Реферат: Использование микробов в хозяйственной деятельности

Разработка наиболее рациональных приемов использования микробов в
хозяйственной деятельности человека и сознательная селекция микробов
стали возможны только после разработки микроскопических методов изучения
и выяснения способов расселения и размножения микроорганизмов.

Основная заслуга в успешном разрешении этих вопросов принадлежит
гениальному французскому ученому Луи Пастеру (Pasteur, 1822-1895),
подлинному создателю научной селекции микробов, основанной на
сознательном применении методического искусственного отбора и умелом
использовании естественного отбора путем создания условий, в которых
отбор действует в желательном для селекционера направлении. Дальнейшее
усовершенствование селекции микробов тесно связано с достижениями
генетики и использованием этих достижений в селекции.

Г. А. Надсон (1920) в результате ряда тщательно выполненных опытов еще в
1920 г. показал, что ионизирующая радиация вызывает у грибов и бактерий
стойкие наследственные изменения. Он выделил таким путем у Azotobacter
chroococcum штаммы, отличающиеся повышенной способностью ассимилировать
атмосферный азот.

В начале 40-х годов Бидл и Татум (Beadle & Tatum, 1941), использовав
ионизирующую радиацию для вызывания мутаций у микробов, получили у гриба
Neurospora crassa значительное количество мутантов с измененным обменом
веществ и повышенными требованиями к питательным веществам. Эти
исследования привели к созданию биохимической генетики и оказали очень
сильное влияние на усовершенствование селекции микробов.

В настоящее время в селекции микробов существуют три основных
направления:

Селекция на повышение устойчивости к ядам, антибиотикам и на понижение
требований к составу питательной среды;

Селекция на повышение накопления полезных веществ;

Селекция на повышение требований к ростовым веществам.

Селекция форм с повышенной устойчивостью и пониженными требованиями

Это направление связано с выведением таких форм микробов, которые
обладают способностью осваивать новые, недоступные для иходных форм,
экологические ниши. Умелое использование естественного отбора позволяет
быстро и со сравнительно небольшой затратой сил и средств, получать
штаммы с повышенной устойчивостью к различным неблагоприятным внешним
условиям, ядам, антибиотикам, фагам или с пониженными требованиями к
питательным веществам.

Пути возникновения микробов с повышенной устойчивостью или с пониженными
требованиямик питательным веществам как в природных условиях под
влиянием естественного отбора, так и в искусственных условиях в
результате деятельности селекционеров, имеют очень важное практическое
значение. Человек заинтересован получить как можно быстрее полезные
формы микробов. При работе с вредными микробами исследователей чаще
всего интересует вопрос о том, каким образом предотвратить или, по
крайней мере, задержать возникновение таких форм. Теоретической основой
для решения этих вопросов служит эволюционное учение Ч. Дарвина и
экспериментальная генетика.

Возникновение форм микробов с повышенной устойчивостью или пониженными
требованиями к питательным веществам зависит от возникновенния
соответствующих мутаций и воздействия естественного отбора, устраняющего
неизменные исходные формы и сохраняющего измененные, приспособленные к
этим новым условиям. Возникновение форм микробов, приспособленных к
более тяжелым условиям, определяется соотношением трех факторов: чатоты
появления мутаций, обуславливающих устойчивость к этим внешним условиям,
интенсивность действия естественного отбора и числа особей в популяции,
подвергающихся воздействию естественного отбора.

Чем чаще появляются мутации, обуславливающие устойчивость организма к
определенным внешним условиям, тем быстрее и легче возникают формы,
приспособленные к этим условиям.

Инетенсивность естественного отбора сильно влияет на быстроту появления
устойчивых форм и чем более жесток этот отбор, тем быстрее выявляются
устойчивые формы.

Число особей в популяции, на которую возденйствует отбор, имеет решающее
значение для возникновения форм, устойчивых к определенным
неблагоприятным внешним условиям. Если популяция настолько велика, что в
ней непременно должно возникнуть несколько устойчывых мутунтов (т.е.
если число особей в популяции больше чила особей, обеспечивающих
возникновение одного устойчивого мутанта), а отбор устраняет все
неизменные исходные формы, то возникновение устойчивых форм
систематически происходит в пределах одного поколения, подвергаюшегося
воздействию естественного отбора.

Когда концентрация ядовитых веществ в питательной среде высока, задача
выведения форм, устойчивых к таким высоким концентрациям яда, обычно
сильно затрудняется. Дело в том, что мутации, которые сами по себе
давали бы устойчивость к таким высоким концентрациям ядов, возникают
исключительно редко или совсем ен возникают и такая устойчивость может
быть получена только в результате совместного действия ряда различных