Путешествие в страну микробов - Бетина Владимир (чтение книг TXT) 📗
Желудок жвачных состоит из нескольких отделов, в которых пища подолгу задерживается и перемешивается. Здесь и происходит разложение целлюлозы.
Этот процесс обеспечивают бактерии и простейшие, которые находятся там в огромном количестве. Растительная пища еще в ротовой полости животного перемешивается со слюной, хотя и не имеющей в своем составе ферментов, но содержащей много солей. Соли служат пищей микробам, разлагающим целлюлозу в первом отделе желудка — рубце. Условия для жизнедеятельности микробов здесь благоприятны. Рубец жвачного [20] служит своего рода «термостатом», в котором микробы получают все необходимые питательные вещества. В 1 мл здесь может быть до 10 000 000 000 микробов. Целлюлоза и другие полисахариды в результате жизнедеятельности микробов разлагаются на более простые соединения — органические кислоты и газы. Органические кислоты через стенки рубца проникают в кровь, а газы выходят наружу. Микробы, количество которых, естественно, сильно возрастает, с обработанной пищей попадают в следующие отделы желудка, где под действием ферментов микробные клетки разлагаются до аминокислот и освобождают витамины, играющие вместе с аминокислотами важную роль в питании животных.
Не меньшее значение для животных имеют и кишечные бактерии [21], образующие, как показали исследования, витамины, необходимые организму животного. Бактерии, живущие в толстой кишке человека, поставляют организму витамины В1 и К, способствующие процессу свертывания крови. Однако витамины, получаемые организмом человека от бактерий, не покрывают всех его потребностей, поэтому человек должен принимать их и с пищей.
Симбиоз насекомых и микробов
В теле насекомых, как правило, находятся бактерии, дрожжевые и другие микроскопические грибы. Они живут в клетках особого органа, получившего название мицетом. Там они синтезируют витамины, а возможно, и другие жизненно важные вещества, которыми снабжают своего хозяина.
Жуки при откладывании яиц выделяют вместе с экскрементами огромное количество дрожжей, и яйца приходят в контакт с симбиотическими микробами. Личинка при выходе из яйца поедает часть его внешней оболочки, и дрожжевые грибы попадают в ее кишечник, где начинают размножаться.
Живущая на банане мушка Drosophila, откладывая яйца, обволакивает их бактериями. В яичниках вшей также находятся бактерии, причем на каждое яйцо приходится до 200 бактерий.
Карл Фриш, профессор кафедры зоологии Мюнхенского университета, описывает, каким образом обеспечивает свое потомство симбиотическими бактериями клоп Coptosoma, и характеризует этот процесс как «достойный фантазии сочинителя сказок».
Симбиотические бактерии клопа живут в мицетоме, соединяющемся с желудком. При откладывании клопом яиц эти бактерии, приобретая прочную оболочку, выходят в желудок. Клоп аккуратно перекладывает яйца бактериями из своих запасов. Когда личинка выскальзывает из яйца, она хоботком прокалывает оболочку, содержащую бактерии, и втягивает их в себя, «как бы зная, что заряжается эликсиром жизни».
Многие исследователи наблюдали за развитием личинок, лишенных контакта с симбиотическими микроорганизмами. Так, например, удалось стерилизовать яйца жука Sitodrepa и наблюдать за развитием вышедших из них личинок. Они очень отставали в своем развитии от контрольных и погибали, так и не достигнув стадии взрослого насекомого (имаго).
Бразильские муравьи «листорезы» выращивают собственную пищу. а — увеличенная культура гриба, б — «листорез» несет пищу грибам.
Было установлено, что симбиотические бактерии снабжают насекомых витаминами группы В. Удалось доказать, что некоторые симбиотические микробы насекомых способны также усваивать атмосферный азот. Таким образом, мы имеем здесь аналогию симбиотических взаимоотношений клубеньковых бактерий с бобовыми растениями.
