"Природа", №9-10, 1926 год, стр. 79-84.
Одним из наиболее сложных вопросов протистологии является вопрос о культуре микроорганизмов.
Если в микробиолигии техника достигла большого успеха в отношении культуры протофитов, то зоологу для protozoa остается еще большое поле деятельности в этом направлении.
Несмотря на прекрасные работы Аллена (Аllеn’s) над морскими планктонными организмами 1), наши сведения об условиях жизни своодно живущих protozoa (особенно пресноводных) далеко еще не полны и многие проблемы ждут своих исследований.
Нашей задачей здесь является дать некоторые указания о разведении и содержании различных низших животных организмов в пресноводных "микроаквариумах". Зоологи и микробиологи найдут здесь много интересного для своих наблюдений. Работы с микроаквариумом представляют большой интерес не только для специалистов-протистологов, но являются очень полезными и для широкого круга исследователей, тем более, что для своего осуществления не требуют громоздких и сложных приборов.
Настоящий очерк является рефератом интересной работы М. Тайлор (М. Taylor) из Глазгова (College of Notre Dame Glasgow), недавно опубликованной в одном, к сожалению, мало распространенном у нас, но весьма популярном в Англии, журнале ("Discovery". A monthly populer Journal of knowledge, vol. VII, № 73. January 1926. P. 11—16).
Прежде чем перейти к разбору методов и техники наблюдений, вполне уместно будет дать здесь общую картину принципов, на которых основано содержание микроаквариумов.
Многие микроорганизмы чрезвычайно чувствительны к изменениям состава окружающей среды, и малейшее несоответствие условий легко может погубить всю культуру.
Как пример, рассмотрим, прежде всего, условия, необходимые для культуры амеб (Amoeba proteus).
Прежде всего нам необходимо решить, какую стадию жизненного цикла амебы мы хотим получить в микроаквариуме. В зависимости от этого мы должны выбрать тот или иной метод культуры. Техника микроаквариума должна сводиться к тому, чтобы получить требуемый результат, а этого можно достигнуть только изучив жизненный цикл тех или иных организмов, и, прежде всего, необходимо знать, что и в какие периоды жизни способствует их питанию и какие условия надлежит им предоставить для более успешного содержания в микроаквариуме.
Главнейшим вопросом является питание воспитываемого организма. Необходимая и предпочитаемая пища может быть найдена путем наблюдения. По условиям питания микроаквариумы могут быть разделены на два типа А и В. В аквариуме типа А организмы, служащие пищей (субкультура), выращиваются вместе с воспитываемыми микроорганизмами в том же сосуде. В аквариуме типа В субкультура воспитывается отдельно и дается по мере надобности. Как лучше поступить в каждом отдельном случае, может показать только личный опыт.
Количество пищи может быть или пропорционально требованию организмов или превосходить таковое, смотря по надобности. В качестве питательного субстрата для субкультуры употребляется особый питательный состав (pubulum), состоящий из смеси пшеничных зерен, отмерших листьев, бобов, горошка и т. п. Также хорошим питательным средством является так наз. "солодовое молоко Гарлика" (Suspinsions of Horlik's malted milk). Продукты разложения этих веществ служат пищей целому ряду организмов. Успех культуры, при этом, зависит от разнообразия пищи, которое достигается вариацией питательного состава. При хорошем наблюдении над сортом и количеством органической пищи и выработки надлежащего питательного состава содержание микроаквариумов не представляет затруднений.
Для этого в аквариум типа А следует только прибавлять, время от времени, свежие порции питательного состава (pubulum). Конечно, таким путем нельзя культивировать всех protozoa, но, например, в аквариумах типа А можно годами воспитывать, при таких условиях, солнечников Actitnosphaerium Eichhorni.
Громадную роль в создании благоприятных условий окружающей среды, особенно в аквариумах типа А, играет концентрация водородных ионов.
Большое значение в изучении этого вопроса имели работы докторов Аткинса (Atkins) и Лебура (Lebour), а также и некоторых русских исследователей.
Мы не станем здесь вдаваться в подробности этого вопроса, а отсылаем наших читателей к работам указанных авторов 2). Здесь же мы ограничимся только рассмотрением тех условий, которым должен удовлетворять этот фактор для успешного культивирования организмов в наших микроаквариумах.
На концентрацию водородных ионов в микроаквариумах сильно влияет продукция воспитываемых организмов.
Как известно, концентрацию водородных ионов, для удобства, принято выражать в единицах рн.; если конц. вод. ионов сн. = 1·10—n то рн. = n, т. е. рн. есть отрицательный логарифм концентрации. При увеличении рн. концентрация уменьшается и среда становится более щелочной; уменьшение величины рн. соответствует подкислению среды.
Это легко проверить колориметрическим способом. Ниже мы коснемся некоторых простейших методов определения показателя рн. Величина рн. может служить предостерегающим сигналом при неблагоприятных условиях среды. Если продукция органических кислот в аквариумах типа А на некоторое время сильно увеличивается и может губительно сказаться на воспитываемых организмах, то это легко обнаружить определением рн..
Но, конечно, не всякое вредное воздействие на воспитываемые организмы сопровождается изменением рн.; так, появление паразитов и болезнетворных бактерий, губящих воспитываемые организмы, может не отразиться на "актуальной кислотности" среды (рн.).
