Грибы, растения и люди

Честь открытия миру невидимых невооруженным глазом организмов принадлежит голландцу Антони ван Левенгуку. Он родился в 1632 году в городе Делфте. В Амстердаме обучился торговому делу, затем, вернувшись домой, начал торговать мануфактурой. Все свободное время молодой человек отдавал любимому делу — изготовлению различных тонких приборов, в том числе шлифованию стекол. Вскоре Левенгук научился делать маленькие, но достаточно мощные линзы, которые назвал "микроскопиями". При помощи этих "микроскопий" он стал рассматривать буквально все, что попадалось ему под руку. Ему удалось добиться увеличения в 270 раз! Перед его глазами открылся целый мир живых существ, прежде никому не известных. Левенгук назвал их "зверьками", зарисовал их форму и в ряде случаев траекторию движения. Наблюдения Левенгука были тем зернышком, из которого выросла огромная отрасль науки — микробиология с ее многочисленными разделами (медицинской, ветеринарной, технической, почвенной и др.).

В 1665 году вышла в свет книга английского ученого Роберта Гука "Микрография или некоторые физиологические описания мелких тел, сделанные при помощи увеличительных стекол, с последующими наблюдениями и исследованиями". Рассматривая однажды под микроскопом тонкий срез древесной пробки, он увидел удивительную картину. Оказалось, что этот слой имеет ячеистое строение, напоминающее пчелиные соты. Гук назвал составные части ткани, увиденные под микроскопом, словом "селл". В английском языке это слово означает ячейку, келью, клетку[1]. Гук подсчитал, что один кубический дюйм пробки содержит 1 259 712 000 таких клеточек. Так было открыто клеточное строение растительных тканей.

Результаты исследований Гука, как часто бывает в подобных случаях, вызвали интерес у специалистов, и у него появились последователи. Англичанин Н. Грю (ассистент известного физика Бойля) и итальянец М. Мальпиги специально посвятили свои исследования анатомии растений. Оба они пришли к заключению, что все растительные организмы состоят из клеток, "пузырьков", как они их называли. XVIII век стал веком создания различных типов микроскопов и проведения широких исследований анатомического строения тканей растений и животных. Было обнаружено, что и животные, и растительные организмы состоят из клеток, каждая из которых содержит в себе четкое структурное образование — ядро. В клетках растений оно видно даже при сравнительно малых увеличениях в виде круглого, резко очерченного тельца. Впервые клеточное ядро было исследовано английским ботаником Р. Броуном. В настоящее время учение о ядре клеток живых существ — кариология — обособилось в самостоятельную отрасль биологической науки.

В первой половине XIX века двое немецких ученых ботаник М. Шлейден и зоолог Т. Шванн обобщили все имеющиеся в их распоряжении данные и создали теорию, согласно которой тело любого многоклеточного организма состоит из клеток. Клеточная теория строения всех живых организмов составляет один из краеугольных камней современной биологии.

Два сверхцарства живых организмов

Изучая клетки и ткани растений и животных, ученые не забыли о тех невидимых простым глазом существах, которых впервые в свои "микроскопии" увидел Левенгук. Выяснилось, что некоторые из них ядра не имели. К таким безъядерным организмам отнесли бактерии и сине-зеленые водоросли. Бактерии оказались очень удобными объектами для решения различных вопросов биохимической генетики. В результате проведенных экспериментов стало очевидным, что механизмы хранения и передачи генетической информации, биосинтеза белка очень близки как у организмов, имеющих ядро, так и у организмов, его не имеющих.

На основании наличия или отсутствия ограниченного мембраной ядра все живые организмы делятся на две большие систематические группы, два надцарства (сверхцарства): прокариоты-доядерные организмы и эукариоты — ядерные организмы. К прокариотам, или дробянкам, относятся бактерии и сине-зеленые водоросли. Эти организмы размножаются преимущественно (или даже исключительно) бесполо, путем деления или дробления материнской клетки.

Бактерии, способные жить только при наличии кислорода в окружающей среде, называются аэробными. На другие бактерии (их называют анаэробными) кислород действует подобно яду, подавляя их развитие. Бактерии чрезвычайно широко распространены на Земле и могут жить в самых различных условиях.

Например, в водоемах обитают бактерии, участвующие в образовании болотной или озерной железной руды. Здесь же можно обнаружить бактерии, окисляющие среду, а также массу других, попадающих в воду со стоками промышленных предприятий, богатых различными органическими веществами.

Почва также служит местом обитания огромного числа самых различных бактерий, осуществляющих разнообразные превращения органических и минеральных веществ. Число бактерий в почве варьирует в зависимости от условий влажности, температуры, кислотности, наличия питательных веществ, достигая порой десятков и сотен миллионов на 1 грамм почвы.