Маленькие «фермеры»
Задолго до того, как во Франции появился метод искусственного культивирования шампиньонов, секретом выращивания грибов овладели бразильские муравьи, называемые листорезами. В своих колониях они выращивают особый гриб, на концах гиф которого находятся маленькие пузырьки, служащие самым любимым лакомством для этих своеобразных «фермеров». Целая армия листорезов отправляется по стволам кустарников и деревьев; они отгрызают листья, приносят их в свои жилища и обрабатывают, приготовляя пищу для культивируемых грибов.
Когда молодая матка покидает родную колонию, чтобы основать новое жилище, она уносит с собой и часть грибной культуры, которую муравьи будут продолжать выращивать в новой колонии. Для «транспортировки» грибного мицелия у них в ротовой полости есть специальное отделение. Листорезы нередко причиняют большой вред растениеводству: для разведения своих грибов они отгрызают листья культурных растений. В штате Сан-Паулу в Бразилии они подчас причиняют значительный ущерб хозяйству.
Термиты выращивают грибы в термитниках и кормят нарастающими молодыми частями грибниц своих самок и личинок. Споры этих грибов они переносят на теле или с экскрементами.
Жуки, сверлящие ходы в древесине, кормятся грибами, которые они выращивают в своих жилищах. Такие «культурные» грибы, разводимые насекомыми, называют амброзиями. Они служат хорошей пищей, содержащей много витаминов, белков и жиров.
Услуги насекомых
Насекомые способствуют распространению микробов, которые не имеют непосредственного значения для их жизни. В цветках растений нередко встречаются дрожжи. Насекомые, собирая нектар, переносят с цветка на цветок клетки этих грибов.
Перенос некоторыми насекомыми микробов — возбудителей заразных болезней представляет опасность для человека, животных и растений. Такие опасные заболевания, как сыпной тиф, чума, малярия или лихорадка Скалистых гор, распространяются насекомыми.
В колосьях ржи мы находим иногда черные зерна спорыньи, развивающиеся из спор гриба Claviceps purpurea. Споры способствуют очень быстрому распространению гриба. На некоторых местах возникают налеты спор, они покрыты «медвяной росой», содержащей растворенный сахар. Некоторые насекомые питаются медвяной росой и при этом переносят споры гриба на здоровые колосья. Споры прорастают, и гриб заполняет ткани всего почерневшего зерна, представляющего собой уже колонию спорыньи.
Шмели переносят с цветка на цветок споры гриба Botrytis anthophila, паразитирующего на цветущем клевере. Пчелы способствуют переносу дрожжей Candida reukaufii, вызывающих брожение сахаров цветочного нектара. Осы в конце лета переносят на дозревающие фрукты споры гриба Sclerotinia fructigena, возбудителя гнили яблок, груш и слив. Некоторые клопы, питающиеся соком растений, распространяют споры гриба Ashbya gossypii, вызывающего опасную болезнь хлопчатника.
Но мы знаем и виды микроскопических грибов, совсем не по-дружески относящихся к насекомым. Эти опасные паразиты представляют для насекомых смертельную опасность. Их жертвой часто бывает и комнатная муха, особенно осенью. Есть вид микроскопического гриба, живущий исключительно на мухах. Проникая в тело насекомого, гифы этого гриба растут в направлении привлекающих их жировых тканей. Гриб быстро разрастается в брюшке мухи, и та вскоре погибает. Микроскопическое изучение срезов из брюшка погибших мух показало, что они были буквально задушены гифами паразита, а в некоторых случаях отмечалось и массовое образование спор.
Гриб Aspergillus flavus вызывает паралич грудных мышц у луговой кобылки (из саранчовых) и часто бывает причиной ее гибели. Последние годы этот гриб привлекает внимание микробиологов и по другим причинам. У домашних животных, поедающих корма, пораженные этим грибом, появляются признаки отравления. Теперь уже установлено, что этот гриб выделяет опасные вещества, известные под названием афлатоксинов. Они чрезвычайно ядовиты и, кроме того, иногда вызывают раковое разрастание тканей у подопытных животных. По-видимому, и насекомые становятся жертвой афлатоксинов.
