Николай Федорович Гамалея — выдающийся русский ученый-биолог.
Большая часть микробов, а также возбудители чумы, холеры и других ужасных заболеваний, замечательно размножается в неестественной питательной среде. Они годами сохраняют собственные смертоносные особенности. Но до сих пор ни одному биологу не удалось размножить в самых питательных средах возбудителя гриппа, оспы, неистовства либо возбудителя мозаичного заболевания табака.
Наровне с бессчётными плесневыми грибками и болезнетворными бактериями существуют другие разнообразные возбудители заразных заболеваний человека, животных, растений а также самих микробов. Они именуются фильтрующимися вирусами либо легко вирусами. Одна из отличительных изюминок вирусов содержится в том, что их никак не удается размножить вне живой ткани. Исходя из этого для того чтобы, к примеру против оспы, приходится размножать вирусы возбудителя оспы на коже живых телят, возбудите ля неистовства — в мозгу кроликов, а вирус гриппа — в тканях куриного зародыша.
Дмитрий Иосифович Ивановский.
Большая часть вирусов человека, животных, растений удается кроме этого размножить на разных отделенных от организма кусочках тканей, каковые годами с особенной тщательностью выращиваются в особых стеклянных чашках. Это воистину великое мастерство — выращивать и пересеивать растущие ткани так, дабы ни один микроорганизм в том направлении не пробрался, т. е. в стерильных условиях.
Вирусы владеют многообразными особенностями. Кое-какие вирусы весьма заразны. Один из основоположников русской микробиологии — Н. Ф. Гамалея говорил о таком случае из собственной практики. В одной поликлинике лет 50 назад на втором этаже пребывали больные оспой, а под ними, на первом этаже — хирургические. Было лето. Для проветривания палат окна раскрывались настежь. Возбудители оспы со струей воздуха пробрались в нижнюю палату, и хирургические больные заболели оспой.
Каждому из нас на неприятном опыте известно, как легко заразиться гриппом. Больной гриппом чихнул. Совместно со слюной изо рта, как из пульверизатора, разлетаются возбудители данной болезни. Вы глотнули воздушное пространство, в котором парят на пылинках возбудители гриппа. Через 2—3 дня у вас насморк, кашель, озноб, повышенная температура, ломота в суставах, т. е. вирусный грипп.
Бородавки — также вирусное заболевание, но заражение ими происходит весьма редко и при необыкновенных событиях.
Для частиц каждого вируса характерна размеры и определённая форма. На снимках изображены (слева — направо): вирус оспы; вирус гриппа; вирус мозаики табака; вирус мозаики картофеля; бактериофаг.
Легко осуществляется распространение вируса мозаичной заболевании табака либо томатов среди подверженных этому заболеванию растений. В теплице либо на поле среди замечательных ярко-зеленых помидорных кустов возможно заметить чахлые кусты. Листья на них некрасивые, окраска — как мозаика: темно-зеленые пятна перемежаются со светло-зелеными, желтыми а также белыми. На стеблях мертвенные тёмные полосы. В том месте, где полосы достигли молодых побегов, веточки бессильно сникли. Плоды испещрены черно-чёрточками и бурыми пятнами. Достаточно овощеводу при обработке кустов дотронуться до больного растения, а после этого до здорового, как вместе с небольшими каплями сока в здоровый куст попадают вирусы мозаики томатов.
Колония бактерий, уничтоженная в центре бактериофагом. (Микрофото.)
На южных плантациях томатов время от времени видится второе вирусное заболевание — стол-бур. Наряду с этим заболевании вместо ярко-желтых цветочных бутонов появляются на томатах какие-то бледно-зеленые а также фиолетовые уродцы. На веточках — измельченные листочки, а плоды на столбурном кусте некрасивые, одеревенелые, несъедобные. Но вот что страно: в случае, если забрать у больного куста сок, содержащий вирус, и впрыснуть его в ткань здорового растения, то оно не заболеет.
Отчего же в кое-какие годы столбур не редкость весьма обширно распространен? Изучения продемонстрировали, что столбур переносится от больного растения к здоровому маленькой цикадкой Гиа-лестус обсолетус и лишь ею.
Серьёзное вирусное заболевание центральной нервной совокупности человека — весенне-летний клещевой энцефалит передается лишь иксодовым клещом.
Вред от разных вирусных болезней не однообразен. Тёмная оспа, неистовство, полиомиелит — весьма страшные болезни. Корь, скарлатина — серьёзные вирусные болезни, а ветряная оспа, краснуха — относительно легкие.
