З великими труднощами з дна гамір Гренландського моря витягнута довга трубка з колонкою мулу. Які в ньому виявляться «невидимки»? Скільки їх?
На поперечнику жіночого волосся легко розміститься «шеренга» в 60 бактерій.
Мікробіологи довели, що безперервний «дощ трупів», зображений на цьому малюнку, не залишається похованим на дні Чорного моря.
Така велика кількість мікробних форм виявили скла обростання на різних глибинах північно-західній частині Тихого океану. Правда, чим глибше, тим мікробний «пейзаж» стає все одноманітно.
Так виглядають скла обростання (укріплені на тросі), які опускалися на глибини до декількох тисяч метрів для взяття мікробіологічних проб.
Цією планктонної сіткою відчувалися і дрібні тварини, і рослинні організми з верхніх шарів моря, і «дощ трупів».
Дивно різноманітний і всюдисущий світ мікроорганізмів! На кольоровій вкладці показана карта мікробіологічних станцій, де радянські вчені проводили дослідження морських глибин.
<
>
Перші кроки
У 1906 році на пароплаві «Андрій Первозванний» відомий російський вчений Борис Лаврентійович Ісаченко відправився в далеке плавання, щоб дослідити мікроби, які населяють моря й океани. Багато питань хотілося вирішити допитливому досліднику. Адже в ту пору навіть не було відомо, чи існують бактерії в холодних водах Льодовитого океану.
У своїй праці «Дослідження над бактеріями Північного Льодовитого океану», опублікованому лише через 8 років після завершення експедиції, він писав: «Ясно було, що одним рейсом одного року досягти багато чого не можна. Зізнавалася обов'язковість вторинного дослідження, щоб скласти більш ймовірні уявлення про сталість розподілу бактерії по відомим течіям і про сталість протікають в них процесів. Але виконати цю умову, таке необхідне для точності роботи, не довелося - експедиція припинила своє існування ».
І яким контрастом звучать слова того ж вченого три десятиліття по тому!
У 1937 році в статті «Мікробіологічні дослідження морів СРСР» академік Б. Л. Ісаченко писав: «Вивчення мікробіології моря прийняло в СРСР широкого розмаху, яких ми не бачимо в інших державах. Дослідження в Чорному морі 1890 - 1891 рр. Андрусова, Зелінського, Лебединцева та ін. Вперше дали ясні докази значення мікроорганізмів у біології водойм ... Але розвиток послідовної діяльності майже у всіх морях, що омивають Союз, отримало яскраве і планомірне вираз тільки при Радянському уряді ».
У 1946 році Інститутом мікробіології Академії наук СРСР разом із Севастопольською станцією були організовані мікробіологічні дослідження в глибоководних областях різних морів і океанів. До цього мікробіологічні дослідження проводилися переважно в поверхневих шарах і прибережних районах. Колектив мікробіологів, очолюваний професором А. Є. Кріссом, сміливо і оперативно взявся за вивчення мікроорганізмів всієї водної товщі і грунтів морів і океанів.
А Е. Крісс багато років був сухопутним дослідником, але, включившись в роботу відділу, керованого свого часу академіком Б. Л Ісаченко, поступово перетворилася в натураліста-мореплавця. Він став відважним «морським мисливцем» за нескінченно малими істотами - мікробами, роль яких у житті водойм так само велика, як і на суші.
У незвичайних умовах
Вивчення мікрофлори світового океану завдання виняткової складності. Візьмемо, наприклад, таку проблему: облік чисельності мізерно малих істот, завбільшки в тисячні частки міліметра, на різних глибинах.
При сприятливих умовах представника найбільш поширених мікроорганізмів бактерії - кожні 30-60 хвилин діляться навпіл, і, отже, їх число за цей короткий термін може подвоюватися. Правда, в плавучому науково-дослідному інституті, яким є експедиційне судно «Витязь», є чудово обладнана мікробіологічна лабораторія. Але і за цих умов отримати точний відбиток щільності мікробного населення і мікробіологічних процесів, що відбуваються у водній товщі, дуже і дуже складно.
