ПРЕРВАННАЯ «СПЯЧКА»

ПРЕРВАННАЯ «СПЯЧКА»
Бактерии и их споры обладают удивительной живучестью. Ученые, исследуя
найденный при раскопках папирус трехтысячелетней давности, обнаружили в нем
споры бактерий, которые сохранили до наших дней свою жизнеспособность.
В 1984 г. на дне озера (США, штат Миннесота) среди слоя осадочных пород
были обнаружены споры бактерий, возраст которых 7,5 тыс. лет. Когда споры
были помещены в почву, обогащенную питательными веществами, при
температуре 20 °С, они стали размножаться. До этого времени споры
«прозябали» при 4 °С.
В 1911 г. в Сибири, в слое вечной мерзлоты, был найден хорошо
сохранившийся труп мамонта. Микробиолог В.Л.Омелянский обнаружил в трупе
вполне жизнеспособные бактерии. А мамонты, как известно, исчезли с лица
Земли около 10 тыс. лет назад.
В 1978 г. при глубоком бурении толщи льда в Центральной Антарктиде на
советской станции «Восток» извлекли керны льда с глубины 320 м, в которых
оказались бактерии. Бурение проводилось по специальной техноло¬гии,
разработанной советскими учеными, обеспечивающей условия абсолютной
стерильности. Ученые определили, что бактерии находились в толще льда 12 тыс.
лет и сохранили свою жизнеспособность. На станции «Восток» работы по бурению
ледяного купола Антарктиды продолжаются; ведется проходка сразу нескольких
скважин. Из одной уже доставлен и исследован керн с глубины 2000 м. В пробах,
взятых из этого керна, обнаружены бактерии, пробывшие в «заточении» 50 тыс.
лет.
ЕСЛИ БЫ ИДЕАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ
При идеальных условиях бактерии размножаются с фантастической
скоростью. Одна бактерия через час образует 8 себе подобных, через два часа —
64, за 6 часов — более полумиллиона, в течение суток — 4772 триллиона, что
составило бы 1800 кг. Через неделю масса всех бактерий, полученных от однойединственной, была бы равна массе земного шара.
Профессор Н.П.Елинов подсчитал, что в идеальных условиях из одной
кишечной палочки через 5 суток может образоваться столько бактерий, что они
своей массой заполнят все моря и океаны Земли на всю их глубину. По подсчетам
академика В.И.Вернадского из одной бактерии в идеальных условиях за 1,5 дня
образовалось бы столько бактерий, что они могли бы покрыть всю поверхность
Земли, а за 5 дней — 1036 себе подобных; этим количеством бактерий можно
было бы заполнить всю впадину Тихого океана.
Подсчитано, что если бы палочковидная бактерия длиной 2 микрона (0,002
мм) делилась каждые 36 минут, то через сутки из одной бактерии образовалось
бы 636 млн., а общая длина их составила бы 563 км, за трое суток деления
вытянутые в длину бактерии смогли бы опоясать по экватору земной шар 14 раз.
А холерный вибрион при идеальных условиях за 30 часов размножения покрыл бы
сплошной пеленой всю Землю.
Но идеальных условий для питания, развития и размножения бактерий в природе
нет; есть много тормозящих факторов. У бактерий очень низкая выживаемость —
0,000001%, т.е. одна бактерия на 1 млн.
БАКТЕРИИ-ДИВЕРСАНТЫ
В практике строительства метро известны случаи, когда метростроевцам
неприятности приносили бактерии-аэробы. При проходке тоннеля для
харьковского метро строители на одном из участков вдруг обнаружили, что
совершенно новые железные конструкции для закрепления тоннеля за
несколько месяцев пришли в негодность: железо превратилось в какую-то труху.
Железную конструкцию заменили новой — тот же результат. На помощь
строителям пришли ученые-микробиологи. Они установили, что виновниками
неприятностей строителей были железобактерии. На этом участке в рыхлых
песчаниках железобактерии находились в значительном количестве. Но поскольку
кислорода на глубину прокладки тоннеля проникало мало, то бактерии-аэробы
влачили жалкое существование.
С прокладкой тоннеля аэробы получили
большой приток воздуха, да к тому же у них появилась пища — железо
(металлоконструкции). Лучших условий для жизнедеятельности железобактерий и
не требовалось. Следуя рекомендациям ученых, строители устранили опасность.
Почти аналогичный случай произошел и при строительстве новой линии
метро в Киеве. Только здесь виновниками разрушения железных конструкций
оказались тионовые бактерии (тиобактерии), которых в месте прокладки тоннеля
оказалось в миллионы раз больше, чем рядом, в нескольких метрах от трассы.
