![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
![]() |
![]() |
Номер 8-9(55) август-сентябрь 2014 | |
![]() |
До сих пор бытует мнение, что в России
работало два Гаузе: один — широкий эколог и эволюционист, другой —
специалист по антибиотикам. На самом деле это был один человек, Георгий
Францевич Гаузе, обладавший даром и экспериментатора, и теоретика. Его
ранние исследования по экологии и теории эволюции в последующем
составили фундамент для блестящих работ по антибиотикам. Работы по
конкуренции вошли практически во все учебники по общей и популяционной
экологии. Первые шаги Георгий Францевич Гаузе родился в Москве 27 декабря
1910 г. Его отец Франц Густавович Гаузе родился и вырос в Литве в рабочей
семье (дед Георгия был столяром), а учиться уехал в Санкт-Петербург, где
получил специальность архитектора. Впоследствии стал профессором и деканом
факультета Московского архитектурного института. Мать Гаузе, Надежда
Михайловна (в девичестве Иванова), была балериной Большого театра, ее отец
― скрипачом в его оркестре. Еще в школе Георгий заинтересовался зоологией
беспозвоночных. Часто бывая в Зоологическом музее Московского
университета, в 15 лет познакомился с хранителем коллекций музея
В.В.Алпатовым. Под влиянием этого известного московского зоолога,
обладавшего широким научным кругозором, особенно в области биометрии и
эволюционного учения, Гаузе еще до поступления в университет подготовил
первую научную работу по изменчивости у азиатской саранчи с использованием
биометрических методов [1]. В 1927 г. Георгий поступил в Московский университет
на биологическое отделение физико-математического факультета. Тогда
студентов набирали из представителей рабочего класса, поэтому в
поступлении ему очень помогло ходатайство Алпатова и директора
Зоологического музея университета Г.А.Кожевникова. В том же году Алпатов уехал в длительную научную
командировку в США и попросил своего коллегу и друга Е.С.Смирнова опекать
его ученика. Через год Смирнов пригласил первокурсника «по
совместительству» поступить младшим научным сотрудником в возглавляемую им
лабораторию Биологического института им. К.А.Тимирязева при
Коммунистической академии. Тогда в этом крупнейшем биологическом научном
центре, руководимом М.С.Навашиным, работали многие выдающиеся биологи.
Гаузе окунулся в жизнь института: участвовал в научных конференциях и
семинарах, в решении вопросов математической биологии (которой увлекался и
Смирнов). В 1929 г. Гаузе отправился в путешествие на Северный Кавказ, где
изучал изменчивость и экологию прямокрылых методами математической
статистики, продолжая в природных условиях тему первой статьи, выполненной
на музейном материале под руководством Алпатова. Руководил этими
интереснейшими работами, сочетающими натурализм и математику, Смирнов.
Гаузе оставался благодарен ему и сохранил с ним связь на всю жизнь.
В том же году Алпатов вернулся из США, из
лаборатории популяционных исследований Р.Перля, директора Института
биологических исследований при Университете им. Дж.Хопкинса в Балтиморе.
Свои популяционные исследования Перль начал во время изучения численности
населения США, затем перенес их в лабораторию и проводил на самых
разнообразных объектах, среди которых после посещения лаборатории
Т.Моргана любимым стала дрозофила. Алпатов, включившись в «дрозофильный»
проект Перля, в экспериментах изучал воздействие температуры на
продолжительность жизни насекомых при различных плотностях популяции. С
работ Перля и Алпатова началась экспериментальная биодемография. Авторы
выдвинули концепцию «скорости жизни»: ее длительность сокращается
пропорционально ускорению метаболизма1*. Сначала в опытах по конкуренции Гаузе использовал
инфузорий Paramecium aurelia и P.caudatum, которые питались одним кормом и
обитали в одном пространстве. Конкуренция между ними всегда заканчивалась
вытеснением одного из видов, что зависело не только от факторов среды, но
и от наличия продуктов обмена веществ у конкурентов. По-иному складывались отношения между P.aurelia и
P.bursaria. Хотя и эти инфузории конкурировали за пищу и пространство, оба
вида могли существовать неопределенно долгое время. Поскольку пищей для
них в этой серии опытов служил смешанный корм, состоящий из дрожжей и
бактерий, причину сосуществования инфузорий можно было усмотреть в пищевой
специализации, которая должна была ослабить конкуренцию. Действительно,
оказалось, что P.bursaria обитала в основном на дне пробирки и питалась
оседающими дрожжевыми клетками, а P.aurelia находилась в верхней части
пробирки и питалась преимущественно бактериями. Но и на корме, состоящем
из одних только дрожжевых клеток, достигалось равновесие между видами,
только при одном условии: если пробирка интенсивно освещалась. Объяснялось
это тем, что вид, обитающий на дне пробирки, неминуемо исчез бы не от
недостатка пищи, а от недостатка кислорода. Вид, более чувствительный к
недостатку кислорода, обитал в верхней части пробирки, где его было вполне
достаточно. Следовательно, каждый вид существовал в своей собственной
зоне, но выживание одного обеспечивалось симбиозом с водорослью. Еще в Гаузе хорошо чувствовал, что после экспериментов и
полевых исследований, показавших важность концепции экологической ниши,
необходимо совершенствовать дарвиновскую теорию борьбы за существование.
