БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ

Мы уже упомянули о болезнетворных бакте­риях. Их вредное воздействие человек ощу­тил на себе, вероятно, гораздо раньше, чем смог оценить пользу, приносимую их полезными «соро­дичами».

ЧУМА. «Чёрной смертью» в древности и в Средние века называли эту болезнь, внушавшую людям панический ужас. В VI в. эпидемия чумы погубила 100 млн. человек. Некоторые государ­ства, например Византийская империя, почти полностью обезлюдели.

С 1346 по 1351 г. от чумы («великого мора», как тогда говорили) погибло 24 млн. человек — четверть населения тогдашней Европы. Часто лишь последняя горстка уцелевших — 5—10 че­ловек — покидала опустевший город с многоты­сячным прежде населением.

Рассказом об эпидемии чумы в 1348 г. начи­нает свою книгу «Декамерон» итальянский пи­сатель эпохи Возрождения Джованни Боккаччо: «В начале болезни у мужчин и женщин показы­вались под мышками какие-то опухоли, разра­ставшиеся до величины обыкновенного яблока или яйца; народ называл их бубонами. В короткое время эта смертоносная опухоль распростра­нялась на другие части тела, а затем признак указанного недуга изменялся в чёрные и багро­вые пятна, появлявшиеся на всех частях тела. Казалось, против этой болезни не помогали и не приносили пользы ни совет врача, ни сила ле­карства... не помогали против неё ни мудрость, ни предусмотрительность человека. Почти все умирали на третий день после появления ука­занных признаков.

Сколько больших дворцов, когда-то полных челяди, господ и дам, опустели до последнего служителя включительно! Сколько крепких муж­чин, красивых женщин, прекрасных юношей утром обедали с родными, а на следующий вечер ужинали со своими предками на том свете!»

Помимо уже упомянутого «Декамерона» эпи­демия чумы послужила основой сюжета многих художественных произведений. Достаточно на­звать «Пир во время чумы» Александра Пушки­на, рассказ Эдгара По «Король Чума» и роман Альбера Камю «Чума».

Кроме человека чумой болеют различные гры­зуны — крысы, суслики, мыши. Переносят чуму живущие на этих животных блохи. Поэтому чума время от времени вспыхивает среди диких грызунов в необжитых местах и сохраняется в этих природных очагах. (Кстати говоря, роман Камю как раз и начинается с описания катастро­фической вспышки чумы среди городских крыс. ) С плохо выделанной шкуркой суслика или с блохами чума передаётся людям. Начинается эпидемия. Особенно опасна (она приводила к гибели 100% заболевших) и заразна лёгочная форма чумы, которая передаётся через воздух.

В XX в. эпидемии чумы практически пере­стали грозить человеку. Почему это произошло? Конечно, сыграла свою роль планомерная борьба с этим заболеванием. Почти исчезла, вытеснен­ная серой крысой, чёрная крыса, блохи которой служили переносчиками заболевания. Но всё-таки исчерпывающий и точный ответ на вопрос, почему прекратились эпидемии чумы, ещё не найден.

ТУБЕРКУЛЁЗ. Зловещие симптомы тубер­кулёза лёгких (чахотки) — слабость, одышка, а при далеко зашедшей болезни и кровохарканье — были знакомы ещё жителям Древнего Египта и людям, жившим сотни тысяч лет назад. Это пока­зали исследования их останков.

В древности и в Средние века бытовало по­верье, что венценосные особы могут излечивать туберкулёз своим прикосновением. Английский король Карл II в XVII в. прикоснулся более чем к 90 тыс. больных. За «лечение» взималась не­малая плата, шедшая в королевскую казну.

Только в XIX в. появились первые туберку­лёзные санатории. Но настоящая борьба с этой болезнью началась после открытия Робертом Ко­хом туберкулёзной бактерии в 1882 г. (см. ст. «Роберт Кох»).

