Серные бактерии

Определение "Серные бактерии" в словаре Брокгауза и Ефрона

Серные бактерии
Серные бактерии*

— представляют собой группу бактерий, характеризующуюся способностью окислять сероводород и отлагать в своем теле крупинки серы. Признак этой группы, как видно из сказанного, чисто физиологический, морфологических же признаков эта группа не имеет. Известны ученым С. бактерии уже давно. Ф. Кон первый изучал их физиологию, и так как С. бактерии всегда были находимы в тех местах (морские берега, ключи, озера), где наблюдалось выделение сероводорода, то Кон пришел к заключению, что образование сероводорода находится в зависимости от жизнедеятельности этих бактерий, разрушающих различные соединения, заключающие в себе серу, и выделяющих сероводород. В этом своем заключении он опирается на наблюдения Лотара Мейера, который заметил, что вода Линдекских минеральных источников с С. бактериями — "водорослями", как он думал — после четырехмесячного стояния заключает гораздо больше сероводорода, чем без "водорослей", и что "водоросли" восстановляют, по-видимому, сернокислые соли (сернокислый натр) в сероводород. Наблюдения над минеральными источниками в Иоганисбаде показали, далее, Кону, что там, где нет С. бактерий (Beggiatoa), там нет и сероводорода, и наоборот; кроме того, исследуя материал, присланный ему с берегов Дании Вормигом из мест, где замечалось выделение сероводорода, Кон нашел много спирилл и монад с отложением серы внутри их тела, что еще более укрепило его во взгляде на способность многих микроорганизмов выделять сероводород. Гоппе-Зейлер первый усомнился в справедливости заключений Кона, а Виноградский блестяще доказал ошибочность взглядов Кона; взгляд Виноградского считается теперь общепризнанным. По его мнению, С. бактерии не имеют никакого отношения к образованию сероводорода и восстановлению сульфатов, отложение же серы внутри тела бактерий Виноградский принимает как следствие окисления находящегося в воде сероводорода бактериями.

Фиг. 1. α — с Beg giatoa. Ув. в 1000 раз. а — нить, наполненная серою, b — отчасти лишенная серы после 24-часового лежания в пресной воде; с — почти совершенно лишенная серы после дальнейшего 24-48-часового пребывания в воде, свободной от сероводорода, d — Chromatium Okenii, пурпурная серная бактерия. Увел. в 900 раз.

Для получения С. бактерий в культурах Виноградский разрезал на мелкие куски свежевыкопанное корневище водяного растения — наилучше для этой цели ему служило корневище cycaкa (Butomus umbellatus) — и клал их в высокий сосуд, в который наливал колодезной воды с прибавкой небольшого количества гипса. Уже по прошествии 5—6 дней вода сосуда начинала пахнуть сероводородом, выделение его понемногу увеличивалось, но С. бактерий заметно еще не было. Только через 4 недели можно, наконец, заметить появление нитей Beggiatoa, а месяца через 2 стенки сосуда вблизи поверхности воды оказывались уже вполне ими покрыты. Если кусочки Butomus umbellatus перед тем, как бросить в воду, подержать некоторое время в кипящей воде, то хотя сероводород и образуется потом в сосуде с гипсом, но Beggiatoa не появляется. Таким образом Виноградский мог заключить, что не Beggiatoa образует сероводород, но газ этот появляется помимо С. бактерий. Сера отлагается в теле бактерий только тогда, когда бактерии развиваются в воде, заключающей сероводород, и исчезает уже по прошествии 24 часов, когда бактерии переносят в ключевую или кипяченую воду. В случае недостатка сероводорода в воде бактерии окисляют находящуюся в их клетках серу до серной кислоты, которая образует с углекислой известью окружающей воды гипс. Схематически процессы, происходящие при этом, можно представить в виде следующих формул:
I. 2Н ₂ S + О ₂ = 2H₂O + S₂

