Я познаю мир. Вирусы и болезни
Шрифт:
Вирус табачной мозаики просто самый известный пример такой рода, но отнюдь не единственный – кроме него, мозаику вызывают сотни других вирусов растений. Например, мозаичная болезнь репейника (именуемого в просторечии лопухом), вызываемая вирусом аспермии томатов, широко распространена в наши дни в Москве и Московской области, и многие наверняка видели мозаичные, уродливые листья зараженных растений, стебли который часто облеплены черной тлей.
Эти примеры показывают, между прочим, что вирус в зараженном растении распределяется неравномерно – где густо, а где и пусто. По этой причине возникают такие симптомы, как пятнистость и крапчатость листьев, также вызываемые десятками различных вирусов. Классическими признаками вирусных болезней являются концентрические кольца, извитые, ленточные и линейные узоры на листьях. На ранних стадиях инфекции
Нередко изменяется форма листа. Скручивание, изогнутость, узколистность, мелколистность и нитевидность листьев – обычные признаки вирусной инфекции. Очень характерными, но довольно редкими симптомами являются выросты на нижней стороне листьев, возникающие, например, при заражении вишни вирусом кольцевой пятнистости малины или огурцов вирусом черной кольцевой пятнистости томатов. Многие вирусные болезни приводят к изменению формы, величины и окраски цветков.
Кольца и узоры на листе – частые признаки заражения вирусом
Кстати, о названиях вирусов, которые кажутся порой ничуть не менее причудливыми, чем симптомы заболевания, которые эти вирусы вызывают. Большинство названий появилось в то время, когда о вирусах можно было судить только по симптомам, которые они вызывали на зараженных растениях. До изобретения электронного микроскопа вирусы невозможно было увидеть, вот и приходилось довольствоваться какими–то иными признаками. А единственными признаками, доступными для наблюдения, долгое время оставались только симптомы заболевания. Это относится и к вирусам растений, и к вирусам животных и человека. Но как–то так получилось, что в смысле изощренности наименований вирусов особенно отличились вирусологи растений. Конечно, такие названия как "вирус мозаики сои" или "вирус крапчатости гвоздики" – это тривиально.
А вот чтобы придумать такие названия, как "вирус метельчатости верхушки картофеля", "вирус кустистой карликовости малины", "вирус гравировки табака" или, скажем, "вирус некротического пожелтения жилок свеклы", надо было обладать не только острым глазом, но и даром совершенного владения словом.
Иногда при вирусной инфекции на листе светлеют жилки
Поскольку симптомы характерны для определенной пары "вирус–растение", многие такие названия прижились, совершенно понятны для специалистов – вирусологов, и поэтому, несмотря на очевидные успехи в систематике вирусов, сохранились до сих пор. Конечно, не следует воспринимать их чересчур буквально. Например, название "вирус кольцевой пятнистости малины" означает, что вирус впервые был выделен из растений малины, у которой на листьях наблюдали образование рисунка в виде колец. Но круг хозяев этого вируса вовсе не ограничен малиной. Столь же или даже более успешно он может заражать другие ягодные культуры и даже травянистые растения, не имеющие никакого отношения ни к малине, ни к плодовым культурам вообще. Скажем, вирус огуречной мозаики заражает растения из более чем 40 семейств, вирус погремковости табака заразен для растений 400 видов из 50 семейств, необычайно разнообразен спектр хозяев у вируса табачной мозаики.
Понятно, что для всякой болезни характерны определенные симптомы, но насколько все это серьезно? Кому–то, в конце концов, могут даже понравиться мозаика или оригинальные разводы на листьях зараженных растений. Ведь изображали же голландские художники начала XVII века на своих натюрмортах цветы тюльпанов, зараженных вирусом пестролепестности. В то время полосатые цветки больных растений ценились в Голландии гораздо выше, чем однотонно окрашенные цветки здоровых растений. Известны случаи обмена одной зараженной луковицы тюльпана на волов, свиней, овец, зерно и полтонны сыра; в другом случае луковица была обменена на мельницу, а у одной счастливой девушки такая луковица была в качестве приданого.
