Заклятые враги бактерий, кто они?

Всем знакомо слово «антагонизм», это - борьба, конфликт, противостояние. В биологии же, это означает враждебные взаимоотношения между микроорганизмами. Антагонизм может проявляться как у родственных микроорганизмов, так и у далеких друг от друга семейств. Наиболее сильно это проявляется между бактериями и грибами - плесенью. 

Наблюдения за тем, как плесень убивает бактерии привело к открытию пенициллина - первого полученного людьми вещества для борьбы с вредными бактериями. Подобные препараты называются антибиотики, или антибактериальные препараты. Большинство антибиотиков получают из плесневых грибов, из некоторых бактерий и растений или синтезируют искусственно.

Пенициллин в 1929 году неожиданно открыл шотландский бактериолог Александр Флеминг. Одно из величайших открытий ХХ века произошло действительно случайно - Флемингу помог чудовищный беспорядок в его лаборатории.
Он обнаружил, что на питательной среде с агар-агаром в чашке Петри, населенной бактериями, случайно выросла колония плесневых грибов. Так бывает, особенно если повсюду грязь.

Глазастый Флеминг заметил, что колонии стали прозрачными - бактерии уничтожались плесенью! Ему посчастливилось выделить из плесени активное вещество, разрушающее клетки бактерий.
Это и был пенициллин - первый антибиотик в истории. Хоть и грязнуля, но Флеминг оказался большим молодцом. Во многом благодаря его стараниям во Вторую мировую войну было налажено массовое производство пенициллина, и в 1945 году Флеминг получил Нобелевскую премию. Появление пенициллина послужило толчком для появления новых видов антибиотиков.

Мы понаблюдаем за антагонизмом в микроскоп. Для начала возьмем распространенный антибиотик левомицетин. По науке он называется хлорамфеникол и входит в состав многих антибактериальных препаратов. Впервые он был получен из почвенной бактерии в 1947 году. Губительное действие левомицетина заключается в том, что он мешает бактериям наращивать белковую цепочку, а образование белка необходимо для жизни всем организмам. Также левомицетин может разрушать стенки клеток и бактерии просто лопаются!

Кроме антибиотиков существуют и другие препараты для борьбы с бактериями, например, антисептики. По принципу действия они отличаются от антибиотиков - при контакте с клеткой бактерии образуются вещества, вызывающие необратимые изменения белков клетки, что приводит к гибели бактерий. Они эффективно убивают многие бактерии, в частности стафилококки.
Для нашего эксперимента мы возьмем самый доступный - раствор фурацилина.

В качестве подопытных мы используем бактерии гниения. Эти бактерии имеют важное значение для круговорота веществ в природе. Они питаются остатками живых организмов и растений, очищая тем самым землю и превращая мертвые организмы и растения в перегной - важную часть плодородной почвы. В процессе их работы происходит разложение сложных органических веществ на простые и стойкие вещества. Это называется процессом гниения, а такие бактерии называются сапротрофы.
Это широко распространенная группа палочек и в нее входит много разных видов бактерий, например, зловредная кишечная палочка.

В нашем исследовании мы будем наблюдать за бактериями, специально выращенными нами. Для этого мы использовали кусочек испортившейся колбасы.

Если вы будете проводить подобное исследование, помните, что гниение это процесс биологического распада и он происходит с образованием отвратительно пахнущих веществ и газов, таких как аммиак, сероводород и других не менее вонючих веществ. И если вы человек брезгливый или плохо переносите подобные запахи, то лучше вместо гнилостных бактерий исследуйте что-нибудь другое. Если же вы все-таки решитесь, не забывайте пользоваться защитными перчатками и проветривать помещение.

Эти бактерии мы заселили в чашку Петри. Вот, что можно видеть по истечении нескольких дней.

Теперь на предметное стекло рядом с образцом из чашки мы нанесем крошечную капельку раствора левомицетина и накроем покровным стеклом. Антибиотик начнет проникать к бактериям.

А сейчас мы посмотрим, как с бактериями будет взаимодействовать выбранный нами антисептик - раствор фурацилина. С этим образцом мы поступим точно так же.

Почему же наши, обычно малоподвижные бактерии, пришли в движение? Они старались удалиться от источника опасности - репеллента, которым в наших экспериментах были левомицетин и фурацилин.

Как мы увидели, по разрушающему действию оказанному на выращенные нами бактерии - сапротрофы и антибиотик и антисептик проявили себя примерно одинаково. Но как они будут воевать с другими бактериями? И как будут убивать бактерии другие, более современные антибактериальные препараты? А вот это покажут уже другие исследования.

А есть ли польза в антагонизме бактерий?

Есть! Эту особенность люди стали использовать задолго до изобретения антибиотиков, во времена, когда микробиологии еще не существовало. А про микроскопы и говорить не приходится. Благодаря антагонизму продукты сбраживания, например сыр, кефир, квас или квашенные овощи могут очень долго сохранять свои качества. Антагонизм делает молочные продукты и более полезными – ведь молочнокислые бактерии заклятые враги мерзкой кишечной палочке и гнилостным бактериям.

Заключение

Всем знакомо выражение «Выживает сильнейший». Но по отношению к бактериям оно не справедливо. О них правильнее сказать – «выживает наиболее приспособленный». Несмотря на то, что в последнее время научились производить мощные синтетические антибиотики, существуют бактерии устойчивые к антибиотикам. Эта устойчивость начала формироваться в процессе эволюции, а потом она стала совершенствоваться при взаимодействии бактерий с современными препаратами. Быстрая смена поколений большинства бактерий служит гигантским плюсом для вырабатывания приспосабливаемости бактерий. В настоящее время эта способность считается одной из самых серьезных угроз для здоровья, как животных, так и человека.

Значит, война продолжается…