Оптимум рн. для взрослых Amoeba proteus будет 6,6. Молодые амебы процветают и при низшем показателе рн.. Падение показателя до 4 или возвышение до 7,5—8 является предостерегающим сигналом. Однако, это не относится к временному увеличению рн. при процессах фотосинтеза. В качестве полезной пищи для A. proteus в аквариуме типа А укажем на такие организмы, как Astasia, Colpidium и т. п. (рис. 1). В качестве питательного состава для субкультуры — вареные зерна пшеницы. Такая культура делается пригодной для заселении амебами только через три месяца.
При несоблюдении этих условий мы, вместо желаемых взрослых амеб, вскоре будем находить только заинцистированные "покоящиеся" стадии.
Для культуры солнечников Actinosphaerium показатель сн. не должен быть ниже 7. Если желательно избегнуть быстрого образования цист, то лучше всего воспитывать Actinosphaerium в аквариуме типа В с применением искусственной субкультуры. Хорошей пищей для них являются коловратки Rotifer. Различные виды Actinosphaerium могут быть воспитываемы отдельно с применением в качестве питательной среды (pubulum) гороха, бобов, листьев и т. п. Для успешной субкультуры Rotifer состав воды из пруда или водопровода должен содержать показатель рн. свыше 7 и они могут быть помещены вместе с некоторыми солнечниками в одном аквариуме, тогда мы переходим к культуре типа А (рис. 2). При наличии хорошего питания (pubulum) Rotifer размножается быстро и субкультура может быть постоянно в нужном количестве. При благоприятных условиях и солнечники дают многочисленное потомство. Молодые Actinosphaerium скапливаются на концах гниющих листьев или на поверхности стекла, или плавая хватают добычу, при чем благодаря своей многочисленности производят красивое впечатление снежной мятели в аквариуме. Actinosphaerium, кроме Rotifer, употребляют в пищу и некоторых других животных. Так, некоторые из них поедают листоногих рачков Chydorus’ов, из инфузорий Ciliata такие формы, как Stylonychia и Frontonia, некоторых из жгутиконосцев, некоторых Оligосhаеtа, из Crustacea — мелких дафний и циклопов, кроме того личинок двукрылых, Stenostomum, тихоходок и даже нематод. Однако, никакая из этой пищи не употребляется так охотно, как Rotifer (рис. 3). Из растительных организмов они употребляют в пищу главным образом различных десмидиевых. Когда Actinosphaerium уживутся и начнут быстро размножаться, им могут быть предложены некоторые из вышеупомянутых организмов. Если желательно иметь цисты Actinosphaerium, то кормление должно быть приостановлено и аквариум вынесен на холод. Процесс цистообразования может быть замечен на стенках аквариума или на мертвых листьях и т. п.
Парамеции и другие Ciliata культивируются в аквариумах типа А. Они очень чувствительны к малейшим колебаниям рн.; поэтому культуру следует постоянно контролировать, особенно при усиленном питании. Хорошим питательным средством для них является жидкий раствор "солодового молока Гарлика".
Для жгутиконосцев Euglena и Chlamydomonas хорошим питательным составом служит коровий помет.
При некоторых искусственных условиях лабораторного метода можно добиться приучения организмов к рн. иного, не обычного для их нормальной среды показателя. Так, например, парамеции, для которых оптимум рн. обычно является 7,1—9, могут быть приучены к рн. с показателем 5-6, причем быстрое перемещение их в нормальную среду оказывается для них фатальным. Чувствительность к изменениям рн. является полезным в борьбе с нежелательными в аквариумах организмами, но надо не забывать, что изменения рн. могут, при этом, вредно отразиться и на воспитываемых организмах. Здесь открывается обширное поле для дальнейших изысканий в этой области. В некоторых случаях, например, для уничтожения Frontonia и для освобождения от сине-зеленых водорослей в качестве фактора, изменяющего показатель рн., может применяться раствор виннокаменной кислоты (Acidum tartaricum) и железный купорос (Ferrum sulfuricum).
Кроме указанных выше простейших в микроаквариумах можно с успехом воспитывать и некоторых низших беспозвоночных. Наиболее изученными в этом отношении являются гидры и дафнии. Те и другие, как известно, неоднократно служили объектами для многочисленных экспериментов в области цитологии, генетики, экспериментальной зоологии и патологии. Дафнии, кроме того, являются прекрасной пищей для различных обитателей аквариумов (гидр, мальков рыб и личинок амфибий), и, как мы уже знаем, ими питаются некоторые крупные Actinosphaerium.
Культура гидр, во взрослом состоянии, должна производиться в аквариумах типа В, хотя в некоторых случаях может быть соединена с другими организмами в аквариумах типа А. рн. должно быть свыше 7. При интенсивном культивировании гидры чрезвычайно чувствительны к изменению рн.. Добытые из пруда, вместе с водой, в которой они найдены, гидры помещаются в микроаквариум типа В, куда прибавляется некоторое количество воды из водопровода (рис. 4). Очень полезной пищей для них являются дафнии. Соответствующая порция культуры последних должна быть вылита через куски канвы, которая задержит дафний. Куски канвы с дафниями должны быть затем тщательно промыты чистой водой, от посторонних примесей, и только после этого дафнии могут быть даны гидрам. Скопленные на дне аквариума отмершие
3)
1) См. Journal of the Marine Biological Association. Vol. VIII, № 5, 1910.
(стр. 79.)
2) Journal of Marine Biological Assoc. 1922, № 4.
Вольтер, О. А. "О значении и методах определения концентрации водородных ионов". Успехи биологической химии, 1924 г., стр. 131.
Скидовский. "Активная реакция среды и ее значение для биологии". "Природа", 1917 г., июль—август.
(стр. 81.)