При
Вирусная инфекция не просто изменяет внешний вид растения, а затрагивает все стороны его жизни, но, как и болезни человека, вирусные заболевания растений, конечно, отличаются по вредоносности.
Многие вирусы угнетают рост своих хозяев, в результате чего растения становятся карликовыми. Вирусная инфекция может уменьшить число цветков или полностью подавить цветение растений. Например, при заражении конских бобов вирусом скручивания листьев фасоли все цветки опадают, новые не распускаются, а в уже завязавшихся плодах формируются мелкие семена.
Один и тот же вирус часто вызывает изменения в нескольких органах растения. Например, вирус шарки (оспы) сливы – один из самых важных патогенов косточковых культур – вызывает образование хлоротичных колец и разводов на листьях сливы, вишни, абрикоса, мирабели, алычи, черешни, персика. Но главный вред состоит в том, что заболевание приводит к деформации плодов с образованием на них характерных оспин; кроме того, происходит преждевременное опадание незрелых плодов, а у некоторых сортов наблюдается отмирание древесины и гибель дерева.
Иногда вирусы вызывают гибель зараженных ими растений. Например, вирус мозаики райграсса может сгубить посевы этой многолетней кормовой культуры всего за один сезон. Смертельное действие на поражаемые ими кормовые травы оказывают вирус крапчатости ежи сборной и полосчатой мозаики пшеницы. Полное отмирание зараженных растений вызывает вирус увядания кормовых бобов. Вирус огуречной мозаики обычно вызывает увядание огурцов, выращиваемых в открытом грунте, но при похолодании зараженные растения попросту погибают. Вирус кольцевой пятнистости малины вызывает гибель некоторых сортов малины. Но такие примеры не слишком многочисленны: вирусы растений редко убивают своих хозяев.
Как выглядят вирусы растений?
Вирусы растений, по сравнению с вирусами животных и человека, обладают рядом особенностей.
Многие из них обладают палочковидной или нитевидной формой, что для вирусов животных не характерно. Может быть, это определяется способом распространения вируса по растению. Из одной клетки в другую вирус проникает по узким каналам, называемым плазмодесмами, а по всему растению распространяется по трубчатым сосудам. Возможно, нитевидным частицам легче протискиваться через плазмодесмы и по сосудам. Толщина их гибких нитей составляет, как правило, от 10 до 20 нанометров, а вот длина различается очень сильно. У вируса X ("икс") картофеля длина вирусной частицы составляет примерно 500 нанометров. Длина вируса шарки сливы или вируса Y ("игрек") картофеля составляет 750 нанометров. Одни из самых длинных вирусов, встречающихся в природе – это, например, вирус желтухи свеклы и вирус тристецы цитрусовых. Их длина достигает 1500–2000 нанометров, и, не будь они столь тонки, их удалось бы рассмотреть даже в световой микроскоп.
Вирионы вируса погремковости табака выглядят как палочки разного размера – одни короткие, другие подлинней. В сущности, это не палочки, а толстостенные цилиндры – рассматривая вирусные частицы в электронный микроскоп, нетрудно заметить внутренний канал, проходящий по центру частицы вдоль ее длинной оси. Но самая известная, даже знаменитая палочка – это вирус табачной мозаики.
Так выглядят под электронным микроскопом некоторые вирусы растений. 1 – Вирус мозаики люцерны. Вирус один, а частицы разные. 2 – Вирус кольцевой пятнистости малины. Многие вирусные частицы пустые. 3 – Вирус мозаики цветной капусты. 4 – Вирус погремковости табака – короткие и длинные палочки. Хорошо виден внутренний канал. 5 – Нитевидные частицы вируса М картофеля. 6 – Нитевидные частицы вируса желтухи свеклы. Хорошо видна поперечная исчерченность вирусной частицы. 7 – Вирус кустистой карликовости томатов. 8 – Палочковидные частицы вируса табачной мозаики. 9 – Рабдовирус морщинистости земляники.