СОЗДАТЕЛЬ ПОЧВЕННОЙ МИКРОБИОЛОГИИ

Смотрите также:

Биография Костычева

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Химия почвы

Биология почвы

Круговорот атомов в природе

Книги Докучаева

Криогенез почв  

Биогеоценология

Геология

Основы геологии

Геолог Ферсман

ПАВЕЛ КОСТЫЧЕВ (1845—1895)

Черви и почвообразование

 Дождевые черви

Вернадский. Биосфера

Геохимия - химия земли

Гидрогеохимия. Химия воды

Минералогия

Происхождение растений

Биология

Эволюция биосферы

Геоботаника

Общая биология

Мейен - Из истории растительных династий

Биографии биологов, почвоведов

Эволюция

Микробиология

Пособие по биологии

 «Павел Андреевич Костычев... был создателем русской почвенной микробиологии. Более того, он был одним из основоположников почвенной микробиологии вообще».

Д. М. Новогрудский

Зимой 1881/82 года чрезвычайно оживилась работа костычевского студенческого научного кружка в Лесном институте. Костычев рассказывал студентам о поездке по черноземным степям, показывал им образцы собранных почв и растений. Он увлекал молодежь своим примером смелого экспериментатора, стремившегося разрабатывать важные научные проблемы, которые имели первостепенное значение и для практики.

Студенты института наперебой стремились брать темы для своих «рассуждений» в лаборатории почвоведения. Ее руководитель очень нуждался в помощниках. После первого знакомства с черноземами в природе пе* ред ним встало множество вопросов, требующих срочного разрешения. Костычев прекрасно сознавал, что он один немного сумеет сделать. Кое-какие анализы удавалось провести на сельскохозяйственной химической станции, но здесь возможности были очень невелики. Привлечение студентов к работе имело поэтому большое значение. И они действительно много сделали для своего учителя. Он всегда с чувством глубокой благодарности отмечал участие студентов в его исследованиях. В предисловии к одной из своих книг он писал;

«Не могу не высказать моей признательности слушателям Лесного института, работами которых... я мог 'воспользоваться при своих исследованиях. Без такого пособия труд мой или- был бы менее полон, или же явился бы в свет позднее».

Студенты и> сам Костычев прежде всего приступили к исследованию процессов разложения органических веществ. Почвенный перегной имеет темную окраску, тогда как исходные продукты, из которых он образуется, окрашены совсем в другие цвета. Как же получаются эти темно окрашенные вещества? — вот что надо было выяснить. Существовала и другая сторона в этом деле, которая глубоко занимала Костычева. Большинство ученых, изучавших чернозем, обращало внимание только на накопление в нем перегноя. Интересно было выяснить противоположный процесс — процесс разложения перегноя. Ведь при этом вновь высвобождаются простые минеральные соли и углекислый газ, нужные для питания высших растений.

Студент Белен начинает исследовать влияние температуры и влажности на разложение органического вещества; студент Опритов изучает воздействие на этот процесс углекислой извести. Слушатель Стешко готовит «рассуждение» на тему «О ходе процесса разложения органическою вещества растительного происхождения». Так как подобных исследований раньше почти не проводилось, то методику работы и аппаратуру студентам приходилось создавать самим; деятельную помощь оказывал им в этом руководитель лаборатории.

В результате коллективной работы костычевского кружка были разрешены многие интересные вопросы. Выяснилось, что с возрастанием температуры разложение быстро усиливается, но только в том случае, если разлагающееся вещество содержит достаточно влаги Сухие растительные остатки тоже разлагались, но очень медленно. При достаточной влажности разложение сильнее всего идет при температуре около 35 — 37 градусов. Более высокие температуры замедляют процесс разложения. Отсюда Костычев сделал предположение, что в разложении органического вещества главная роль принадлежит необычным химическим процессам, а микроорганизмам. Их значение в процессах «брожения», напоминающих разложение органических веществ в почве, незадолго до работ Костычева было установлено выдающимся французским ученым, одним из создателей научной микробиологии, Луи Пастером (1822— 1895). Костычев, однако, не владел микробиологическими методами; впрочем, по отношению к почве таких методов тогда вообще не существовало.

В начале 1882 года Костычев был отвлечен от интересовавших его научных проблем совершенно новым делом, которое, на первый взгляд, могло только помешать его работам по почвоведению. Он занялся изучением... предохранительных прививок сибирской язвы и некоторых других болезней лошадям и овцам.