II. S₂ + 3O₂ + 2H₂O = 2H₂SO₄.

В этом процессе окисления сероводорода и серы, по Виноградскому, можно видеть процесс, аналогичный окислению углеводов в клетках других организмов, и следовательно, процесс, который служит источником необходимой для жизненных явлений энергии. Относительно серы, накопляющейся в теле бактерий, Виноградский пришел к заключению, что эта сера представляет особое ее видоизменение, отличающееся мягкостью, тягучестью и растворимостью в сероуглероде. Исследования Егунова над особыми серными бактериями показали, что в тех сосудах, где происходит выделение сероводорода и где находятся С. бактерии, последние располагаются в жидкости в виде своеобразных пленок, от которых книзу отходят пластинки в виде зубцов; в этих именно пластинках, по Егунову, и происходит окисление сероводорода.

Фиг. 2. Пластинка серных бактерий.

Глубоководные исследования Черного моря обнаружили, что, начиная со дна, вода моря содержит сероводород, который, не доходя до самой поверхности моря, на некоторой глубине исчезает, вследствие чего можно предположить, что на этой именно глубине при помощи микроорганизмов происходит его окисление до серы и серной кислоты и последующее образование гипса. Все С. бактерии распадаются на две группы: к одной принадлежат пурпурные бактерии, а к другой нитчатые формы. Пурпурные бактерии открыты Лоренцом Океном в 1822 г., несколько позднее (1826) Эренберг исследовал и назвал первый найденный организм из этой группы Monas Okenii (Chromatium). Впоследствии были описаны принадлежащие к этой же группе Spirillum rubrum и др. В настоящее время вся группа пурпурных бактерий распадается на несколько (11) родов. Кроме отложения внутри клеток крупинок серы, пурпурные бактерии отличаются присутствием особого красного пигмента бактериопурпурина (Ланкастер), по своим реакциям подобного липохромам, исследованного Энгельманом при помощи спектрального анализа. Из этого анализа следует, что полосы поглощения пигмента находятся — одна в ультракрасной (λ = 0,90—0—80 μ) части спектра, другая — в оранжевой (λ = 0,61—0,58 μ) и, наконец, третья в зеленой (λ = 0,55—0,52 μ). Роль этого пигмента, по Энгельману, схожа с хлорофиллом зеленых растений и благодаря ему пурпурные бактерии в противоположность всем другим известным бактериям нуждаются в свете и, подобно хлорофилльным организмам, разлагают углекислоту воздуха и превращают солнечную энергию в потенциальную химическую. К нитчатым С. бактериям принадлежит организм, названный Тревизаном (Trevisan, 1842) в честь итальянского врача Бегиатоа, изучавшего флору серных источников вблизи Падуи, Beggiatoa. Виды, относящиеся к этому роду, отличаются нитчатым подвижным телом, состоящим из отдельных члеников, наполненных при хорошем питании крупинками серы. Другой род нитчатых С. бактерий, отличающийся от Beggiatoa отсутствием подвижности, назван Виноградским Thiothrix. Нити Thiоthrix обладают влагалищем и способны образовать гонидии, в которые обыкновенно превращается верхняя часть нити. В настоящее время Мигула дает следующую систему С. бактерий (Thiobacteria).
I сем. Beggiatoaceae, беcцветные нити: 1 род Thiothrix, 2 род Beggiatoa.

II сем. Rhodobacteriaceae, пурпурныe: 1 род Thiocystis, 2 род Thiocapsa, 3 род Thiosarcina, 4 род Lamprocystis, 5 род Thiopedia, 6 род Amoebacter, 7 род Thiodictyon, 8 род Thiopolycoccus, 9 род Chromatium, 10 род Rhabdochromatium, 11 род Thiospirillum. Ср. Cohn, "Be iträ ge zur Biologie" (т. I, ч. 3,1875); Engelmann, "Pfl ü ger's Archiv" (т. XXX и XLII); Winogradsky, "Bot. Zeitung" (1887); "Beitr äge zur Morphologie und Physiologie der Bakterien" (1888).

Б. И.