Разработка наиболее рациональных приемов использованиямикробов в хозяйственной деятельности человекаРазработка наиболее рациональныхприемов использования микробов в хозяйственной деятельности человека исознательная селекция микробов стали возможны только после разработкимикроскопических методов изучения и выяснения способов расселения и размножениямикроорганизмов.Основная заслуга в успешномразрешении этих вопросов принадлежит гениальному французскому ученому ЛуиПастеру Pasteur, 1822-1895 , подлинному создателю научной селекциимикробов, основанной на сознательном применении методического искусственногоотбора и умелом использовании естественного отбора путем создания условий, вкоторых отбор действует в желательном для селекционера направлении.
Дальнейшееусовершенствование селекции микробов тесно связано с достижениями генетики ииспользованием этих достижений в селекции.Г. А. Надсон 1920 в результате рядатщательно выполненных опытов еще в 1920 г. показал, что ионизирующая радиациявызывает у грибов и бактерий стойкие наследственные изменения.
Он выделил такимпутем у Azotobacter chroococcum штаммы, отличающиеся повышеннойспособностью ассимилировать атмосферный азот.В начале 40-х годов Бидл и Татум Beadle amp Tatum, 1941 , использовав ионизирующую радиацию для вызываниямутаций у микробов, получили у гриба Neurospora crassa значительноеколичество мутантов с измененным обменом веществ и повышенными требованиями кпитательным веществам.Эти исследования привели к созданию биохимическойгенетики и оказали очень сильное влияние на усовершенствование селекциимикробов.
В настоящее время в селекции микробовсуществуют три основных направления 1. Селекция на повышение устойчивости кядам, антибиотикам и на понижение требований к составу питательной среды 2. Селекция на повышение накопленияполезных веществ 3.Селекция на повышение требований кростовым веществам.Мы рассмотрим в данном рефератепервое направление этой интересной области селекции.Селекция форм с повышеннойустойчивостью и пониженными требованиямиЭто направление связано с выведениемтаких форм микробов, которые обладают способностью осваивать новые, недоступныедля иходных форм, экологические ниши. Умелое использование естественного отборапозволяет быстро и со сравнительно небольшой затратой сил и средств, получатьштаммы с повышенной устойчивостью к различным неблагоприятным внешним условиям,ядам, антибиотикам, фагам или с пониженными требованиями к питательнымвеществам.
Пути возникновения микробов сповышенной устойчивостью или с пониженными требованиямик питательным веществамкак в природных условиях под влиянием естественного отбора, так и вискусственных условиях в результате деятельности селекционеров, имеют оченьважное практическое значение.
Человек заинтересован получить как можно быстрееполезные формы микробов.При работе с вредными микробами исследователей чащевсего интересует вопрос о том, каким образом предотвратить или, по крайнеймере, задержать возникновение таких форм. Теоретической основой для решенияэтих вопросов служит эволюционное учение Ч. Дарвина и экспериментальнаягенетика.Возникновение форм микробов сповышенной устойчивостью или пониженными требованиями к питательным веществамзависит от возникновенния соответствующих мутаций и воздействия естественногоотбора, устраняющего неизменные исходные формы и сохраняющего измененные, приспособленные к этим новым условиям.
Возникновениеформ микробов, приспособленных к более тяжелым условиям, определяетсясоотношением трех факторов чатоты появления мутаций, обуславливающихустойчивость к этим внешним условиям, интенсивность действия естественногоотбора и числа особей в популяции, подвергающихся воздействию естественногоотбора.Чем чаще появляются мутации,обуславливающие устойчивость организма к определенным внешним условиям, тембыстрее и легче возникают формы, приспособленные к этим условиям.
Инетенсивность естественного отборасильно влияет на быстроту появления устойчивых форм и чем более жесток этототбор, тем быстрее выявляются устойчивые формы.Число особей в популяции, на которуювозденйствует отбор, имеет решающее значение для возникновения форм, устойчивыхк определенным неблагоприятным внешним условиям.
Если популяция настольковелика, что в ней непременно должно возникнуть несколько устойчывых мутунтов т.е. если число особей в популяции больше чила особей, обеспечивающихвозникновение одного устойчивого мутанта , а отбор устраняет все неизменныеисходные формы, то возникновение устойчивых форм систематически происходит впределах одного поколения, подвергаюшегося воздействию естественного отбора.
Ноесли чило особей в отдельных популяциях, подвергающихся воздействиюестественного отбора, значительно меньше числа особей, обеспечивающеговозникновение хотя бы одного устойчивого мутанта, а отбор сразу же устраняет все неизменныеисходные формы, то в таких популяциях, усточивые формы могут возникнуть тольков результате счастливой случайности.Когда концентрация ядовитых веществ впитательной среде высока, задача выведения форм, устойчивых к таким высокимконцентрациям яда, обычно сильно затрудняется.
Дело в том, что мутации, которыесами по себе давали бы устойчивость к таким высоким концентрациям ядов,возникают исключительно редко или совсем ен возникают и такая устойчивостьможет быть получена только в результате совместного действия ряда различныхмутаций, каждая из которых в отдельности дает устойчивость только к значительно более низким концентрациям яда.Но одновременно эти независимые мутации проявляются исключительно редко иосуществить накопление их можно только путем последовательного повышенияустойчивости от сравнительно низких довсе более высоких концентраций яда. Этотметод называется - ступенчатое повышение устойчивости. Принцип ступенчатой селекции,т. е. бактерии высаживают в питательную среду, в которой недостает одноговещества, в котором эти бактерии нуждаются, происходит выведение штамма,способного синтезировать это вещество, затем следует посев этого штамма напитательную среду, вкоторой недостает еще одного вещества, в котором нуждаетсяисходная форма бактерий, выводятся новые штаммы и т. д этот принцип имееточень большое практическое значение значение для получения полезныхмикроорганизмов, способных расти на более простых и дешевых питательных средах,не заключающих определенных ростовых веществ или заключающих различныеугнетающие и ядовитые вещества, и потому непригодные для для исходных форм этихмикроорганизмов.
Вместе с тем этот метод используется для предотвращенияпоявления новых форм микроорганизмов, устойчивых к тем веществам, которыеобычно применяются для борьбы с ними различные лекарственные травы,антибиотики и др При помощи ступенчатой селекции получают новые штаммыпродуцентов полезных веществ антибиотики, аминокислоты, витамины и т.д. ,способные расти и давать высокую продуктивность на более дешевых питательныхсредах, при менее интенсивном перемешивании и т.д. Это значительно уменьшаетстоимость промышленного получения таких полезных веществ.Установление принципа ступенчатогодействия естественного отбора позволило разработать рекомендации дляпредотвращения возникновения лекарственно устойчивых форм патогенных микроорганизмов,устойчивых к новым лекарственным веществам и антибиотикам, широко приминяемымдля лечения заболеваний. Методы селекции микробов постоянносовершенствуются.
Благодаря им ученые смогли разработать способы для полученияновых веществ и препаратов, в которых так нуждается человечество.
Используемая литература 1 Д. Ф. Петров Генетика с основами селекции М, Высшая школа, 1976.