В России, как и в других странах, нередко происходили огромные падежи скота. Причиной их были заразные болезни, мер борьбы с которыми совершенно не существовало. Нередко эти эпидемии поражали одновременно и людей и животных. Еще в Тверской летописи, в записи под 1158 годом говорилось: «Мор бысть мног в Новегороде и в людях и в конех, яко не льзя бяше дойти торгу сквозе город ни на поле выйти, смрада ради мертвых; и скот рогатый помре». Но только в XVIII веке были описаны более точно такие болезни, как страшная сибирская язва, поражавшая особенно сильно лошадей и овец. В конце семидесятых — начале восьмидесятых годов XIX столетия эпидемии сибирской язвы участились и приняли особенно угрожающий размах. В это время только за один год в Барабинской степи Западной Сибири пало от этой болезни около 100 тысяч лошадей. В 1879 году в одном херсонском имении помещика Фальц-Фейна сибирская язва погубила 125 тысяч овец.

Дш года спустя во Франции Пастер создал специальные вакцины для предохранительных прививок сибирской язвы домашним животным. Он продал свое открытие специально организованному в Париже Обществу пастеровских вакцин, у которого все страны должны были покупать вакцины за дорогую плату. Это общество предложило русскому посольству в Париже произвести пастеровские прививки и в России. Косные царские чиновники отклонили это .предложение.

Тогда некоторые помещики по своему почину приобрели вакцины и попробовали их, но результаты неожиданно получились очень неутешительные: 80 процентов привитых овец пало. Помещик Кудрявцев, потерпевший особенно сильный убыток от вакцинации, с гнезом писал: «1) Пастер изобрел новый яде живыми организмами, который превосходно убивает, 2) предохранительная его вакцина никуда не годится и предо храняет только случайно». Французы объяснили этот падеж овец тем, что вакцины якобы испортились, так как они находились в дороге из Парижа в Россию 40 дней.

Все эти события проходили своим чередом, а падежи скота все увеличивались. Наконец этим делом заинтересовались сразу Вольное экономическое общество и Управление коннозаводства. Они решили направить за границу группу русских ученых для ознакомления с методикой приготовления вакцин. В эту группу включили и Костычева. Очевидно, департамент земледелия, где он теперь служит и которому подчинялось коннозаводство, просто предложил Костычеву заняться этой работой. Он сначала колебался, но недолго. Его увлекла сама проблема борьбы с заразными болезнями — проблема, несомненно, имевшая колоссальное значение для русского сельского хозяйства. Костычев стремился освоить микробиологическую технику и применить ее затем к исследованию вопросов почвоведения.

Огромное влияние на решение Костычева ехать в Па риж оказало происшедшее как раз в это время знакомство его со Львом Семеновичем Ценковским (1822— 1887) — выдающимся русским ботаником Ценковский, многосторонний ученый, больше всего занимался низшими организмами — растительными и животными.

Он установил родство между ними и укрепил научные эволюционные воззрения на развитие органического. мира. Ценковский одновременно с Пастером и известным немецким ученым Робертом Кохом (1843—1910), а отчасти и раньше их изучил многие особенности бактерий, прежде всего болезнетворных. К. А. Тимирязев относил Ценковского к числу наиболее выдающихся русских ученых.

Открывая IX съезд русских естествоиспытателей и врачей в Москве в ян-варе 1894 года, Тимирязев говорил: «Лобачевские, Зинины, Ценковские, Бутлеровы, Пироговы, Боткины, Менделеевы, Сеченовы, Столетовы, Ковалевские, Мечниковы — вот те русские люди... после художников слова, которые в области мысли стяжали русскому имени прочную славу и за пределами отечества».

Формально Ценковский не возглавлял группу русских ученых, едущих за границу, но они единодушно считали его своим руководителем. Кроме Ценковского и Костычева, в Париж поехали видный ветеринарный врач Аркадий Александрович Раевский (1849— 1919), преподаватель Юрьевского ветеринарного института Е. М. Земмер (1843—1906) и еще несколько человек.