Туберкулёз не побеждён окончательно и сегод­ня. В бывшем Советском Союзе рассадником туберкулёза стали тюрьмы и лагеря, где этим заболеванием заражается значительная часть за­ключённых.

ХОЛЕРА. Холеру часто сравнивают с чумой — из-за её скоротечности и смертоносности. В Ев­ропу холера была занесена только около 1816 г. из Индии, где была известна с древнейших времён. В России до 1917 г. холерой переболело более 5 млн. человек, причём половина из них погибла.

Поэт Владимир Маяковский, бравшийся за вся­кую агитационную работу, даже написал стихо­творные разъяснения к плакату, посвящённому борьбе с холерой: «Гражданин! Чтоб не умереть от холеры, заранее принимай такие меры. Не пей сырой воды. Воду оную пей только кипячёную. Также не пей на улице кваса. Воду кипятить — работы масса. Чтоб с квасом своим поспеть рано, просто приготовляют его из-под крана... »

К концу XX в. эпидемии холеры благодаря профилактике стали достаточно редки.





СТОЛБНЯК. Бактерии, вызывающие эту болезнь, могут попасть в кровь человека порой через самую ничтожную царапину вместе с час­тицами почвы. Скрытый период болезни длится от недели до месяца, затем у больного начина­ются судороги, мышцы деревенеют, на лице за­стывает гримаса «сардонического смеха». Столб­няк поражает нервную систему и заканчивается смертью.

В XX в. врачи сумели победить эту болезнь с помощью профилактических прививок. За годы Первой мировой войны в британской армии на каждую тысячу раненых приходилось 3 случая заболевания столбняком, а за всю Вторую миро­вую войну среди британских солдат было отмече­но всего 35 случаев столбняка.

МОЖНО ЛИ УВИДЕТЬ БАКТЕРИИ?

Долгое время люди жили, так сказать, «бок о бок» с бактериями, не подозревая об их существовании. Пер­вым человеком, наблюдавшим бактерии в микроскоп, был Антони ван Левенгук, и было это в 1676 г. (см. ст. «Антони ван Левенгук»).

А можно ли увидеть бактерии невооружённым гла­зом? Есть среди бактерий и настоящие гиганты, например пурпурная серобактерия — длиной до 1/20 мм. Пару таких бактерий вполне можно увидеть невоо­ружённым глазом.

Большинство бактерий в десятки раз меньше. Но да­же самые мелкие бактерии, когда они образуют большие скопления, увидеть ничего не стоит. На месте одной-единственной бактерии, попавшей на поверхность пита­тельной среды, уже через несколько часов образуется видимая невооружённым глазом колония-бугорок. Взгля­нув на цвет и форму колонии, опытный специалист сразу определит, с бактериями какого вида он имеет дело.

Бывают жёлтые, красные, синие бактерии. Выда­ющийся английский биолог Александр Флеминг любил в свободное время делать цветные рисунки, причём в каче­стве красок он использовал... бактерии. Он наносил на контуры рисунка питательный бульон с соответству­ющими бактериями, помещал рисунок в тепло и получал цветное изображение.





ПРОКАЗА. Эта болезнь, постепенно разру­шающая тело человека, обладает удивительным коварством. Её скрытый период может продол­жаться от года до нескольких лет. Медленное разрушение организма также растягивается порой на годы и десятилетия. Прежде общество весьма жестоко обходилось с заболевшими: их лишали всех гражданских прав, фактически объявляли «мёртвыми при жизни», ссылали в специальные охраняемые лечебницы (лепрозории), где они обре­чены были проводить остаток жизни в обществе других прокажённых.

И сейчас проказа трудно поддаётся лечению. Больные, хотя их уже не так много, по-прежнему вынуждены долгие годы проводить в лепрозориях.

Кроме человека проказой страдают только од­ни, весьма экзотические животные — броненосцы. Это сильно затрудняло изучение болезни.

