Жизнь животных, Том III, Пресмыкающиеся. Земноводные. Рыбы - Брем Альфред Эдмунд - Страница 226

Д. И. Ивановский и вирусы

Дмитрий Иосифович Ивановский родился в 1864 году в Петербургской губернии. Окончив с отличием гимназию, в августе 1883 года он поступает в Петербургский университет на физико-математический факультет. Как нуждающийся студент Ивановский был освобожден от уплаты за обучение и получал стипендию.

Под влиянием выдающихся деятелей науки, преподававших в то время в университете (И.М.Сеченов, А.М.Бутлеров, В.В.Докучаев, А.Н.Бекетов, А.С.Фамицин и другие), формировалось мировоззрение будущего ученого. Будучи студентом, Ивановский с увлечением работал в научном биологическом кружке, проводил опыты по анатомии и физиологии растений, тщательно выполняя эксперименты. Поэтому А.Н.Бекетов, возглавлявший тогда общество естествоиспытателей, и профессор А.С.Фамицин предложили в 1887 году студентам Д.И.Ивановскому и В.В.Половцеву поехать на Украину и в Бессарабию для изучения заболевания табака, наносившего огромный ущерб сельскому хозяйству юга России. Листья табака покрывались сложным абстрактным рисунком, участки которого растекались, как чернила на промокашке, и распространялись с растения на растение.

Итоги этой поездки были доложены Ивановским в 1888 году на заседании Санкт-Петербургского общества естествоиспытателей. Здесь Ивановский и Половцев первыми в мире высказали предположение, что болезнь табака, описанная в 1886 году A.D.Mayer в Голландии под названием мозаичной, представляет не одно, а два совершенно различных заболевания одного и того же растения. Одно из них – рябуха, возбудителем которой является грибок, а другое – неизвестного происхождения.

На основе опыта крестьян, собственных наблюдений и изучения больных растений Ивановский и Половцев пришли к заключению, что рябуха поражает растения, высаженные на старых плантациях табака, и дали рекомендации по введению севооборота и повышению культуры земледелия.

Дальнейшие исследования мозаичной болезни табака Ивановский продолжает в Никитском ботаническом саду (под Ялтой) и в ботанической лаборатории Академии наук.

Конец XIX века ознаменовался крупными достижениями в микробиологии, и, естественно, Ивановский решил узнать, не вызывает ли табачную мозаику какая-нибудь бактерия. Он просмотрел под оптическим микроскопом (электронных тогда еще не было) множество больных листьев, но тщетно – никаких признаков бактерий обнаружить не удалось. "А может быть, они такие маленькие, что их нельзя увидеть?" – подумал ученый. Если это так, то они должны пройти через фильтры, которые задерживают на своей поверхности обычные бактерии. Подобные фильтры в то время уже имелись.

Мелко растертый лист больного табака Ивановский помещал в жидкость, которую затем фильтровал. Бактерии при этом задерживались фильтром, а прошедшая фильтрацию жидкость должна была быть стерильной и не способной заразить здоровое растение при попадании на него. Но она заражала! Здесь сказывается различие в размерах. Вирусы мельче бактерий приблизительно в 100 раз, поэтому они свободно проходили сквозь все фильтры и заражали здоровые растения, попадая на них вместе с отфильтрованной жидкостью. Бактерии к тому же отличаются способностью размножаться в искусственно созданных питательных средах, а открытые Ивановским вирусы этого не делали. Возбудитель мозаичной болезни называется Ивановским то "фильтрующимися" бактериями, то микроорганизмами. И это понятно, так как сразу сформулировать существование особого мира вирусов было весьма трудно. Термин вирус (от латинского virus – яд) появился позже.

Вот таким образом Ивановский открыл вирусы – новую форму существования жизни. Случилось это в 1892 году. Своими дальнейшими исследованиями он заложил основы ряда научных направлений в вирусологии.