Прибывая в Париж в разное время, русские ученые поочередно обращались к Пастеру за разрешением изучить у него в лаборатории технику получения вакцин, о которой еще тогда не было опубликовано никаких работ. Однако все они получили от знаменитого микробиолога решительный ОТКАЗ. ОН заявил им, что его лаборатория является только научно-исследовательским учреждением, но не учебным. Даже широко известному в научных кругах Ценковскому Пастер отказал в каком бы то ни было содействии. Вот как вспоминал об этом А. А. Раевский:

«...Профессор Ценковский, по приезде в Париж в марте месяце, тотчас же отправился к Пастеру, кото-, рый оказал ему крайне нелюбезный прием, сопровождавшийся полным отказом на просьбу изучать под его руководством или под руководством одного из ассистентов приготовление вакцин сибирской язвы. Напрасно профессор Ценковский отправлялся к Пастеру во второй и третий раз: прием с каждым разом был все нелюбезнее».

Костычев, который также ничего не добился от Пастера, вынужден был устроиться для работы в лабораторию парижского зоолога Эдуарда Бальбиани (1823—1899). В этой лаборатории, которая занималась вопросами эмбриологии и изучением простейших животных, никто толком ничего не знал о пастеровских при- нивках, но здесь имелась кое-какая новая, неизвестная Костычеву аппаратура, и можно было освоить методику микробиологических исследований. Спустя некоторое время Ценковокий тоже начал работать в лаборатории Бальбиани. Тут-то они и сошлись с Костычевым особенно коротко, хотя познакомились ученые еще в Питере. Им пришлось, по существу, заново «открывать» закцины Пастера — им ведь был известен только конечный результат его работ и некоторые подробности их проведения.

Попутно ученые вели некоторые опыты по изучению почвенных бактерий. «С этой целью, — вспоминал потом Ценковский, — мы с профессором Костычевым засевали бульон или пептоны садовою землею, взятой из Люксембургского сада». Уже в Париже была получена вакцина, близкая по своему действию к пастеровской.

«Полученная сообща с профессором Костычевым вакцина, — писал Ценковский, — была испробована нами на двух кроликах... Заражение удалось как нельзя лучше». Постепенно у кроликов выработалась способность противостоять заражению уже очень большими дозами болезнетворного начала. Первая часть задачи была, таким образом, решена.

Друзья съездили в Лион и побывали в местной высшей ветеринарной школе, поприсутствовали они при массовых предохранительных прививках овцам сибирской язвы. На обратном пути в Россию Костычев задержался в Берлине и ознакомился с лабораторией Коха. Этот широко известный немецкий бактериолог считался большим авторитетом в вопросах техники микробиологических исследований. Русские ученые получили ряд полезных сведений у Коха, но эти сведения их не могли полностью удовлетворить. Дело в том, что Кох нетерпимо относился к открытиям других ученых. Автоклавов, считающихся в настоящее время аппаратами совершенно необходимыми для всякой микробиологической лаборатории, у Коха не было — он «не признавал» их. Кох считал, что «все внесенное Пастером в медицину не заслуживает особого вшшания».

Ценковский оставался в Париже до августа 1882 года, Костычев же уехал оттуда раньше, повидимому, еще в мае, — он спешил еще раз объехать южные конные заводы.

По приезде на родину ученые решили начать самостоятельные исследования по приготовлению предохранительных прививок. Возвратившись в Харьков, где он заведовал кафедрой ботаники в университете, Ценков- ский организовал здесь, почти целиком на свои средства, бактериологическую лабораторию, в которой замечательный русский ученый в скором времени сумел создать эффективно действующие вакцины, пригодные для предохранительных прививок сибирской язвы, или, как тогда говорили, антракса, русским породам овец.

Управление коннозаводства выделило на продолжение работ три тысячи рублей, чтобы дать ученым «способы и средства начать опыты прививания в России». Эти средства почти целиком ушли на приобретение дорогих тогда заграничных аппаратов для микробиологических исследований—стерилизационных печей, сосудов для чистых культур бактерий, аппаратов д'Арсон- валя для культур. На приобретение подопытных животных средств почти не осталось, а о дополнительных ассигнованиях нечего было и думать. Тем не менее опыты начались.

Петербургские ветеринары, побывавшие . во Франции и Германии, — Колесников и Шмулевич — начали эту работу в ветеринарном отделении Ветеринарно- медицинской академии. «Магистру же агрономии Костычеву, состоящему преподавателем в Петербургском Леоном институте, пожелавшему производить опыты по приемам, усвоенным им в лабораториях доктора Коха в Берлине и г. Бальбиани в Париже, — было признано возможным разрешить производство опытов в Лесном институте» К

Костычев очень добивался этого: теперь ему удалось у себя в институте создать маленькую микробиологическую лабораторию. Официально она предназначалась только для приготовления вакцин; этим руководитель

лаборатории и занялся, но одновременно он приступил к исполнению своей заветной мечты — {к исследованиям по микробиологии почвы.