Для такой работы необходим был партнер, безукоризненно владеющий
математическим аппаратом. В 1934—1937 гг. им стал известный математический
физик А.А.Витт6*, с которым Гаузе познакомился на заседаниях
биофизического центра МГУ. Они опубликовали несколько теоретических статей
по математическому моделированию таких важнейших процессов, как
конкуренция, симбиоз, комменсализм, мутуализм. Работы Гаузе по экспериментальному и
математическому изучению борьбы за существование на моделях популяций
микроорганизмов и простейших привлекли к себе большое внимание многих
экспериментальных биологов из разных стран. В 1936 г. Гаузе успешно
защитил их как докторскую диссертацию «Исследования по динамике смешанных
популяций», официальным оппонентом которой был Владимир Иванович
Вернадский. Впервые Гаузе заинтересовался биологическим
действием оптических изомеров и проблемой асимметрии протоплазмы
(аминокислоты, сахара) еще в 1931—1932 гг., когда работал в биохимической
лаборатории Политехнического музея в Москве, где в то время трудились
известный биохимик А.Р.Кизель7* и его ученики А.Н.Белозерский и
В.Л.Кретович. Здесь у Гаузе сложились дружеские отношения с Белозерским,
которого он впоследствии попросит выполнить биохимический анализ
грамицидина S. Летом 1933 г. Вернадский пригласил Гаузе и Алпатова
к себе в санаторий Академии наук «Узкое», где тогда отдыхал. Рассказ
Георгия Францевича о своих работах по асимметрии протоплазмы очень
заинтересовал Владимира Ивановича, и он предложил Гаузе работать в своей
лаборатории. К сожалению, тот не смог реализовать эту возможность, но уже
через год, в августе 1934 г., передал Вернадскому первую часть своих
«Исследований по диссимметрии протоплазмы» лаборатории Вернадского [6].
Начиная с 1934 г. Георгий Францевич часто встречался с Владимиром
Ивановичем, который раз в месяц приглашал его к себе домой. Они обсуждали
проблемы асимметрии протоплазмы и экологии, которые очень волновали
Вернадского, так как его исследования были связаны с закономерностями
роста живого вещества в биосфере. Исследования по асимметрии протоплазмы выросли из
ранних работ по экологии и теории эволюции. Гаузе просто расширил методы
изучения экологических и эволюционных процессов, вводя новый биохимический
аспект. Его эксперименты по эффектам оптических изомеров аминокислот,
алкалоидам и синтетическим компонентам, воздействующим на рост простейших
и дрожжей, были подробно изложены в книгах «Асимметрия протоплазмы» и
«Оптическая активность и живая материя», изданных в СССР в 1940 г. и в США
в 1941 г. [7]. Еще в 1937 г., Гаузе в лаборатории экологии МГУ
начал выполнять важнейшие эксперименты по изучению естественного отбора.
