Я познаю мир. Ботаника

Касаткина Юлия Николаевна

Табак виргинский

Для того чтобы определить, заразна ли эта болезнь, Ивановский попробовал искусственно заразить здоровые растения табака. Для этого он набирал вытяжку из заболевших растений в тонкие трубочки и втыкал их в жилку здорового листа. На двадцатый день эксперимента заболели все зараженные растения. Итак, болезнь заразна... Но где же заразное начало? Сколько ни просиживал Ивановский за микроскопом, возбудителя заболевания обнаружить не удавалось.

Может

быть, микробов очень мало? Но все попытки вырастить загадочные микроорганизмы на искусственных питательных средах заканчивались ничем.

Тогда ученый решил использовать фарфоровый фильтр, который имеет такие маленькие поры, что через них не проходят даже бактерии. Но сок больных растений, пропущенный через тончайший фильтр, продолжал оставаться заразным, а на фарфоровых порах микробов обнаружить не удавалось.

В чем же дело? Возможны были два решения. Первое – заразное начало – яд, выделяемый микроорганизмом, которого еще не удалось увидеть. Но это предположение показалось Ивановскому неправдоподобным. Ведь при переносе сока от одного растения к другому яд должен разбавляться, становиться всё менее концентрированным и, следовательно, менее опасным, но этого не происходило. Значит, должен существовать какой–то возбудитель, гораздо меньших размеров, чем все известные бактерии. В пораженных клетках Ивановский постоянно находил странные кристаллические включения. Ученый смело связал существование этих кристаллов с заболеванием табачной мозаикой. Так был открыт мельчайший возбудитель болезни растений, а вирусы получили свое первое название – кристаллы Ивановского.

Эти мельчайшие болезнетворные микроорганизмы, проходящие через тончайшие фарфоровые фильтры, впоследствии были названы нидерландским ботаником Мартином Бейеринком «фильтрующимися вирусами»; со временем название сократилось до одного слова. Слово «вирус» в латинском языке обозначает «яд», таким образом, название, предложенное М. Бейеринком, означает «яд, проходящий через фильтр».

Через пять лет после открытия вируса табачной мозаики два немецких исследователя Лефлер и Фрош обнаружили вирус ящура, вызывающий тяжелое заболевание лошадей. А спустя еще 20 лет, в 1917 году, канадский ученый Феликс Д’Эрелль и независимо от него .английский исследователь Туорт открыли новую группу вирусов, поражавших бактерии. Они были названы бактериофагами (или просто фагами) – пожирателями бактерий.

Постепенно были обнаружены и описаны сотни вирусов, вызывающих самые разнообразные заболевания человека и животных, растений и бактерий. К настоящему времени их известно уже более двух тысяч, и с каждым годом становятся известны все новые и новые разновидности вирусов.

«Полезные» вирусы

Не нужно думать, что вирусы доставляют человеку одни неприятности. С помощью вирусов были получены многие сорта цветов, чья пестрая окраска – результат вирусной инфекции, передающейся от поколения к поколению. Пестролепестность тюльпанов вызывает вирус, переносимый тлями. Пестрые тюльпаны можно видеть на картинах Рембрандта и в старых ботанических альбомах. По сути, эти живописные свидетельства являются первыми указаниями на существование вирусных болезней растений, хотя, конечно, в середине XVII века никто и не подозревал о существовании вирусов. В то время пестролистные тюльпаны ценились очень высоко – невеста почитала себя счастливой, если в ее приданом был больной цветок «пестрого» тюльпана.

Джут

Недавно было установлено, что растение джут (источник грубых волокон для канатов и мешков) растет лучше и дает больший урожай, когда поражен вирусным заболеванием – некротической мозаикой риса.

В некоторых странах вирусы, паразитирующие на насекомых, с успехом используются

в биологической борьбе против сельскохозяйственных вредителей. Для этого приготавливают водную суспензию вируса с добавлением клейкого вещества, чтобы вирусные частицы лучше прилипали к растениям, и разбрызгивают ее на поврежденные насаждения. Вредители, поедая зараженные вирусом растения, быстро погибают.

Мы уже знаем, как быстро и безжалостно бактериофаги расправляются со своими жертвами. Смертоносные палочки чумы, холеры и дифтерии буквально тают на глазах после встречи с ними. Чтобы расправиться с бактерией, бактериофагу требуется всего 15–20 минут. А теперь представьте себе ликование Ф. Д’Эрелля – ученого, открывшего чудесное свойство бактериофагов, – найдено средство для борьбы с бактериями, болезни будут побеждены!

Бактериофаги: 1 – общий вид вирусной частицы; 2 – «впрыскивание» ДНК в клетку бактерии

После успешных опытов на животных он решил испытать целебные свойства бактериофагов на людях. В Индии в то время началась эпидемия холеры, и Д’Эрелль отправился туда в надежде применить свое открытие. Изучая источники, он заметил, что в селах, где колодезная вода содержала бактериофаги, люди не болели холерой. Тогда по его распоряжению в колодцы стали вливать по небольшой колбочке взвеси бактериофагов. Болезнь отступила.

После этого фагов стали применять для лечения многих других инфекционных заболеваний, но, к сожалению, результаты не всегда оправдывали ожидания. В организме человека фаги нападали на бактерии далеко не так активно, как в пробирке. Кроме того, бактерии очень быстро становились нечувствительными к действию фагов. Вскоре фагов перестали использовать для лечения, но зато они проявили свои другие не менее полезные свойства.

Сегодня бактериофаги в основном используются в диагностике заболеваний. В основу этого метода легло свойство фагов каждого вида избирательно разрушать только «свои» бактерии. Выделенные из организма больного бактерии выращивают на питательной среде, после чего колонии заражают различными фагами (холерными, дизентерийными, тифозными и т. д.). Через сутки колонии просматривают на свет и определяют, какой фаг вызвал разрушение бактерий. Если такое действие оказал дизентерийный фаг, значит из организма больного выделили бактерии дизентерии, если брюшнотифозный – бактерии брюшного тифа и т. д. Метод диагностики заболеваний с помощью бактериофагов отличается высокой точностью.

Тайны происхождения

Примитивность строения вирусов дает нам повод предположить, что именно они были первыми живыми существами на нашей планете. Даже само обстоятельство, что вирусы представляют собой нечто промежуточное между живой и неживой материей, казалось бы, напоминает о том периоде истории Земли, когда первые живые молекулы возникали из недр неживой природы... Кажется естественным предположить, что неклеточная форма жизни, которую нам демонстрируют вирусы, возникла раньше самых первых клеток.

Однако такое предположение выглядит правдоподобным только на первый взгляд. Дело в том, что вне живых клеток ни один вирус размножаться не может. Значит, вирусы не могли появиться раньше, чем первые клеточные организмы. Получается, что относительно более сложно устроенные бактерии возникли раньше, чем простые вирусы. То, что вирусы состоят всего из нескольких молекул, еще не говорит об их примитивности. Просто – не значит примитивно.

Вообще говоря, слово примитивный происходит от латинского «primus» – первый и означает древний, свойственный предкам. Мы привыкли считать, что эволюция всегда идет по пути усложнения, и, соответственно, чем проще устроен организм, тем он древнее, примитивнее. Но ведь эволюция может идти и путем упрощения, чаще всего такое явление наблюдается как раз у паразитов.