Чтение онлайн

Миновало несколько лет, как бактерия, покинув стены института, вступила в большую жизнь: она успешно проходит испытательный срок на заводах. Ее продукция проверялась биологами и животноводами. Их вывод: обогащение кормов концентратом лизина увеличивает привес цыплят, свиней.

Недавно спроектирован специальный цех для производства лизина в больших количествах. Главные технологические операции здесь будут выполнять бактерии. Впрочем, туда, возможно, придут работать уже новые бактериальные «кадры». Ученые выявили среди микроорганизмов, обитающих в иле прибалтийских рек, в почве, в лечебных грязях лесных озер и даже в сточных водах, такие бактерии, которые обладают повышенной работоспособностью.

Тучное пшеничное поле. От края до края гуляют тяжелые зеленые волны. Каждый видит: будет добрый урожай. И каждому понятно: значит, хорошо вспахали поле, вовремя посеяли; к сроку прошли дожди. Все ясно, все просто.

А вот если тщательно изучить свежий пшеничный лист, стебель, корешок или зерно, обнаружится немало непонятного. Оказывается, на любом растении обитают целые поселения микроорганизмов. Привольно микробам: здесь им и стол, и дом. Фитонциды — мощное химическое оружие растений — для них не страшны, они к ним приспособились. Но почему же так удалась пшеница, почему она не болеет, не чахнет под натиском микробов?

Около пятнадцати лет ученые изучают эту проблему. Обследованы самые разнообразные сельскохозяйственные культуры. Собрано полторы тысячи форм микроорганизмов — все они обитают только на здоровых, хорошо развивающихся растениях. И это ничуть не угнетает ни пшеницу, ни овес, ни горох. Более того, попытки освободить эти растения от «иждивенцев» нередко вели к замедлению роста и болезням.

Как выяснилось, многие из тех микробов, которые ученые принимали за иждивенцев и паразитов, не только не приносят вреда своим хозяевам, но и защищают их от болезнетворных бактерий и микроскопических грибов. А часть из них как бы в благодарность за пищу и кров поставляет своим зеленым хозяевам витамины группы В, аминокислоты, вещества, стимулирующие рост (типа гиббереллинов). Особое значение для будущего урожая имеет деятельность бактерий, обитающих на семенах: выделения микробов активируют биохимические процессы, протекающие во время прорастания.

Но если некоторые бактерии, так сказать, явочным порядком осуществляют заботу об урожае, то почему бы не узаконить их деятельность, не ввести ее в рамки плановости?

К сегодняшнему дню из сотен «претендентов» на штатную сельскохозяйственную работу ученые отобрали несколько десятков форм наиболее активных бактерий. Они прошли испытания в лабораторных, вегетационных и полевых условиях и показали, что зараженные ими зерновые и овощные культуры, а также сахарная свекла повышают урожай на 10–20 процентов.

Бактерии-стимуляторы можно выращивать тоннами. Они неприхотливы и довольствуются отваром растений. Отвар этот заливают в особые аппараты — ферментеры, куда и высевают бактерии-производителей. Потом подается подогретый воздух — и через некоторое время жидкость буквально кишит (под микроскопом) живыми существами, готовыми взяться за предпосевную обработку семян. Примерно так же, но па других питательных жидкостях, можно вскармливать азотфиксирующие бактерии, которые делают доступным для растений азот воздуха.

Конечно, на практике все это выглядит не так просто. Но новая отрасль науки и техники— биоинженерия — справляется с трудностями. Правда, не со всеми. Скажем, заводские бактериальные препараты получают жидкими. А это — тонны балластной воды, бутыли, которые бьются, емкости, которые лопаются от мороза. Но как избавиться от воды — ведь без нее микроорганизмы погибнут?

В лаборатории технической микробиологии рижского Института микробиологии на этот счет имеется особое мнение. Ученые предложили погружать микробов в анабиоз — в состояние на грани жизни и смерти, когда все жизненные процессы прекращаются, но остается возможность «воскреснуть» в нужный момент.

