Микроорганизмы, развивающиеся при высоких температурах, или, как их называют, «термофилы», были открыты около семидесяти лет назад.
Способность некоторых микробов жить в зоне высоких температур, при которых обычно живые существа погибают, весьма заинтересовала исследователей. Позднее было установлено, что в некоторых важных производственных процессах термофильные микроорганизмы играют весьма существенную роль. Поэтому неудивительно, что они изучались многими исследователями и что им посвящена обширная литература. Таким образом, практический и теоретический интерес, представляемый термофилами, объясняет то внимание, которое было им уделено микробиологами.
Как будет видно из разобранного ниже материала, советские исследователи сделали весьма существенный вклад в познание теплолюбивых микроорганизмов. Их работа была направлена к широкому практическому использованию термофильных микроорганизмов, обладающих значительно большей биохимической активностью, чем мезофильные формы микробов. К примеру можно отметить работы по применению термофильных микроорганизмов в бродильной промышленности, при очистке сточных вод, при уничтожении и обезвреживании городских отбросов, при переработке органических удобрений, при получении ферментных препаратов и т. д.
В Советском Союзе были проведены крупные работы по предупреждению процессов самонагревания разнообразных органических веществ, обусловливаемых в основном деятельностью термофильных микроорганизмов. В данной серии исследований особенной обстоятельностью отличаются работы по самонагреванию зерна.
Серьезное внимание было уделено советскими исследователями борьбе с остаточной микрофлорой консервов, состоящей в основном из термофильных микроорганизмов и вызывающей нередко порчу продукта.
Исключительный интерес представляют попытки получения из обычных мезофилов форм микроорганизмов, адаптированных к повышенным температурам. В бродильных производствах, расположенных в южной зоне Советского Союза, в летнее время нередко бывают перебои вследствие слишком высокой температуры воздуха, которая задерживает размножение микроорганизмов. Подобная обстановка наблюдается на спиртовых заводах и при производстве уксусной кислоты.
До сих пор не удалось изолировать из природы дрожжи и уксуснокислые бактерии, развивающиеся при повышенной температуре и сколько-нибудь удовлетворяющие практиков. Вместе с тем опыты, проведенные Логиновой, показывают возможность искусственного получения культур микроорганизмов, обладающих достаточно высоким температурным максимумом.
Направленная изменчивость, столь эффективно использованная Мичуриным, а впоследствии и Лысенко при работе с высшими растениями, может быть с успехом применена микробиологами для получения нужных культур микроорганизмов.
Весьма ценными показателями санитарного состояния внешней среды оказались также термофильные микроорганизмы, В настоящее время ставится вопрос об использовании их для получения антибиотически действующих веществ и ферментных препаратов.
Бегло отмеченный нами круг вопросов показывает практическое и теоретическое значение исследовательской работы с термофильными микроорганизмами.
Прежде чем описывать отдельные группы микроорганизмов, живущих при высоких температурах, мы остановимся на кратких сведениях, связанных с открытием и первыми этапами изучения термофилии вообще.
Способность живых организмов существовать при высоких температурах была установлена давно. Так, например, еще в 1774 г. Зоннерат (Sonnerat) заметил в воде горячего источника Исландии плавающую рыбу. По его утверждениям, вода данного источника имела температуру 69°. Последующие исследования не подтвердили факта существования рыб при столь высоких температурах. Возможно, что Зоннерат не точно произвел термометрирование, или ошибка могла произойти от того, что в горячих источниках (термах) верхние слои воды имеют нередко более высокую температуру, чем нижние. Тем не менее, рыбы могут существовать при повышенной температуре. Так, позднее Джемс и Эренберг обнаружили рыб в источниках с, температурой около 55°, а Иссель — при 40°.
Весьма давно была установлена склонность к термофилии у водорослей. По-видимому, первая работа в данной области принадлежит Гукеру. Несколько позднее Швабе опубликовал исследование о развитии водорослей в горячих источниках Карлсбада, имевших температуру около 70°.
Вызывает сомнение открытие Флюоренса, нашедшего водоросли в источнике с температурой 98°. Очевидно, в данном случае была также допущена ошибка, но тем не менее сделанные наблюдения свидетельствуют о способности водорослей жить при весьма высоких температурах.
Отдельные указания на существование термофильных форм у бактерий можно найти в исследованиях Гукера и Бреуера. Эти натуралисты определенно говорят о присутствии среди организмов термофильного типа представителей класса Eubacteriae. Основательнее термофильные бактерии были обследованы Микелем. Один более детально изученный им микроб был выделен из воды. Он представлял собой спороносную, неподвижную палочку, способную размножаться при температуре 70°. Позднее Микелю удалось выделить термофильные бактерии из Пыли, воздуха и отбросов. Рассматривая всевозможные места с повышенной температурой как естественные очаги для размножения термофильных микроорганизмов, Микель полагал, что отсюда они разносятся по окружающей среде.
Позже термофильные бактерии изучались весьма многими микробиологами. Русская ученая, Циклинская, дала в конце XIX и в начале XX в. ценные работы о микробах, развивающихся при высоких температурах. Изучению термофильных бактерий в этот период весьма способствовали эксперименты Рабинович (1895). За последнее время существенный вклад в интересующую нас область был сделан Имшенецким и его сотрудниками.
Микробиологи, изучавшие Термофильных бактерий, без труда установили наличие теплолюбивых форм среди грибов и актиномицетов. Термофильным грибам уделила внимание в своих работах Циклинская (1899), а также другие микробиологи.
Из исследователей, работавших с термофильными актиномицетами и сделавших интересные наблюдения над этими формами живых существ, следует отметить Циклинскую и Верестнева.
К настоящему времени наши сведения о термофильных микроорганизмах довольно обширны, однако в них все же имеются Существенные пробелы — недостаточно разработано практическое использование термофильных микробов, слабо освещены многие физиологические и экологические вопросы. В частности, до последнего времени оставались невыясненными причины, определяющие распространение термофилов в природе. Обычное нахождение термофильных микроорганизмов в горячих источниках и местах с повышенной температурой вполне понятно, и не вызывает большого удивления. Однако уже, работы первых исследователей доказали, что теплолюбивые микроорганизмы широко распространены в почвах разных типов и в воде рек. До появления наших исследований этому Явлению не было найдено сколько-нибудь логичного объяснения,