Вернувшись из поездки по степям, Костычев вместе с Колесниковым в августе 1882 года отправился в Новоладожский уезд Петербургской губернии, где в то время свирепствовала сибирская язва. Здесь они приобрели необходимый для опытов материал — «содержащую бактерии коовь от одержимых сибирскою язвою животных». У себя в лаборатории Костычев готовил питательные бульоны, вносил в них кровь больных животных и таким образом создавал искусственную культуру болезнетворных бактерий. Силу этих культур он пробовал на кроликах и морских свинках, желая создать вакцины средней силы, которые, не убивая овец и других крупных животных, предохраняли бы их от инфекции.

Зимой решено было проверить вакцины на овцах, телятах и лошадях. Но животных этих было очень мало: в распоряжение Костычева выделили всего 10 овец. Помещение, в котором содержались животные, было совершенно неподходящим для проведения опытов. В официальном отчете мы находим такие строки: «экспериментаторы были вынуждены через меру скучивать животных, в ущерб гигиеническим требованиям, причем все-таки животные страдали от холодов минувшей суровой зимы». В связи с этим животные ослабели и не могли хорошо вынести прививки.

1 марта 1883 года Костычев с утра очень волновался. Это волнение передавалось и Авдотье Николаевне и даже сыну Сереже, которому в этом году исполнилось шесть лет.

Волнение старшего Костычева было понятно: вакцины, полученные им и его коллегами-ветеринарами, сегодня будут привиты здоровым животным. Вакцинации были подвергнуты 58 овец. Эта операция прошла благополучно. Но каковы будут ее последствия? Через несколько дней 16 овец пало. Можно было думать, что оставшиеся в живых животные приобрели иммунитет, то-есть невосприимчивость к заразе. Но эти надежды не оправдались: от последующих прививок пало еще 17 овец. Приходилось признать, что работы первых петербургских бактериологов дали плачевные результаты. Так многие и решили, но Костычев, который был уверен в точности своей работы, считал, что причины происшедшей неудачи лежат в особенностях пород овец северной России. Для них необходимы более слабые вак* цины, чем для овец французских. Это мнение в дальнейшем подтвердилось, но в тот момент Костычев и его коллеги остро переживали свою неудачу. Им все же в конце концов удалось получить вакцины, вполне пригодные для прививки антракса крупному рогатому скоту. Однако их дальнейшие опыты были прекращены.

JT. С. Ценковский у себя на юге пришел к лучшим результатам, и можно полагать, что в этом есть и известная заслуга Костычева. Он в письмах подробно информирует своего харьковского друга о всех петербургских неудачах, делится с ним своими соображениями о необходимости создания особых вакцин для пород животных, разводимых в России. Нам удалось обнаружить несколько неопубликованных -писем Ценковокого к Костычеву. Эти письма проникнуты неизменным дружеским чувством, из них явствует, как высоко ценил Ценковский своего друга, видя в нем крупного ученого, прежде всего микробиолога.

В одном из писем после жалоб на трудности в работе мы читаем такие слова: «...при занятиях очень часто чувствую, что было бы иначе, если бы был Павел Андреевич!»   Из другого письма следует, что не только Ценковский, но и Костычев тратил огромное количество энергии на работы с прививками.

«Ну что, — писал Ценковский, — Вы живете еще, или Вас окончательно уходили овечки? Что касается меня, то я так близко принимал к сердцу все неудачи, что выбился из сил и принужден оставить на каникулярное время нашего приятеля Бацилия» . Из переписки ученых видно, что свои отчеты по работе с вакцинами Ценковский еще в рукописи посылал на ознакомление Костычеву. Последний регулярно снабжал своего приятеля всеми книжными новинками по вопросам бактериологии

Ценковский умер в 1887 году от тяжелой болезни. Его вклад в русскую науку колоссален, но имя его долгое время оставалось в тени. Лишь совсем недавно советский ученый профессор А. И. Метелкин в своей книге о Ценковском показал во весь рост этого выдающегося ученого и патриота  . «Основателем отечественной микробиологии, в самом широком понятии об этой области знания, — говорит А. И. Метелкин, — следует признавать Л. С. Ценковского... научный путь Ценков- ского был совершенно самостоятельным и независимым от сколько-нибудь глубокого влияния на него со стороны виднейших представителей зарубежной науки... В своей микробиологической деятельности Ценковский наметил пять основных русел, по которым и движется с тех пор отечественная наука о микроорганизмах: общая микробиология, ветеринарная микробиология, медицинская микробиология, агрономическая микробиология, промышленная микробиология».