Эти работы стали логическим продолжением исследований по борьбе за
существование. Используя разработанные и хорошо апробированные в
лаборатории методы и ранее использованные культуры простейших, можно было
прямо решать фундаментальные проблемы теории естественного отбора. Эти работы он продолжал вместе со своей сотрудницей
Н.П.Смарагдовой Были проведены обширные исследования по выявлению связи
между модификациями и мутациями в процессе естественного отбора [8],
которые Гаузе обобщил в монографии «Экология и некоторые проблемы
происхождения видов». Но эта книга, подписанная к печати 29 июня 1941 г.,
не увидела свет. Почему? Ведь во время войны, особенно поначалу, выпуск
научной литературы не прекращался, тем более в Москве. Вероятно, это было
связано с фамилией Гаузе, поскольку она скорее немецкого, чем русского
происхождения (такие подпадали под особый контроль НКВД). После окончания
войны монографию издали в США в сокращенном виде под названием «Проблемы
эволюции». В полном объеме она вышла лишь в 1984 г. в тематическом
сборнике «Экология и эволюционная теория». В сентябре 1939 г. началась Вторая мировая война,
ситуация в мире резко изменилась, и Гаузе начал активно работать по
оборонной тематике. В 1940 г. по его инициативе Дезинфекционный институт
Минздрава СССР заключил договор с лабораторией экологии МГУ по вопросам
изучения действия дезинфицирующих веществ. Все те методы, которые
применялись Гаузе для изучения борьбы за существование и естественного
отбора в культурах простейших, стали использоваться для изучения
дезинфицирующих веществ. Эти исследования имели оборонное значение и были
связаны с защитой от бактериологического оружия. Новизна работ Гаузе состояла в том, что для
тестирования дезинфицирующих веществ вместо культур бактерий он
использовал культуры простейших, а это позволяло резко ускорить темпы и
надежность научно-исследовательских работ. Часть исследований в этом
направлении по представлению Е.Н.Павловского вышла в «Докладах Академии
наук СССР». Важнейшее значение в этом цикле имела статья «О действии
некоторых дезинфицирующих веществ на бактерии и на простейших» [9]. Вскоре после начала Великой Отечественной войны
Гаузе покинул университет и возглавил отдел санитарной инспекции
Сталинского района Москвы, одновременно по совместительству работал в
Институте медицинской паразитологии и малярии Наркомздрава СССР. В это
время из заметки, опубликованной в лондонском журнале «Nature», он узнал
об успешном применении в американских военных госпиталях тиротрицина,
антибактериального препарата микробного происхождения, полученного
доктором Р.Дюбо. В то время значимость антибиотиков для медицины понимали
немногие, в их числе был Сергиев. В январе 1942 г. он по предложению Гаузе
организовал в своем институте в Москве лабораторию антибиотиков и назначил
Георгия Францевича ее заведующим. В 1937 г. Гаузе женился на аспирантке Всесоюзного
института экспериментальной медицины Марии Георгиевне Бражниковой
(1913—1998). Познакомились они на лекциях по биохимии в МГУ, которые читал
Е.С.Северин. Гаузе, будучи доктором наук, непрерывно пополнял свое
образование в области биохимии и микробиологии. Так, по словам Марии
Георгиевны, в 1939—1940 гг. он прослушал и проработал полный практикум по
медицинской микробиологии. Бражникова в то время работала над диссертацией
под руководством Д.Л.Рубинштейна на тему «Обмен у эритроцитов калиевого и
натриевого типов». В 1940 г. у них родился сын Юра, ныне известный
специалист в области молекулярной биологии, который выполнил важные
исследования по изучению молекулярных механизмов действия антибиотиков. Уже летом 1942 г. Гаузе и Бражникова изолировали из
линии Bacillus brevis (var. Gause—Brajhnikova), обитающей в почвах
Подмосковья, первый оригинальный отечественный антибиотик грамицидин S
(грамицидин советский). Талант Бражниковой как химика, выделяющего новые
природные соединения, в сочетании с подходом Гаузе как микробиолога и
широкого биолога-эволюциониста очень быстро дал важные результаты [10].
