно назвать карликовыми цистами. В общем же, ни размеры, ни форма цист не могут служить надежными видовыми признаками, так как они могут достаточно широко изменяться, в зависимости от особенностей клеток, из которых они образуются: клетка кРуглая или овальная, маленькая или большая даст цисту, подобную ей, Увеличенную лишь на двойную толщину капсулы. Не изменяется только Структура, вследствие чего цисты легко и сразу можно узнать, несмотря на все разнообразие их форм и размеров. Чтобы проследить прорастание цист, то вместо помещения их в висячую каплю, гораздо легче и показательнее прибегать к изго- т°влению ряда препаратов из таких прорастающих цист последовательно в течение приблизительно двенадцати часов. Это хорошо обеспечивает непрерывность наблюдений и дает возможность воспроизводить фотографически всю последовательность отдельных стадий прорастания цист, вместо того чтобы удовлетворяться рисунками.
В этом случае поступают следующим образом. Высушивают капельку культуры с хорошо инцистированными клетками в центре покровного стекла,— приготовляют сразу целую серию таких препаратов и помещают их в чашку Петри, служащую влажной камерой; наносят на покровные стекла (не обезжиренные) большую каплю питательной среды и ставят в термостат. После этого остается только через каждые два часа вынимать из термостата по одному покровному стеклу, удалять с них питательную жидкость, высушивать и красить. Цисты, в стадии прорастания хорошо приклеивающиеся к покровным стеклам, дадут все последовательные стадии этого процесса через 6—10 часов от начала прорастания; иногда можно проследить все стадии даже на одном препарате.
Прорастание цисты начинается с перемещения центрального тела, которое занимает эксцентрическое положение. Оно вплотную прижимается к стенке цисты, прокладывает себе проход через ее оболочку, на некоторое время задерживается в образовавшемся отверстии, чтобы затем покинуть маленький пустой мешочек, каким становится к тому времени капсула. После выхода содержимое цисты имеет вид маленькой кокковидной клетки, не превышающей 1 р. в диаметре. Тотчас же она начинает вытягиваться, сначала в овальное тело, а затем в палочку, которая начинает двигаться. После этого цикл развития микроба начинается снова.
|
|
|
|
К содержанию книги: Сергей Николаевич ВИНОГРАДСКИЙ - МИКРОБИОЛОГИЯ ПОЧВЫ. ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ
|
Последние добавления:
Ферсман. Химия Земли и Космоса
Перельман. Биокосные системы Земли
Вильямс. Травопольная система земледелия
Качинский - Жизнь и свойства почвы