Первым, кто правильно оценил значение Л. С. Ценковского в истории русской науки, был Костычев. В 1887 году он опубликовал интересную статью «О прививках антракса в больших размерах». В ней были обобщены результаты опытов Ценко-вокого, который к этому времени уже решил задачу приготовления вакцин и удачно привил их нескольким тысячам голов овец. Русский ученый получил два типа вакцин, различающихся «по крепости», и, комбинируя их при прививках, создал новую методику предохранительных прививок. Этому открытию Ценковского Костычев совершенно правильно придавал огромное значение. «Пастер, как известно, — писал Костычев, — не дал точных указаний относительно того, как определять надлежащую крепость вакцин; кроме того, его указания не могут быть справедливы для животных разных местностей, потому что с большою вероятностью можно полагать, что в разных странах животные не одинаково чувствительны к заражению сибирской язвою».

Костычева чрезвычайно занимал вопрос о том, нельзя ли создать такие породы овец, которые были бы менее восприимчивы к сибирской язве. В работах Ценков- ского он нашел положительный ответ на этот вопрос: «Исследования профессора Ценковского показали следующий в высокой степени замечательный факт: оказывается, что овцы, которым прививкою сообщен иммунитет (неуязвимость) против сибирской язвы, дают потомство в сильной степени стойкое против этой болезни». Из этого высказывания видно, что Костычев признавал возможность направленной по воле человека изменчивости живых организмов.

С горечью пишет он о том, что Ценковский для своих выдающихся исследований не имел специальной, «хорошо организованной» лаборатории и в течение трех лет приготовлял вакцины «в проходной и пыльной комнате». Но ничто не могло помешать выдающемуся ученому, энтузиазм которого ломал все преграды. Эту сторону деятельности своего друга Костычев подчеркнул особенно ярко:

«Несмотря на такую неблагоприятную обстановку, наш знаменитый ученый... не только достиг предположенной цели (приготовления пастеровских вакцин), но и открыл много нового, интересного с научной стороны и важного практически. Его неустанная работа, в течение нескольких лет, прибавила новый ценный камень в тот венец славы, который он давно уже заслуженно

носит, а нас обязывает к глубокой благодарности ему».

* * *

Исключительная трудоспособность Костычева заслуживает глубочайшею внимания. Он умел организовывать свое время, умел использовать до дна свой поистине необычайный талант — талант искусного экспериментатора и вдумчивого ученого-теоретика. Продолжая свои летние поездки по степям, Костычев ведет исследование чернозема. В 1883 году в лаборатории вместе со студентами он вновь ставит многочисленные опыты по разложению органического вещества. В эту же зиму Костычев заканчивает свою работу о химическом составе рыбных продуктов, читает лекции в Лесном (институте и университете. Но сам он все это, по-видимому, считал делом не важным и не главным. Об этом периоде своей жизни он говорил, что занимался «более года почти исключительно бактериями — болезнетворными по преимуществу, а также и другими со стороны их физиологических свойств».

16 декабря 1882 года он выступил со своим первым докладом по бактериологии на заседании ботанического отделения Петербургского общества естествоиспытателей.

В протоколе заседания записано: «П. А. Костычев сделал сообщение о новейших исследованиях над бактериями, производящими различные болезни, причем демонстрировал под микроскопом бактерии бугорчатой !».

Открытие Кохом возбудителя туберкулеза было сделано несколькими месяцами раньше доклада Костычева. Отсюда мы можем видеть, с каким вниманием следил он за самыми новейшими достижениями микробиологии. И действительно, кроме экспериментальной работы по исследованию бактерий, Костычев в это время напряженно изучает русскую и иностранную микробиологическую литературу. Он замечает, что сводных работ в этой важнейшей области науки не существует.

В 1882 году вышел в Харькове очерк JI. С. Ценков- ского «Микроорганизмы», но он не охватывал всего вопроса. В 1883 году большой труд о бактериях выпустил немецкий ботаник Вильгельм Цопф (1846—1909).

Цопф с большим вниманием следил за успехами бактериологии в России. «Я один из тех, — писал он Ценковскому, — которые оценили Ваш истинно научный способ исследований, как указывающий новые пути в области низших организмов».