До того ж на кораблі похитує, а нерідко і дуже грунтовно. Були випадки, коли ще недосвідчені учасники експедиції до того заколисує, виконуючи задану програму робіт, що їх доводилося терміново списувати на берег. Адже в університеті біологів не вчили пройтися таким собі морським вовком по вельми неспокійною палубі з тендітною апаратурою в руках або годинами, розгойдуючись, точно на гойдалках, просиджувати за мікроскопом. Але до всього цього в кінці кінців можна звикнути. Складніше подолати інші труднощі. В повітрі, на поверхні апаратури - по всіх усюдах безліч всяких мікробів. Потрібно знайти такі методи і способи взяття проби для аналізів, щоб точно визначити мікробне населення тих місць, які підлягають дослідженню, і не захопити мешканців верхніх шарів моря і з повітря. Тут потрібно не тільки ювелірна тонкість спеціальної техніки, надзвичайно суворий режим лабораторної роботи, а й талант експериментатора. Це завдання значною мірою вирішив колектив мікробіологів, очолюваний професором А. Є. Кріссом. У його фундаментальній книзі, опублікованій в 1959 році, «Морська мікробіологія (глибоководна)» крок за кроком простежується найменша можливість занесення мікробів в пробу ззовні. Так, наприклад, кран батометра, канал якого не промивається морською водою, так як він закритий під час спуску приладу, повинен бути ретельно опрацьовано полум'ям. Разом з тим сильне тертя стінок батометра про воду перешкоджає прикріплення до них бактерій і потрапляння їх у такий спосіб в більш глибоко розташовані шари води. Це тільки два приклади, а їх можна навести десятки.
В результаті строгого, пунктуального обліку всіх цих вимог були проведені виключно цінні досліди, досягнуті оригінальні результати, висунуті сміливі і дуже цікаві гіпотези.
Мікроби під льодами
Успіхи в діяльності професора Крісса визначалися, звичайно, не тільки високими вимогами до лабораторних робіт. «Стало реальністю, - пише Анатолій Овсійович, то, що ще не так давно здавалося нездійсненною мрією, проведення мікробіологічних досліджень в Центральному Полярному басейні, і зокрема в районі Північного полюса. Небувалі можливості для мікробіологічних досліджень в Центральній Арктиці відкрилися з організацією дрейфуючих станцій ». Тепер були всі умови, щоб відповісти на питання: чи існує бактеріальна життя в Центральній Арктиці, в глибинах Північного Льодовитого океану, під багаторічними паковими льодами?
Політ на Північний полюс, робота на дрейфуючій станції, та ще перед закінченням дрейфу, нерідко пов'язані з непередбаченими небезпеками. Але професора Крісса це не бентежило. Він охоче поділяв всі негаразди і труднощі, які випадали на долю мужніх жителів наукових дрейфуючих станцій. У 1954 році вчений зробив два польоту на станцію «Північний полюс-3», в 1955 році проводив дослідження на станціях «Північний полюс-3» і «Північний полюс-5».
У 1956 році робота велася в районі полюса відносної недоступності. Плоскі чашки з живильним середовищем для мікроорганізмів і зі спеціальними фільтрами, через які пропускалися проби досліджуваної води, містилися в особливі металеві коробки. Коробки подвешивались до купола намети, де постійно підтримується температура 25-27 градусів тепла. У цьому своєрідному інкубаторі пророщують окремі клітини мікробів. Розмножуючись, вони утворювали численне потомство колонію, видиму неозброєним оком. За кількістю утворилися колоній мікробіологи судять про кількість мікробів в даному зразку. І ось, точно на яку виявляє фотоплатівці, на фільтрах із зразками води, взятих з різних глибин, стали з'являтися одна, дві, десятки і навіть сотні колоній.
В окремих пробах, витягнутих з океану в Центральній Арктиці з глибини 3 700 метрів, було виявлено на літр води 140 бактерій, а з глибини 200 метрів - 3 045 бактерій. У воді, взятій з глибини 100, 250 метрів, і в мулі, піднятому з глибини 3 450 метрів, були знайдені не тільки бактерії, але і дріжджі, які утворили білі і рожеві колонії.
Отже, «докази», що мікроорганізми дійсно існують в Центральній Арктиці, в глибинах Північного Льодовитого океану під багаторічними паковими льодами, з усією очевидністю виростали на плоских чашках мікробіологів, подібно грибам після гарного літнього дощу.
незвичайна перепис
Масштаби досліджень, проведених професором Кріссом протягом дванадцяти років, дуже значні. Він за допомогою нечисленного колективу справив своєрідну перепис мікробного населення морів Північного Льодовитого океану, Охотського, гренландського і інших вод Центральної Арктики, Тихого і Індійського океанів, Чорного і Каспійського морів. Вченими-мікробіологами були вперше обстежені найглибші западини Тихого океану.
У книзі «Морська мікробіологія», що є стрункою літописом захоплюючих експедицій, наведений найцінніший фактичний матеріал про кількісний вміст і про видовий склад мікроорганізмів на різних глибинах океанічної товщі від поверхні до дна. У ній докладно описані закономірності поширення мікроорганізмів в різних географічних зонах світового океану.
Які в ньому виявляться «невидимки»?Скільки їх?
Тепер були всі умови, щоб відповісти на питання: чи існує бактеріальна життя в Центральній Арктиці, в глибинах Північного Льодовитого океану, під багаторічними паковими льодами?