Пищей для тиобактерии служит сера и ее соединения: бактерии окисляют их до
серной кислоты. А перед серной кислотой железу не устоять: оно подвергается
коррозии. На трассе прокладки тоннеля пески содержали большое количество
пирита и маркизита, т.е. минералов, содержащих серу. 30 млн. лет тиобактерии и
их пища находились рядом, в одном пласте, но бактериям не хватало кислорода
для ее использования.
В целях предотвращения затопления тоннеля водой метростроевцы
применяли кессонный способ проходки, т.е. в забой непрерывно под повышенным
давлением подавался воздух. Строители сами невольно создали самые
благоприятные условия для бурной жизнедеятельности бактерий-аэробов.
Настолько бурной, что метростроевцы вынуждены были приостановить
строительство и уже начали строить новую трассу. И опять строителей вырулили
микробиологи. Они порекомендовали заменить кессонный способ проходки
тоннеля замораживанием породы. Бактерии-аэробы лишились живительного
кислорода, да еще намного понизилась температура: бактерии опять оказались на
«голодном пайке». Линия метро была построена, и благодаря микробиологам
были сохранены государству миллионы рублей.
БАКТЕРИИ-ГЕОЛОГИ
В последние годы к услугам бактерий все чаще стали обращаться геологи. В
СССР методом микробиологической разведки были обнаружены месторождения
цветных металлов, нефти, газа. Как с помощью бактерий обнаружить нефть и газ?
Там, где есть нефть, обязательно будут и бактерии, для которых углеводородные
соединения нефти и газа служат пищей. Эти бактерии — анаэробы. Если геологи
предполагают в каком-то районе наличие нефти или газоносных пластов, то они в
этом районе берут пробы почв и почвенных вод. Если в пробе оказываются
бактерии, питающиеся углеводородами, то, помещенные на специальную
питательную среду, они начинают усиленно размножаться и образуют колонии.
Американские ученые предполагают вести поиски месторождений золота, меди и
других тяжелых металлов с помощью бактерии бациллус цереус. Этой бактерии
нипочем токсичное воздействие тяжелых металлов, поэтому она прекрасно себя
чувствует в непосредственной близости от месторождения. Ученые установили,
что в почве над золотоносной жилой, залегающей на глубине 5 м, бактерий этого
штамма содержалось в 2 раза больше, чем на незолотоносных участках.
Применение метода микробиологической разведки делает поиск полезных
ископаемых намного дешевле.
БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ЗАВОДЫ
Некоторые бактерии уже помогают человеку добывать полезные
ископаемые. При этом отпадает необходимость строить дорогостоящие рудники,
шахты, при добыче используется меньше рабочей силы.
Достаточно закачать в месторождение жидкость, насыщенную определенными
бактериями, которые в процессе своей жизнедеятельности переводят
нерастворимые в воде руды в хорошо растворимые. Остается только выкачать
насыщенный обогащенный раствор на поверхность и извлечь из него металлы.
Такие «бактериальные заводы» уже работают на благо человека. Например, в
Дакаре (Сенегал) с помощью бактерий намного ускоряется выщелачивание
золота.
Советские инженеры-технологи разработали и внедрили в практику
бактериологическое выщелачивание из руд меди, цинка и золота из бедных
медно-цинковых и мышьяково-золотых руд. На Дегтярском руднике проводился
опыт по использованию бактерий при выщелачивании меди. Результаты
поразительны: с использованием бактерий производительность труда повысилась
в 1,5 раза. В пер¬спективе планируется добыча с помощью бактерий сурьмы и
олова.
В США 10% всей добываемой меди получают методом выщелачивания с
помощью бактерий. На одном из медных рудников таким способом получают
ежедневно 150 т меди, при этом бактерии «перерабатывают» 250 тыс. т руды,
превращая ее из сернистых соединений в хорошо растворимый медный купорос.
Для обогащения руд цветных металлов начали использовать силикатные
бактерии, которые «выедают» из руды половину пустой породы, содержащей
кремний. Таким способом уже обогащаются бокситы, что увеличивает
содержание в них алюминия вдвое.
При традиционной технологии добычи золота из россыпей самые мелкие и легкие
частицы золота (это так называемое неизвлекаемое золото) теряются, вымываясь
водой и породой. Советские ученые предложили использовать для добычи
микроскопических частичек неизвлекаемого золота бактерии. Уже найдены
штаммы бактерий, которые буквально «приклеивают» на себя микрочастицы
золота и концентрируют его.
Канадские ученые недавно установили, что бактерия сенная палочка может
извлечь из растворов до 40 различных металлов, в том числе и золото. Когда в
ходе экспериментов сенную палочку выращивали в растворе, содер¬жащем
хлористое золото, то вскоре в клеточной стенке бактерии были обнаружены
микрокристаллы чистого металлического золота. Возможно, что в скором времени
сенная палочка будет на службе у человека в качестве золотодобытчика.