Ознакомившись с книгой Цопфа и найдя ее «удачно составленной», Костычев решил перевести ее на русский язык. Как он делал это и раньше, Костычев снабдил свой перевод многочисленными добавлениями. Когда работа была закончена, он неожиданно узнал, чго

1 Бугорчатка — туберкулез. Возбудитель этой болезни — палочка Коха — был открыт в 1882 году.

книга Цопфа одновременно переведена и его другом по университету X. Я. Гоби и тоже с добавлениями. Ученые решили объединить оба труда и издать книгу совместно, «...такое сотрудничество,—указывал X. Я. Гоби, — могло только возвысить достоинство издаваемою нами перевода вследствие тех существенных и подчас весьма обширных дополнений, которые включены в разных местах этой книги моим уважаемым собратом по науке».

Отмечая большие достоинства книги Цопфа, Костычев в своем предисловии писал, что он считал необходимым сделать примечания в тех местах, где его воззрения расходились с воззрениями немецкого ученого, и дополнить все важное, пропущенное им. Большой раздел книги, посвященный изложению методов исследования бактерий и определения их количества в разных средах, в том числе и в почве, был составлен Костычевым совершенно заново. Он справедливо полагал, что благодаря этим добавлениям стало возможно пользоваться книгою «как руководством для начинающих при исследованиях над бактериями; в особенности, — пояснял Костычев, — я имел в виду сделать книгу более полезною в этом отношении для врачей». Костычев достиг своей цели: медицинские журналы встретили русское издание книги Цопфа сочувственно, в рецензиях отмечалась большая новизна перевода по сравнению с оригиналом.

Эта новизна заключалась прежде всего в том, что русские ученые рассматривали бактерии как особый тип организмов, Цопф же ошибочно считал их разновидностью низших грибов. «Я не был согласен с автором, — писал Костычев, — относительно причисления бактерий к грибам». И переводчики доказали справедливость своей точки зрения. В своих добавлениях они также везде стремились подчеркнуть достижения отечественной науки. Говоря об открытии Фитца относительно изменчивости микроорганизмов, Костычев добавлял, что твердое убеждение о существовании такой изменчивости «было выражено в разговорах со мною профессором Ценковским ранее появления работы Фитца».

Поправляя в некоторых случаях воззрения самого Пастера на поведение отдельных бактерий, Костычев указывал, что он при этом «пользовался наблюдениями, произведенными главным образом Ценковским» и им самим в Париже, и отчасти своими работами в Петербурге.

В рецензии на книгу «Дробянки-бактерии» в журнале «Международная клиника» за 1884 год написано: «Всякий врач и студент, интересующийся вопросами о бактериях, скажет большое спасибо переводчикам за те прибавления, благодаря которым книга Цопфа приобрела гораздо больше цены, чем она имеет на немецком языке». Известный советский микробиолог Б. JI. Исаченко в 1947 году писал, что Костычев и Гоби снабдиши свой перевод «многими, не потерявшими и посейчас значения примечаниями», что «существенно отразилось на развитии у нас правильного представления о бактериях. В этом крупная заслуга переводчиков».

Мы видим, какой значительный вклад внес Костычев в науку о микроорганизмах. Его работы в этой области имели большое значение для дальнейшего развития ветеринарной, медицинской и общей микробиологии. Но серьезнее всего его заслуги перед микробиологией почвенной. Можно сказать, что такого раздела науки до Костычева вообще не существовало. Правда, некоторые ученые и до него интересовались почвенными микроорганизмами. Пастер выделил из почв палочки сибирской язвы. Еще раньше Эренберг обнаружил в почвах инфузории. Выдающееся открытие еще в 1866 году сделал русский ботаник академик М. С. Воронин (1838— 1903), обнаруживший бактерии, живущие в особых клубеньках на корнях бобовых растений. В 1879 году русский врач JT. Силич изучает микроорганизмы в почвах окрестностей Петербурга. Однако во всех этих исследованиях речь шла о видовом составе населяющих почву организмов, в лучшем случае — об их численности, но ничего не говорилось об участии микроорганизмов в процессе почвообразования—в разложении органического вещества. Костычев же поставил перед собой именно эту задачу: «Я предполагал, — писал он, — сперва исследовать по возможности действие всех низших организмов, найденных мною в почвах, определивши хотя в общих чертах роль каждого из них...»