Использовав тот же метод фильтрации, которым Ивановский открыл возбудителя мозаичной болезни табака, F.Lofler и P.Frosch в 1898 году установили фильтруемость возбудителя страшной болезни животных – ящура. Далее открытия вирусов сыпались как из рога изобилия: 1901 год – вирус желтой лихорадки, 1907 – натуральной оспы, 1909 – полиомиелита…

Первая половина ХХ столетия поистине оказалась эрой великих вирусологических открытий. Особо пристально изучались возбудители острых лихорадочных заболеваний. Разрабатывалась методика борьбы с ними и меры предупреждения этих болезней. Стремление ученых как можно скорее обнаружить и выделить вирус при любом неизвестном и особо тяжелом заболевании вполне понятно и оправдано, так как первый шаг в борьбе с болезнью – это выяснение ее причины.

Что же такое вирусы?

Вирусы не способны к самостоятельному существованию и развиваются в клетках различных живых организмов. Известно около 500 форм животных вирусов, более 300 – растительных, 50 вирусов, паразитирующих в бактериях.

Вирусы устроены довольно просто. Самые простые состоят из нуклеиновых кислот и белков. Генетический аппарат вирусов представлен различными формами нуклеиновых кислот, такого разнообразия нет у других форм жизни. Как известно, у растений и животных генетический аппарат состоит из двухнитчатой ДНК, а РНК, выполняющая роль переносчика информации, всегда однонитчатая. У вирусов же природа будто бы опробовала все возможные варианты нуклеиновых кислот: одно- и двухнитчатая РНК, одно- и двухнитчатая ДНК. При этом ДНК может быть либо линейной, либо замкнутой в кольцо.

ДНК или РНК составляют сердцевину вируса, окруженную защитной белковой оболочкой – капсидом. Полностью сформированная вирусная частица называется вирионом. Некоторые вирусы (герпеса или гриппа) имеют также липопротеидную оболочку, образующуюся из плазматической мембраны клетки-хозяина. Вирусы, в отличие от всех остальных организмов, не имеют клеточного строения.

Оболочка вируса часто может быть построена из повторяющихся идентичных субъединиц – капсомеров. Из них образуются структуры с высокой степенью симметрии. Эти структуры и способны кристаллизоваться, что и обнаружил Д.И. Ивановский. Это свойство вирусов использовали для изучения их строения методами кристаллографии, основанными на применении рентгеновских лучей, и электронной микроскопии.

Предок всего живого?

В последнее время принята гипотеза клеточного происхождения вирусов, согласно которой они произошли из «беглой» нуклеиновой кислоты. Иными словами, нуклеиновая кислота приобрела способность к реплицированию независимо от клетки, из которой она «сбежала». Однако нельзя забывать, что репликация такой нуклеиновой кислоты происходит за счет использования материала этой или других клеток. Следовательно, вирусы нельзя рассматривать как примитивных предшественников клеточных организмов.

Происхождение жизни

В общем, в вопросе происхождения жизни наука мало подвинулась со времен Бюффона. Существует предположение, что жизнь самопроизвольно образовалась из некоего первичного бульона – взвеси, в которой плавали молекулы метана, аммиака, водорода и воды. Эти соединения, вступая в реакцию под влиянием грозовых разрядов или ультрафиолета (от которого земля не была защищена плотной атмосферой) образовывали более сложные соединения, которые сами начали связывать молекулы в более крупные структуры. Такие первичные структуры ученые назвали коацерватами. Эти структуры могли поглощать другие молекулы, увеличиваясь в размерах (питаться), достигая определенных размеров делиться на несколько частей (размножаться) и защищать себя от условий внешней среды. Соответствует ли эта гипотеза истине неизвестно – хотя синтезировать их «первичного бульона» относительно сложные органические соединения ученые смогли, настоящий живой организм получить так и не удалось. Самопроизвольного зарождения сложных живых организмов в растворах, естественно, не бывает.

Стр. 367, вставка 59

Иначе – брюхоресничные

Стр. 368, вставка 60

Трудно сказать, можно ли действительно «напугать» инфузорию. Тем не менее, при раздражении «кивающая» сувойка действительно резко сокращает стебелек, а одновременно с этим сокращается и само тело инфузории.

Стр. 368, вставка 61