Грамицидин S оказался весьма эффективным при лечении гнойных
инфицированных ран. Его удалось быстро внедрить в практику
здравоохранения, и уже в 1943—1944 гг. он широко использовался в
госпиталях и в военно-полевых условиях. Этим первым лечебным антибиотиком,
открытым в СССР, до сих пор лечат горловые инфекции, только почему-то в
аптеках его называют грамидином. В начале В работах Гаузе по антибиотикам сошлись практически
все линии ранних довоенных экологических, эволюционных и цитологических
исследований. Сама судьба подготовила Гаузе к тому, чтобы стать одной из
важнейших мировых фигур в области изучения антибиотиков. В декабре 1944 г. подполковник медицинской службы
Гаузе возвратился со Второго Прибалтийского фронта, и сразу же произошла
его последняя встреча с Вернадским. Во время встречи Гаузе рассказал о
работах по испытанию антибиотиков в полевых госпиталях под руководством
академика Н.Н.Бурденко. Владимир Иванович очень обрадовался результатам
этих работ и попросил Гаузе подготовить книгу по антибиотикам,
адресованную широким кругам медиков, микробиологов и химиков. Книга с
посвящением памяти В.И.Вернадского вышла в научно-популярной серии АН СССР
под названием: «Лекарственные вещества микробов». Она читается как
увлекательная повесть, в которую вложено столько мастерства, творческой
энергии и прозрачной ясности! В 1943—1945 гг. Сталинские премии не присуждались,
видимо, ввиду большой занятости Сталина (все списки номинантов он всегда
просматривал лично). В 1946 г. среди большой группы писателей, музыкантов
и ученых Сталинской премии третьей степени удостоили Гаузе, Бражникову и
Сергиева — за открытие и внедрение грамицидина S в медицинскую практику. В
1979 г. Американский институт по истории фармацептики при финансовой
поддержке Американского химического общества провел представительную
конференцию по истории антибиотиков, выбрав при этом три важнейших
антибиотика: пенициллин, грамицидин S и стрептомицин. В статье, посланной
участникам международного симпозиума, Гаузе подчеркивал, что антибиотики —
это естественный продукт, который представляет собой химическое оружие,
используемое микроорганизмами в конкуренции за ресурсы в конкретной среде. До августовской сессии ВАСХНИЛ 1948 г. Гаузе
работал в рамках широкой международной кооперации, публикуя новейшие
данные по антибиотикам в престижных международных изданиях. Но сразу же
после сессии, в сентябре 1948 г., на расширенном заседании Президиума АМН
СССР было принято постановление об освобождении от работы Г.Ф.Гаузе,
Л.Я.Бляхера и Д.Н.Насонова в силу их
«менделистски-морганистски-вейсманистских» взглядов. Одновременно в
«Правде» появилась статья, в которой Гаузе был обвинен в шпионаже за
передачу грамицидина S Великобритании. Однако большая трагедия прошла мимо
Гаузе и его сотрудников. Руководство страны и высшие военные чины уже
хорошо понимали, что антибиотики — решающее средство в защите против
бактериологического оружия, поэтому жизнь и деятельность ученого не только
продолжились, но и получили новое развитие. В Директором института Гаузе стал в 1960 г. и
продолжал работать в этой должности до кончины. Деятельность института
протекала в трех основных направлениях. Гаузе возглавлял отдел
микробиологии, главная работа которого состояла в поиске продуцентов
антибиотиков. Отдел химии, возглавляемый Бражниковой, отвечал за изоляцию
и изучение химических и физических свойств антибиотиков, в том числе
методом ядерно-магнитного резонанса. В.А.Шорин организовал отдел
фармакологии и химиотерапии, и результаты деятельности отдела широко
использовались медиками как базовые в практической деятельности. Обстановка в институте была творчески напряженной и
дружеской. Гаузе полагал, что должен знать по имени каждого сотрудника,
поэтому штат состоял из 200 человек, включая лаборантов и административных
работников. Всякие предложения сверху по увеличению штата категорически
отвергались. Сами же сотрудники называли свое учреждение «Институтом Г.Ф.
