Роль антибиотиков в биоценозах

Одной из характерных особенностей антибиотиков является избирательность действия — каждый антибиотик действует на определенный набор видов микроорганизмов, т. е. имеет свой специфический антимикробный спектр действия. Например, актиномицеты, принадлежащие к виду Actinomyces streptomycin!, подавляют рост грамположительных и грамотрицательных бактерий, микобактерий, некоторых видов дрожжей и грибов. Actinomyces levoris не угнетает рост бактерий, но подавляет развитие дрожжей, некоторых дрожжеподобных организмов, мицелиальных грибов и т. д. Антимикробный спектр действия — один из таксономических признаков в систематике актиномицетов, служащих для разграничения видов. Вырабатываемые актиномицетом антибиотики не угнетают развития собственной культуры даже в концентрациях, которые во много раз превышают минимальную концентрацию, подавляющую рост других микроорганизмов.

Какова же биологическая роль антибиотиков? На этот вопрос однозначного ответа нет. Советские и многие зарубежные ученые считают, что способность синтезировать антибиотики — полезное для вида приспособление, выработавшееся и закрепленное в процессе эволюции организмов. Продуцирование антибиотиков — один из факторов, дающий определенные преимущества микроорганизму-антагонисту в борьбе за существование в сложных естественных микробных ассоциациях. Согласно другой точке зрения, антибиотики представляют собой «отбросы» обмена веществ у микроорганизма, не играющие приспособительной, эволюционной роли. Эта точка зрения разделяется 3. Ваксманом, X. Лешевалье и некоторыми другими зарубежными исследователями. Свою трактовку они обосновывают главным образом тем, что, во-первых, антибиотики образуются не всеми широко распространенными микробами; во-вторых, антибиотики быстро инактивируются в почве. Но продуцирование антибиотиков — лишь одно из приспособлений, выработанное микробами в борьбе за существование. Антагонизм микробов может обусловливаться и рядом других веществ, помимо антибиотиков, а также приспособительными механизмами, не связанными с образованием каких-либо химических соединений. Все это также может способствовать широкому распространению микробов, у которых не выявлена способность синтезировать антибиотики. К этому же следует добавить, что в лабораторных условиях, когда тот или иной актиномицет выращивают изолированно (вне естественного микробного сообщества) на искусственных питательных средах, не всегда удается выявить способность к синтезу антибиотика. То есть неактивные в лабораторных условиях штаммы актино-мицетов способны к биосинтезу антибиотиков.

Что касается второго довода, то в литературе имеются многочисленные данные, свидетельствующие о наличии антагонизма между микробами в почве, обусловленного выделением антибиотиков. Эти данные подтверждены лабораторными опытами на чистых культурах микроорганизмов и проверены в полевых условиях. В микрозонах, где присутствует антибиотик (в почве), он безусловно воздействует на микробы, контактирующие с ним. Действительно, в почве происходит процесс разрушения антибиотиков как под влиянием различных физико-химических факторов (рН, наличие коллоидов и др.), так и в результате инактивации специфическими веществами (ферментами), образуемыми микробами. Однако это не может служить доказательством отсутствия действия антибиотиков на микробы в почве. Инактивация антибиотиков микроорганизмами — естественная реакция живого организма на вредное воздействие среды.

В ответ на воздействие антибиотиков микроорганизмы вырабатывают различные формы защиты. В любом случае окончательный результат этого взаимодействия будет определяться целым рядом и таких факторов, как скорость размножения, интенсивность образования антибиотиков и инактивирующих веществ, способность полнее использовать вещества окружающей среды для жизнедеятельности, степень устойчивости к неблагоприятным физико-химическим условиям обитания и т. д.

Рис. 195. Колонии актиномицетов, образующих антибиотики, на поверхности агаризованных питательных сред.

Таким образом, антибиотики не могут считаться случайными отбросами обмена веществ микробной клетки, не играющими приспособительной роли в борьбе за существование.