При охлаждении, простуде, заболевании гриппом, ангиной на лице около губ и у крыльев носа время от времени появляются характерные язвочки. Это проявление вирусного заболевания — герпеса. Заражение герпесом происходит в раннем детстве от своих родителей. Примечательно, что вирус герпеса остается в организме человека в скрытом виде всю жизнь.
Посредством электронного микроскопа удалось снять конец и начало нападения бактериофага на бактерию. На верхнем снимке частицы бактериофага окружили огромную (если сравнивать с ними) бактерию. На нижнем снимке от бактерии уже ничего не осталось, а на ее месте — размножившиеся частицы бактериофага.
Отчего же вирусы именуются фильтрующимися?
Первооткрывателем мира вирусов был русский ботаник Д. И. Ивановский. В 1891 — 1892 гг. он упорно искал возбудителя мозаичной заболевании табака. Ивановский изучил жидкость, взятую при растирании больных листьев табака. Он процеживал ее через такие фильтры, каковые не должны были пропустить ни одной бактерии. Ученый терпеливо накачивал литры сока, забранного из листьев табака, больного мозаикой, в полые бактериальные фильтры из мелкопористого фарфора, напоминающие долгие свечи. Стены фильтра пропотевали прозрачными капельками, каковые стекали в заблаговременно простерилизованный сосуд. Легким втиранием Ивановский наносил на поверхность табачного страницы капельку для того чтобы профильтрованного сока. Через 7—10 дней у здоровых до этого растений показались несомненные показатели мозаичной заболевании. Капелька профильтрованного сока от зараженного растения поражала мозаичной заболеванием каждый куст табака. Так заражение имело возможность переходить от растения к растению без финиша, совершенно верно пламя с одной соломенной крыши на другую.
В будущем было обнаружено, что и другие вирусные возбудители заразных заболеваний человека, растений и животных способны проходить через бактериальные фильтры. Значит, они меньше в далеком прошлом известных самых небольших существ — бактерий. Вирусы не удается рассмотреть кроме того через самые усовершенствованные световые микроскопы. Лишь через окошечко всевидящего прибора — электронного микроскопа, увеличивающего в 10 000, в 100 000 раз, удалось заметить частицы разных вирусов.
Вирусные частицы малы по сравнению кроме того с самой маленькой бактерией. Ширина таковой бактерии в 50 раза больше ширины палочковидной частицы вируса мозаики табака. Диаметр шарообразного вируса ящура не превышает 0,01 микрона, а сам-то микрон — это так как 0,001 миллиметра! Диаметр частицы вируса гриппа примерно на порядок больше диаметра частицы вируса ящура.
Узкий срез тканей табачного страницы, зараженного вирусом мозаики, увеличенный в 7000 раз. В центре среза видны частицы вируса. Широкая изогнутая полоса справа — кристалл, складывающийся из множества частиц вируса.
Сейчас известно более 200 животных и вирусных заболеваний человека и столько же вирусных болезней растений. Вирусные заболевания очень распространены на земном шаре.
С 1929 до 1943 г. на отечественной планете такими вирусными заболеваниями, как грипп, корь, оспа и полиомиелит, болело более 25 млн. человек, а такими бактериальными заболеваниями, как брюшной тиф, дизентерия, дифтерия, коклюш — около 4 млн.
Имеется вирусы, каковые поражают бактерий — так именуемые бактериофаги; кое-какие из них имеют форму капельки с хвостиком. Частички бактериофага внедряются в бактериальную клетку, разрушают ее, а сами наряду с этим скоро размножаются.
Разные бактериофаги смогут использоваться для защиты от разных заразных болезней. Дизентерийному больному, к примеру, позволяют пить жидкость, в которой имеется бактериофаги. Они уничтожают в кишечнике возбудители дизентерии. Но время от времени бактериофаги разрушают и нужных молочнокислых бактерий; тем самым они причиняют много хлопот на фабриках, создающих молочнокислые продукты.
Кое-какие вирусы, к примеру вирус мозаики табака, отлагаются в клетках растения в виде больших шестиугольных кристаллов. Такие вирусные кристаллы возможно заметить и в поле зрения школьного микроскопа.
Непростую работу ведут ученые, познающие мир других микроорганизмов и бактерий. Но неизмеримо сложнее труд исследователя вирусов. Дабы проследить, к примеру, за деятельностью бактерий в клубеньках бобовых растений биологи приготовляют срезы — пластинки из ткани этих клубеньков толщиной в 2—5 микронов. Эти пластинки окрашиваются и изучаются через микроскоп. Тела бактерий, окрашенные в противном случае, чем окружающая их ткань, отлично видны в микроскоп. Но такой же толщины срезы тканей с вирусами выясняются через чур толстыми для электронного микроскопа. Исходя из этого продолжительное время в электронный микроскоп разглядывали только вытяжки из тканей, содержащих вирусы. Но вот за последние 10 лет в лабораториях показались устройства-автоматы, каковые из растений и тканей животных нарезают пластинки толщиной в 0,05 микрона. При современной микроскопической технике возможно, к примеру, приготовить 100 срезов из одной небольшой клеточки бактерии. Разглядывая сверхтонкие срезы в электронный микроскоп, ученые определят, как вирусы распространяются в организме, как они себя в том месте ведут.