и М.Г.». В институте было открыто много антибактериальных и
противораковых антибиотиков, часть из которых вошла в медицинскую практику
(оливомицин, брунеомицин, рубомицин, карминомицин), а другие широко
использовались в структурных и функциональных исследованиях, особенно в
области молекулярной биологии. Хорошо известны среди открытых и изученных
в институте антибиотиков такие антибактериальные препараты, как мономицин,
ристомицин, линкомицин, канамицин, гелиомицин. Для идентификации новых
антибиотиков Гаузе успешно комбинировал теоретические принципы с
практикой, требующей внедрения новых препаратов в медицину. Он разработал
эколого-географическую стратегию поиска новых антибиотиков, основанную на
допущении, что в почвах, богатых разнообразной микрофлорой (в субтропиках
и тропических областях), содержится больше антагонистических линий, чем в
почвах умеренных климатических зон. Согласно Гаузе, сами антибиотики
подвергаются процессу эволюции. Эти принципиальные идеи были изложены им
впервые в законченной форме в монографии 1957 г., которая была переведена
на английский и немецкий языки. Наряду с огромной научно-исследовательской работой
Георгий Францевич в 40—50-х годах преподавал на биологическом факультете
МГУ, читая оригинальный курс «Учение об антибиотиках». Он имел огромный
успех у студентов и преподавателей, лекции Гаузе, впервые изданные в 1949
г., несколько раз переиздавались [13]. Постоянные связи Гаузе с МГУ
позволили ему отбирать студентов для работы в свою лабораторию, а позднее
и в отдел микробиологии. В Умер Георгий Францевич 2 мая 1986 г., в
Чернобыльские дни. В 2002 г. по ходатайству Президиума РАМН Институту по
изысканию новых антибиотиков РАМН присвоили имя Г.Ф.Гаузе. 1. Гаузе Г.Ф.
К изменчивости у азиатской саранчи Locusta migratoria L. // Бюлл.
постоянного Бюро Всерос. энтомофитопат. съездов. 1928. Т.IV. №6.
С.915—929. 2. Гаузе Г.Ф.
Логистические кривые роста населения Ленинграда и СССР // Докл. АН СССР.
1930. Cер. А. №25. C.663—666. 3. Гаузе Г.Ф.
Математическая теория борьбы за существование и ее применение к популяциям
дрожжевых клеток // Бюллетень МОИП. 1934. Отд. биол. Т.43. Вып.1. С.69—87. 4. Gause G.F.
The Struggle for Existence. Baltimore, 1934; 2nd. N.Y.; L., 1964; 3d..
N.Y., 1972; 4th. N.Y., 2003. 5. Gause G.F.,
Witt A.A. Behaviour of Mixed Populations and Problem of Natural Selection
// Amer. Nat. 1935. V.69. №724. P.526—609. 6. Гаузе Г.Ф.
Исследования по диссимметрии протоплазмы. I. Сравнительный анализ влияния
изомеров цинхонина на простейших // Тр. биогеохим. лаб. 1937. Вып.4.
С.295—299. 7. Гаузе Г.Ф.
Асимметрия протоплазмы. М.; Л., 1940. 8. Смарагдова
Н.П., Гаузе Г.Ф. Исследования по естественному отбору у простейших. II:
Сравнительный анализ приспособления Paramecium caudatum к повышенной
солености среды и к растворам хинина // Зоол. журн. 1939. Т.18. Вып.4.
С.642—655. 9. Гаузе Г.Ф.
О действии некоторых дезинфицирующих веществ на бактерии и простейших //
ДАН СССР. Новая серия. 1940. Т.27. №6. С.622—625. 10. Гаузе
Г.Ф., Бражникова М.Г., Белозерский А.Н., Пасхина Т.С. Биологическая и
химическая характеристика кристаллического грамицидина С // Бюлл. эксп.
биологии и медицины. 1944. Т.13. №10—11. С.3—6. 11.
Гаузе Г.Ф. Антибиотики и оптическая активность // Усп. совр. биол.
1947. Т.23. Вып.3. С.404—412. 12.
Гаузе Г.Ф., Бражникова М.Г. Новый антибиотик — альбомицин
(экспериментальные данные и применение в педиатрии) // Новости медицины.
1951. Вып.23. С.3—7. 13.
Гаузе Г.Ф. Лекции по антибиотикам. 3-е изд., доп. М., 1959. 14.
Гаузе Г.Ф., Дудник Ю.В. Исследование молекулярных механизмов
действия и применение противоопухолевых антибиотиков в СССР //
Антибиотики. 1982. №12. С.9—18. 15.
Гаузе Г.Ф., Преображенская Т.П., Свешникова М.А., Терехова Л.П.,
Максимова Т.С. Определитель актиномицетов. М., 1983.
Примечания |
![]() |
|
|||
|