Мы рассказали лишь о немногих бактериаль­ных заболеваниях человека. Среди других таких болезней — дифтерия, менингит, брюшной тиф, дизентерия, сибирская язва. До XX в. болезне­творные бактерии и вирусы (см. ст. «Вирусы») бы­ли основной причиной смерти людей. Благодаря достижениям современной медицины они отступи­ли на третье место после атеросклероза и рака, которым принадлежит сейчас печальное первенство.

ПОЛЕЗНЫЕ БАКТЕРИИ

Мы живём в мире, плотно заселённом бак­териями. Например, в слое почвы толщиной 30 см и площадью 1 га содержится от 1, 5 до 30 т бактерий. В каждом грамме парного молока бак­терий почти столько же, сколько людей на Земле. Живут они и внутри нашего организма. В полости рта человека обитает несколько сот разновидно­стей бактерий. На каждую клетку человеческого организма приходится около десяти клеток бак­терий, живущих в том же организме.

Конечно, если бы все эти бактерии были вредо­носны для человека, вряд ли люди смогли бы выжить в таком окружении. Но, оказывается, эти бактерии не только не вредны человеку, а, наобо­рот, весьма ему полезны.

У новорождённого ребёнка слизистая оболочка кишечника стерильна. С первым глотком молока в пищеварительную систему человека устремля­ются микроскопические «жильцы», становясь на всю жизнь его спутниками. Они помогают челове­ку переваривать пищу, производят некоторые ви­тамины.

Многим животным бактерии просто необходи­мы для жизни. Например, пищей копытных жи­вотных, грызунов, как известно, служат растения. Основную массу любого растения составляет клет­чатка (целлюлоза). Но, оказывается, переваривать клетчатку зверям помогают бактерии, живущие в особых отделах желудка и кишечника.

Мы знаем, что гнилостные бактерии портят пищевые продукты. Но этот вред, который они приносят человеку, — ничто по сравнению с пользой, которую они приносят природе в целом. Эти бактерии можно назвать «природными санитарами». Разлагая белки и аминокислоты, они поддерживают круговорот веществ в природе.

Бактерии помогают находить применение отходам животновод­ства. Из миллионов тонн жидкого навоза, накапливающегося на фермах, бактерии в специальных установках могут производить горючий «болотный газ» (метан). Токсичные вещества, содержащи­еся в отходах, при этом обезвреживаются, вдобавок вырабатывается немалое количество топлива. Точно так же бактерии очищают сточные воды.

Всем живым организмам, чтобы создавать белки, необходим азот. Нас окружают настоящие океаны атмосферного азота. Но ни рас­тения, ни животные, ни грибы усваивать азот прямо из воздуха не способны. Зато это умеют делать особые (азотфиксирующие) бак­терии. Некоторые растения (например, бобовые, облепиха) на своих корнях образуют специальные «квартиры» (клубеньки) для таких бактерий. Поэтому люцерну, горох, люпин и другие бобовые часто высаживают на бедных или истощённых почвах, чтобы их бактерии «подкормили» почву азотом.

Простокваша, сыр, сметана, масло, кефир, квашеная капуста, маринованные овощи — всех этих продуктов не существовало бы, не будь молочнокислых бактерий. Человек использует их с древ­нейших времён. Кстати говоря, простокваша усваивается втрое быстрее молока — за час организм полностью переваривает 90% этого продукта. Без молочнокислых бактерий не было бы и силоса, идущего на корм скоту.

Известно, что если долго хранить вино, оно постепенно превра­щается в уксус. Об этом люди знали, вероятно, с тех пор, как научились делать вино. Но лишь в XIX в. Луи Пастер (см. ст. «Луи Пастер») установил, что это превращение вызывают попавшие в вино уксуснокислые бактерии. С их помощью получают уксус.

Различные бактерии помогают человеку изготавливать шёлк, производить кофе, табак.