Но сначала было необходимо изучить, как происходит разложение свежих растительных остатков, как они превращаются в темноокрашенные перегнойные вещества. Костычев брал стерильные кусочки листьев капусты, корней моркови, зерен пшеницы и в особых колбочках «заражал» их разными бактериями. Чистые культуры отдельных видов бактерий он получал из черноземных почв по способу Коха. Но эти кропотливые опыты не дали ожидаемых результатов. «Число отдельных колбочек, употребленных для этого, — указывал Костычев, — дошло с течением времени до 150, но все мои опыты были неудачны: все бактерии, полученные из почвы, давали в чистых культурах бесцветные твердые продукты разложения или же продукты, окрашенные в яркие цвета (желтый, красный), но никогда не получалось даже и светлобурой массы, не говоря уже о еще большем потемнении субстрата».

Костычев задумался над полученными результатами: а может быть, причина постигшей его неудачи заключается в том, что он брал для опытов чистые культуры отдельных видов бактерий — ведь в природной почве разные их виды всегда действуют совместно. Ученый ставит новые эксперименты: в колбочки со свежими растительными остатками он вносит «смеси» разных бактерий, но и в этом случае темных продуктов разложения не получалось. Костычев начал отчаиваться: «...я, наконец, потерял всякую надежду получить таким путем перегнойные вещества», — говорил он. Однако спустя некоторое время им была поставлена новая серия опытов — без доступа кислорода, с подкислением разлагающихся веществ. Но исследователь не получил того, что ожидал: «...все опыты над бактериями, стоившие мне очень большого труда и занявшие много времени, — с горечью отмечал он, — дали при всевозможных комбинациях, какие я только мог придумать, отрицательный результат. В культурах с одними бактериями никогда не получалось темного окрашивания субстрата».

И тут на помощь Костычеву пришел случай. Такие случаи всегда могут быть в жизни большого ученого, но повлиять на направление научного исследования они могут только тогда, когда ученый умеет из случайного наблюдения делать необходимые выводы. Вот как сам Костычев рассказывал об этом:

«Из описанных выше культур не все, однако, были удачны: в некоторых случаях вместе с бактериями попадали в колбочки грибные споры, из которых потом развивался мицелий  . Первая же неудачная культура такого рода сопровождалась замечательно удачным результатом в том отношении, что растительная масса вокруг мицелия окрасилась в темнобурый, почти черный цвет, и результат этот потом правильно повторялся при большинстве опытов ...когда грибные споры попадали на разные части субстрата, темное окрашивание начиналось сразу в нескольких центрах, так что в действии грибов сомневаться не было возможности».

Так Костычев установил новый и неожиданный для того времени факт — роль грибов в разложении органических веществ и в образовании темноокрашенного перегноя почвы. Это открытие не отрицало значения бактерий для гумусообразоваиия, но показывало, что не меньшую роль в почве играют и грибы.

Каким образом бактерии и грибы производят разложение органического вещества? Во времена Костычева на этот вопрос не существовало точного ответа; мнения ученых здесь сильно расходились. Обладая удивительной способностью проникать в самую сущность изучаемых явлений, Костычев и в этом вопросе примыкает к правильному воззрению, которое тогда еще только зарождалось. «...одни ученые, — писал он, — признают, что разлагающее действие производится непосредственно протоплазмой низших организмов, другие же полагают, что организм вырабатывает особое вещество — фермент, которое своим действием, сущность которого нам остается пока неизвестной, обусловливает распадение сложных веществ; для некоторых случаев существование таких'ферментов строго доказано... существование ферментов весьма вероятно и при процессах гниения растительных остатков». Именно такое представление о ферментах в дальнейшем было глубоко разработано в трудах виднейших советских биохимиков — академиков Сергея Павловича Костычева и Алексея Николаевича Баха, а в вопросах почвоведения — академиком В. Р. Вильямсом. Но впервые эти мысли были высказаны Костычевым.

Поскольку микроорганизмы почвы вырабатывают такие сложные продукты, как ферменты, роль этих организмов нельзя сводить только к участию в разложении отмерших остатков высших растений и животных. Несомненно, бактерии и грибы не только разлагают готовые органические вещества, но и, питаясь простыми продуктами этого разложения, вновь синтезируют в почве новые вещества. Почвенный перегной, или гумус, таким образом, не является только результатом разложения органических веществ, но и содержит в себе продукты грибного и микробного синтеза в почве — вот какой важный взгляд высказывает Костычев.