Электронный микроскоп при повышении в 90—150 тыс. раз выявляет сложное строение вирусных частиц. На снимке палочковидные частицы вируса мозаики табака. В каждой частице в протеиновой трубочки находится ниточка нуклеиновой кислоты.
Фильтрующиеся вирусы — одна из самые сложных и запутанных тайных природы. Более двадцати лет назад, в 1935 г., американскому ученому Стэнли удалось взять вирус мозаики табака в виде чистых, как стеклышко, кристаллов. Достаточно ввести в ткань табака либо томата ничтожную долю этих кристаллов, кроме того в виде очень сильно разбавленного раствора, дабы случилось заражение. Потом начали получать в кристаллическом виде и другие вирусы растений. Это открытие повлекло за собой новые изучения.
Что же такое вирусы? Одни ученые считают, что фильтрующиеся вирусы — это живые существа, лишь еще более небольшие, чем бактерии. Другие уверены в том, что вирусы — это необычные вещества невиданной активности и необычайных особенностей. Пробравшись в организм, вирусы приводят к образованию себе аналогичных. Наконец, третьи ученые утверждают, что вирусы, вызывающие болезни человека либо животных — живые существа, а вирусы растений — неживые вещества.
Биологи настойчиво стремятся познать природу вирусов. Вот, к примеру, как исследовалось вирусное заболевание клевера, уродующее листья. Единственный переносчик этого заболевания в поле — насекомое, весьма небольшая и юркая цикадка Агаллиопсис носелла. Один ученый вскормил цикадку на больном клевере, а позже вырастил (на это потребовалось 5 лет) от данной зараженной цикадки 21 поколение на растениях, не пораженных этим вирусом. Следовательно, у всех цикадок этих бессчётных поколений не было другого источника вируса, не считая первой цикадки, зараженной в начале опыта. Все подопытные цикадки пребывали в особых изоляторах, под особым надзором.
Введение вируса растения в тело цикадки через узкую стеклянную трубочку. (Снимок увеличен, протяженность цикадки 2 мм.)
Было подсчитано, что если бы вирус от первой цикадки попал в цикадок двадцать первого поколения, то размножение вируса выражалось бы числом, равным единице с двадцатью шестью нулями. И вот в цикадках двадцать первого поколения были вирусные частицы, а также в большем количестве, чем в первой цикадке. Следовательно, вирус, вызывающий уродство листьев клевера, способен размножаться не только в организме растения, но и в организме насекомого — переносчика. Так, насекомое оказывается не только переносчиком, но и вторым хозяином вируса.
Эти испытания перебросили мост между вирусами животных и вирусами растений. И в действительности, одинаковый вирус живет и в растениях и в животных. Действительно, в организме насекомого он не вызывает никаких видимых повреждений.
Исходя из этого не лишено основания предположение, что вирус, уродующий листья клевера, вирус желтухи астр и другие вирусы имеется вирусы насекомых.
После этого эти вирусы приспособились к формированию и в стали и растительной клетке вирусами растений. Возможно, эти вирусы насекомых, став вирусами растений, так упростились, что стали кристаллами?
В 1957 г. на интернациональной встрече ученых, посвященной вопросу о происхождении судьбы на Земле, узнаваемый исследователь вирусов Стэнли сказал, что им взяты кристаллы вируса полиомиелита, т. е. вируса детского спинномозгового паралича. Ученый показал на экране кристаллы этого вируса. Значит, вирусы человека, подобно вирусам растений, также будут быть подлинными кристаллами. По составу все знакомые нам вирусы сходны: они содержат фосфорорганические соединения и белок — нуклеиновые кислоты. Само собой разумеется, различные вирусы отличаются друг от друга составом белка и, как узнается сейчас, составом нуклеиновой кислоты. В лабораториях вирусные частицы искуснейшим образом препарируются и из протеиновой оболочки извлекаются ниточки нуклеиновой кислоты. Испытания говорят о том, что и нуклеиновая кислота, высвобожденная от белков, может, как вирус, приводить к заражению.
Современная наука близка к разгадке тайн образования небольших вирусных образований, а это окажет помощь нам осознать и тайны происхождения судьбы. Растолковать, что такое вирусы — это значит победить их.