Один из самых перспективных способов применения бактерий был открыт только к концу XX в. Оказывается, можно ввести в организм бактерии ген какого-либо нужного человеку белка (хотя и совершенно не нужного бактерии) — например, ген инсулина. Тогда бактерия начнёт его вырабатывать. Прикладная наука, которая делает возможным проведение подобных операций, называется ген­ной инженерией. После долгого и трудного поиска учёным удалось наладить бактериальное «производство» этого вещества (инсулина), жизненно необходимого больным диабетом. В будущем, вероятно, станет возможно по заказу превращать бактерии в микроскопиче­ские «фабрики» по производству тех или иных белков.

СТРОЕНИЕ БАКТЕРИЙ

Каково же строение этих микроскопических существ, столь необ­ходимых природе и человеку, но способных приносить и немалые бедствия?

Организм бактерий состоит из единственной клетки. Клетка эта устроена совершенно иначе, чем клетки растений, животных и грибов. Если у них клетки многочисленными перегородками (мемб­ранами) разгорожены на специальные отсеки, где осуществляются процессы дыхания, питания, фотосинтеза и т. д., то у бактерии «разгораживание» находится в самой зачаточной стадии. Самое главное отличие — у бактерии отсутствует ядро (см. ст. «Клетка»). Другое отличие — нет также митохондрий и пластид.

ДНК у бактерий располагается в центре клетки, свёрнутая в хро­мосому. Если «раскрутить» ДНК бактерии, длина её будет около 1 мм.

ПОВЕДЕНИЕ БАКТЕРИЙ

Поведение бактерий, как можно догадаться, не отличается особенной сложностью. Но даже бактерии поддаются, как оказа­лось, некоторой простейшей «дрессировке». Учёным удалось, под­вергая бактерии на свету электро­шоку, выработать у них «нелюбовь» к свету. Бактерии начинали передвигаться в менее освещённую сторону. «Светобо­язнь» сохранялась на протяжении двух часов.

Любопытно поведение одной из самых быстрых бактерий — бделловибриона. За секунду эта бак­терия проплывает расстояние, равное 50 длинам своего тела. Если бы человек двигался с пропорциональной скоростью, быс­трота его движения достигала бы 300 км/ч. Бделловибрион — хищник, своеобразная «пиявка» мира бактерий. Кстати, и на­звание его произошло от латинско­го слова «бделлус» — «пиявка». Разогнавшись, бделловибрион с силой ввинчивается в другую бак­терию, после чего высасывает из неё питательные вещества. Спу­стя пару часов из опустевшей обо­лочки жертвы выплывают на поиски добычи новорождённые бак­терии-хищники.

Некоторым бактериям прису­ща даже способность к «самопожер­твованию». Если рядом с колонией кишечной палочки появляется ко­лония другой бактерии-конкурен­та, одна кишечная палочка из каждых нескольких тысяч начина­ет вырабатывать ядовитое для враждебной бактерии вещество. Но и сама она погибает от само­отравления, защищая своих со­родичей.

Наряду с «индивидуальным» не­которые бактерии способны и к «массовому» самопожертвованию. При недостатке пищи большая часть колонии бактерий может са­моуничтожиться, распавшись на части. Питательные вещества погибших прокормят остальных.

Бактерии способны к довольно сложному «общению» друг с дру­гом. К примеру, некоторые зелёные бактерии, не умеющие передвигаться, могут прилепиться к другим, подвижным бактериям. После этого они начинают управ­лять их поведением, направляя их к свету.

Это примерно в 500 раз короче, чем у человека (можно сказать, что при­мерно во столько же раз клетка бак­терии проще клетки человека).

Двигается бактерия с помощью жгутика. Об этом рассказано в статье «Движение».

И ещё одна интересная способность бактерий. В неблагоприятных условиях они часто могут превращаться в споры. Такие споры остаются жи­выми десятки и сотни лет. (А в исключительных случаях, как уже было сказано, даже миллионы лет. )