Технология приведения микробов на грань жизни и смерти довольно сложна. Она основывается на природной способности этих организмов прекращать на время всякую жизнедеятельность. Но, как показывают опыты, лишь около 30 процентов некоторых разновидностей бактерий может сохранить жизнеспособность при простой вакуумной сушке. Ученые разработали целый ряд специальных приемов. В результате после двухлетнего пребывания в анабиозе «воскресают» 67 процентов бактерий.

Исследования в этой области продолжаются. Немало лабораторных колб наполнено сухим светло-серым порошком. Это и сухой нитрагин — азотсвязывающие бактерии, и различные виды бактерий-стимуляторов. С помощью сухих микробных препаратов, изготовленных в институте, уже удобрены тысячи гектаров посевов.

Многими «профессиями» успешно овладевают микробы. Они пробуют свои силы и в горном деле, и в металлургии. Да что там пробуют — уже вовсю работают!

На Урале и в Казахстане они извлекают медь из сульфидных руд, в частности из халькопирита. Технология весьма проста. Берется, как правило, бедная руда (или даже «почти пустая» порода из отвалов, или, наконец, отходы металлургического производства — шлак), измельчается и увлажняется питательным раствором, в который перед тем поселили особую разновидность бактерий. Они, попав в каменное крошево, немедленно принимаются разыскивать мельчайшие крупицы руды и «вгрызаются» в нее, превращая нерастворимые соединения меди в медный купорос.

Требуется всего четыре дня, чтобы бактерии извлекли 80 процентов металла, содержащегося в отвальной породе или руде. Теперь нужно лишь собрать раствор в резервуары и, действуя на него железом (самая обыкновенная обменная реакция), получить чистейшую медь.

Особенности технологии, только что изложенные, дают возможность микробам-металлургам, перерабатывающим руду на поверхности земли, освоить и смежную профессию — горняков, которые добывают халькопирит в шахтах. Для этого необходимо лишь пробурить скважины к залежи полезного ископаемого, закачать туда питательную среду с бактериями. Глубоко в земных недрах они не только добудут металл, но и сразу же проведут гидрометаллургические процессы. Поэтому через некоторое время можно уже выкачивать практически готовую продукцию — раствор, обогащенный медным купоросом.

Микробиологические методы в горном деле и металлургии находят все большее применение. За рубежом микробы вырабатывают пять процентов всей меди, немало… урана и цинка.

В лабораторных условиях уже хорошо изучены микроорганизмы, способные добывать марганец, висмут, свинец, сурьму, литий, германий. Ученые уверены, что в список металлов, которые могут добывать металлурги-невидимки, скоро будут внесены никель, таллий, молибден, титан.

И это не все. Директор Института микробиологии АН СССР академик Александр Александрович Имшенецкий — ученый, широко известный своими исследованиями в этой области, утверждает, что микробиологические процессы имеют особое значение при переработке труднообогащаемых золотоносных руд: они позволяют в девять (!) раз увеличить выход драгоценного металла. Кроме того, советские ученые доказали, что бактерии могут с успехом очищать концентраты золота и олова от примеси мышьяка.

Исследования последнего времени изумили даже видавших виды специалистов: оказывается, перед микробами не может устоять даже само золото, то самое вечное золото, которое растворяется лишь в адской смеси соляной и азотной кислот. Но теперь доказано: некоторые бактерии и микроскопические грибы образуют органические вещества, вступающие в соединение с золотом…

Говоря о перспективах новой технологии, академик А. А. Имшенецкий пишет:

«Методы прикладной геомикробиологии значительно снижают потери при подземных работах, связанных с добычей цветных и редких металлов. Достоинство этих способов заключается в возможности одновременного получения ряда элементов. Так, в медных рудах могут содержаться сера, железо, цинк, золото, серебро, кадмий, селен, теллур, индий, рений, галлий и другие полезные элементы. При стандартных методах значительная их часть попадает в отвалы. Во время обогащения полиметаллических руд теряется много галлия, теллура, лития. В шлаках иногда содержится также значительное количество олова, германия, таллия, осмия, меди, цинка и других металлов. Микробиологическое выщелачивание может касаться забалансовых и бедных руд, отвалов, „хвостов“ обогатительных фабрик, шлаков.