Мир микробов

Рис. 35.Вирус табачной мозаики в электронном микроскопе (увеличение в 32 тысячи раз)

Некоторые вирусы человека (возбудители полиомиелита, энцефалитов, жёлтой лихорадки) столь малы, что величина их соответствует одной молекуле сложного белка. Диаметр такой молекулы 8–15 миллимикрон. Если частица наиболее крупного вируса оспы может вместить около 100 тысяч мелких белковых молекул гемоглобина (красящего вещества крови), частица вируса гриппа — около 10 тысяч молекул, то частица вируса полиомиелита — не более 10 молекул гемоглобина.

Столь ничтожные размеры вирусов сближают их с молекулами наиболее сложных белков — нуклеопротеидов. Частица большинства известных нам вирусов превосходит величину наиболее крупных молекул белка. Они весят в десятки миллионов раз больше, чем атом водорода. Некоторые вирусы с наиболее простой организацией их частицы являются своеобразными гигантскими молекулами живого белка. Многие вирусы, вызывающие болезни у растений, обладают кристаллической структурой и тем не менее сохраняют все свойства живых организмов.

Доказательством живой природы вирусов является их способность интенсивно размножаться в чувствительных клетках восприимчивого организма. Каждая частица вируса превращается при этом в миллионы таких же новых заразных частичек.

Строгий паразитизм вирусов, полная их зависимость от живых клеток или тканей объясняется ограниченным обменом веществ, свойственным самим вирусам. Они широко используют для построения своих частиц обмен веществ клеток хозяина, его ферменты, витамины, аминокислоты. Всё это вирусы как бы включают в собственное небольшое хозяйство, обеспечивая возможность синтеза вирусных нуклеопротеидов.

Многие вирусы размножаются в организме разнообразных хозяев. Так, вирус бешенства поражает все известные виды теплокровных животных и некоторых птиц. Однако некоторые свойства вирусов могут значительно измениться после длительного пребывания в новом для вируса организме. Так, высокозлокачественный вирус натуральной оспы превращается в безвредный для человека вирус после введения его в организм коровы.

Смертельный для человека вирус бешеных собак утрачивает эти свойства после длительного пребывания в мозгу кролика. Все указанные выше свойства вирусов — способность к размножению в живых клетках, сохранение наиболее важных видовых свойств в самых разнообразных условиях жизни, способность изменяться и наследовать новые признаки — свидетельствуют о живой природе вирусов.

Наука открыла в группе вирусов совершенно новый мир живых существ, обладающих не клеточным, а надмолекулярным строением, принадлежащих к элементарнейшим представителям живой материи. Возникает вопрос: каково происхождение этих мельчайших внутриклеточных паразитов?

В соответствии с учением советского дарвинизма вирусы явились продуктом длительного приспособления к организму животных и растений простейших неклеточных форм живого белка, который, возможно, сохранился в окружающей нас природе и в нашу эпоху.

Жизнь на нашей планете появилась первоначально в форме молекул белка, проявивших способность к обмену веществ. Такой белок обладал способностью забирать из окружающей его внешней среды различные химические соединения, расщеплять их на более простые вещества и использовать освобождающуюся при этом тепловую энергию для построения новых молекул живого белка. Эти первичные формы жизни постепенно усложнялись и дали начало миру бактерий и простейших.

Очень вероятно, что элементарные формы живого белка, свободно развивавшиеся в природе, широко взаимодействовали с появившимися на земле более сложно организованными видами многоклеточных растений и животных. Некоторые доклеточные формы первичного живого белка стали приспособляться к жизни в организме животных и растений и явились родоначальниками современных нам вирусов человека и животных.

Чем меньше вирусная частица, тем труднее представить себе её строение по аналогии с одноклеточным организмом. В то же время даже самые мелкие вирусы обладают сложной совокупностью свойств живой материи — способностью размножения в клетках хозяина, наследования функций, приспособлением к новым условиям существования и изменчивостью в той же мере, как крупные сложно организованные возбудители из группы простейших и бактерий.