Он устанавливает, что некоторые микроорганизмы при питании минеральными веществами могут переводить их в форму очень сложных органических соединений. Так обстоит дело, например, с фосфором. В каждой почве содержится не только минеральный, но и органический фосфор. Вот когда было получено точное объяснение тех неудач, которые постигли Грандо при его опытах по растворению фосфора в аммиачных соединениях: фосфор, входящий в состав органических веществ, нерастворим в аммиаке.

Бактерии и грибы потребляют в процессе своей жизнедеятельности не только фосфор, но и азот. В состав их тела всегда входят белки, а для синтеза белков необходим азот. Поэтому микроорганизмы, разлагая белки, в готовом виде попадающие в почву, сами создают новые белки. «При всяком процессе разложения с участием низших организмов, — писал Костычев, — распадение белковых веществ, несомненно, сопровождается синтезом их». Это представление о единстве двух противоположных процессов, происходящих в почве, было для того времени настолько новум, что Костычев считал нужным особенно резко подчеркнуть отличие своих взглядов от господствующего мнения. «Мы должны, — указывал он, — внести некоторые поправки в наши представления о роли низших организмов в почве; обыкновенно мы представляем их себе как деятелей разложения и считаем их образователями питательных веществ для наших культурных и других высших растений. Сообщенные мною факты и соображения показывают, что низшие организмы сами могут потреблять простейшие азотистые соединения для образования из них сложных (белковых) веществ, то-есть в этих случаях они являются конкурентами высших растений и могут представлять существенную помеху для хорошего произрастания растений». Понятно, что это открытие изменяло существующие представления об условиях питания растений и объясняло, почему во многих случаях от внесения удобрений не произошло увеличения урожая: удобрения были поглощены микроорганизмами.

Из всех своих наблюдений Костычев сделал такой важный и новый вывод о перегное почвы: «Перегной представляет собой не мертвую массу, но в каждой точке дышит жизнью в разнообразных ее проявлениях; в нем происходят не только процессы разложения сложных органических соединений, но вместе с тем и процессы образования сложных соединений из простейших». Этот чисто научный, теоретический вывод имел и очень много практических следствий, прежде всего в решении вопросов накопления питательных веществ в почве, поглощения их бактериями и грибами, «омертвления» подвижных форм азота и фосфора.

Известный советский почвовед академик Иван Владимирович Тюрин, оценивая значение исследований Костычева в области микробиологии почвы, писал: «Если принять во внимание, что в то время развитие микробиологии только начиналось, что Костычев был первым почвоведом, применявшим методы и выводы микробиологии к изучению почв, можно поистине удивляться тому, что он так глубоко и, за немногими исключениями, правильно оценил значение микробиологической деятельности в жизни почв, настолько, что эта вценка сохраняет в основном свое значение и в настоящее время, то-есть через 60 лет после того, как она была высказана».

Во время своих опытов по разложению органических веществ растительного происхождения Костычев заметил, что в этом процессе участвуют не только микроорганизмы, но и многочисленные мелкие животные, обитающие в почве: дождевые черви, многоножки, различные насекомые. Они как бы подготовляют остатки тел отмерших растений к дальнейшему разложению их бактериями и грибами. «Значение деятельности животных громадно в деле измельчения органических остатков...» — писал Костычев.

Результаты всех своих наблюдений и исследований над черноземом как в природе, так и в лаборатории Костычев опубликовал в своей книге «Почвы черноземной области России, их происхождение, состав и свойства». Первая часть этого замечательного сочинения, посвященная образованию чернозема, вышла в свет в 1886 году. Здесь было показано, что важнейший процесс преобразования органического вещества, происходящий в почве, совершается под влиянием деятельности почвенных животных, грибов, бактерий,.а также и вследствие «химического взаимодействия составных частей разлагающегося вещества». Как мы видим, «химическое взаимодействие» поставлено в этом перечне на последнее место, тогда как предшественники и многие современники Костычева отводили химическим процессам первое место в разложении органического вещества. По утверждению В. Р. Вильямса и Н. И. Саввино- ва, Костычев принадлежал к тем исследователям, которые установили, что «в образовании природного перегноя главное, решающее значение имеют не мертвые химические агенты атмосферы, а живые существа, начиная с землероев, земляных червей и насекомых и кончая микроскопически малыми Protozoa \ грибками и бактериями».

К содержанию книги: ЖЗЛ. Игорь и Лев Крупениковы "Павел Андреевич Костычев"