Элементарной формой жизни следует признать белок, достигший в процессе эволюции весьма сложной внутренней организации, допускающей осуществление целого ряда функций и взаимоотношений с внешней средой, свойственных живой материи.

Неудивительно, что вирусы оказались заманчивым объектом исследования не только для микробиологов, но и для биологов, биохимиков и физиков, стремящихся объяснить сущность жизни и происхождение её на земле.

Еще одно свойство вирусов представляет большой практический интерес. Многие лекарственные вещества хорошо подавляют развитие патогенных бактерий в организме восприимчивых к ним людей и животных. Особо высокой активностью в этом отношении обладают пенициллин, стрептомицин, сульфамидные соединения. Однако эти вещества оказались мало деятельными против большинства вирусных болезней. Предстоит еще много поработать в поисках лекарственных веществ, подавляющих развитие вирусных заболеваний.

Против многих вирусных болезней разработаны эффективные и безвредные прививки — вакцины, создающие у людей состояние невосприимчивости к возбудителю. Таковы вакцины против оспы, бешенства, клещевого и японского энцефалитов, жёлтой лихорадки, гриппа. Для предупреждения вирусных инфекций применяют два различных типа вакцин. Один из них представляет собой вирус, убитый воздействием формалина или ультрафиолетовых лучей. Это так называемые инактивированные вакцины. Другой тип вакцин связан с применением ослабленных для человека частиц живого вируса, неспособных вызывать обычную тяжелую инфекцию. Живая вакцина даёт начало очень лёгкой, часто незаметной инфекции, после которой остаётся, однако, выраженная невосприимчивость к определённой инфекции. Иммунитет после вакцинации так же специфичен, как и иммунитет, развивавшийся после естественного заболевания. Прививки живой вакциной против оспы не защищают против бешенства или гриппа. Прививки против жёлтой лихорадки не защищают против натуральной оспы.

6. Микробы и сельское хозяйство

Каково общее значение микробов на нашей планете? Мы видели, что многие микробы приносят человечеству огромный вред, вызывают опустошительные эпидемии, болезни домашних животных, полезных растений, портят пищевые продукты. Может быть, имело бы смысл направить усилия человека на уничтожение всех микробов на земле? Нет, это было бы весьма неправильным. Среди микробов известны многочисленные виды, приносящие человеку большую пользу. Микробы вошли настолько глубоко в многочисленные связи со всем остальным миром живых существ, что жизнь человека, животных и растений оказалась бы совершенно невозможной без участия микробов.

Одной из важнейших функций микробов является разложение органических остатков погибших животных и растений. Разлагая сложные азотистые и углеродистые соединения мёртвого тела, невидимые могильщики превращают их в простейшие соединения, легко усваиваемые зелёными растениями, и тем самым обеспечивают вечный круговорот веществ в природе.

Трупы животных в основном состоят из белковых соединений. Работу по разложению белков выполняют так называемые гнилостные микробы, к которым, кроме бактерий, принадлежат также актиномицеты и некоторые грибы. Гнилостные микробы разлагают или расщепляют белки до простейших соединений — аммиака, воды и углекислоты. При этом обычно выделяются некоторые дурно пахнущие продукты: сероводород, индол, скатол. Образование дурно пахнущих продуктов свидетельствует о далеко зашедшем процессе гниения. Поэтому-то обычно мы определяем испортившийся, загнивший пищевой продукт по его противному запаху. Гнилостные микробы очень широко распространены в природе. Поэтому, где бы ни находились пищевые продукты или трупы человека и животных, они везде подвергаются разложению — гниению, если этому благоприятствуют условия температуры и влажности. Но если температура очень низка, то процессы гниения не развиваются. В вечно мёрзлой почве Крайнего Севера Сибири находили совершенно не разложившиеся трупы мамонтов, пролежавшие десятки тысяч лет. В условиях низких температур и отсутствия влаги могут тысячелетиями сохраняться и трупы людей. Нередко в сухих и холодных склепах находят трупы людей, захороненных в давние времена. Вследствие быстрой потери влаги трупы мумифицировались и не подвергались гниению.