За гранью светового микроскопа

Благодаря работам гениальных "охотников за микробами", главным образом Пастера и Коха, к концу XIX века в медицине сложилось стройное учение об инфекциях. Суть его проста: любая инфекционная болезнь должна иметь своего возбудителя. И действительно, один за другим открывались возбудители различных заразных заболеваний.

Микробиологи уже знали возбудителей сибирской язвы, туберкулеза, столбняка, чумы человека, сапа, рожи свиней и многих других болезней. Выделение все новых и новых микроорганизмов шло столь стремительными темпами, что к началу нашего столетия были выявлены возбудители большинства распространенных болезней человека и животных.

Исследователи научились не только выделять болезнетворных микробов, но и культивировать их в искусственных лабораторных условиях на питательных средах.

Казалось бы, путь борьбы человека с опасными представителями мира микробов предопределен. И хотя в то же время как бы в подтверждение положения, что нет правил без исключения, накапливались факты, не соответствующие классической теории инфекций, на них особого внимания не обращали. Не удается выделить и охарактеризовать возбудителей бешенства или ящура - неважно! Ведь это все равно должны быть микробы, и рано или поздно их удастся получить в чистой культуре, нужно лишь создать подходящую среду. Поиски продолжались. Никто не мог даже допустить мысли, что природа и здесь приготовила человеку "сюрприз" и существует огромнейший мир организмов, в тысячи и сотни тысяч раз более мелких, чем микробы. На этот раз из состояния неведения вывел человечество не любознательный дилетант, как это случилось с миром микробов, открытым Левенгуком, а ученый-экспериментатор.

Все началось с событий, не имеющих, казалось бы, никакого отношения к медицине и волновавших людей, довольно далеких от нее. Это были промышленники- табаководы, начавшие терпеть убытки от болезней табака, которые снижают урожай и ухудшают качество продукции. Многочисленные курильщики выражали недовольство.

Но табаководы ничего не могли поделать. Болезнь распространялась, охватывая все новые плантации. Называлась она табачной мозаикой. Название древнее и довольно удачное. Чередование здоровых и больных участков на листьях табака, пораженных болезнью, действительно похоже на мозаику. Этим сравнением исчерпывались почти все сведения о заболевании.

Впрочем, не совсем так. Относительно причин болезни у табаководов некоторые соображения были. Однако мнения разделились. Одни винили солнце; другие, наоборот, видели все зло в холодных ночах и туманах; третьим казались подозрительными парники, в которых выращивалась рассада. Были и такие, кто полагал, что болезнь просто необъяснима и возникает из-за колдовства.

Но как лечить растения? Классическая теория инфекций требовала прежде всего найти возбудителя-микроба. И промышленники позвали на помощь ученых.

В Голландии мозаичной болезнью табака занялся в 1886 году немецкий микробиолог Майер. Довольно быстро ему удалось установить инфекционный характер заболевания. Нашел он и что сок больных растений, профильтрованный через двойной бумажный фильтр, теряет свое заразное начало.

Майер делает вывод: возбудителем болезни является бактерия. Начинаются безуспешные поиски бактерии и попытки выделить ее в чистую культуру. Так, подойдя к порогу великого открытия, ученый свернул в сторону. Почтение перед классической теорией инфекций, уверенность, что все болезни вызываются микробами, которых можно увидеть в микроскоп, не позволили Майеру сделать последнего шага и испробовать иные способы фильтрации сока больных растений.

Изучение табачной мозаики было организовано также и в России, где болезнь особенно распространилась на табачных плантациях Крыма и Молдавии. Вот туда- то Департамент сельского хозяйства и промышленности и послал начинающего способного ученого Дмитрия Иосифовича Ивановского. Вначале он пошел по пути Майера.

Изучение табачной мозаики

Много дней провел Дмитрий Иосифович за микроскопом, отыскивая в соке больных растений микроба-возбудителя. Но микроб был неуловим. Безуспешными оказались попытки вырастить культуру возбудителя на питательных средах. Среды готовились самые разнообразные, но посевы сока больных растений ничего не давали, предполагаемый возбудитель не появлялся.

"Все эти опыты, потребовавшие массу времени и труда, - писал впоследствии ученый, - дали отрицательный результат; микроорганизм, очевидно, не способен расти на искусственных субстратах".

Тогда Ивановский перешел к опытам с фильтрацией. Он растер листья с небольшим количеством кипяченой воды и профильтровал через бактериальный фильтр, так называемую свечу Шамберлена.

Фарфоровые цилиндры этого прибора имеют отверстия меньше, размеров любого микроба. Если в листьях есть бактерии, они останутся внутри фильтра и их можно будет выделить. Фильтрат же, прозрачная жидкость, полученная после прохождения сока через фильтр, должен стать стерильным и не вызывать заражения - так гласила классическая теория инфекции.

Исходя из этого, Ивановскому не было никакого смысла пробовать заразить здоровые растения, нанося фильтрат на листья. Это было просто нелогично. Ведь ясно, что никаких бактерий там нет. Да и Майер уже однажды убедился в стерильности профильтрованного сока, о чем Ивановский знал. И все-таки вопреки правилам Ивановский решил испробовать полученный фильтрат. Он сделал царапины на здоровых листьях и нанес на них несколько капель профильтрованного сока. Через некоторое время листья оказались пораженными табачной мозаикой. Несколько раз подряд повторил ученый свои эксперименты, но результат был один и тот же: картина табачной мозаики неизменно воспроизводилась.

Чем же руководствовался молодой исследователь?

Толчком послужили работы французского бактериолога Эмиля Ру, недавно прочитанные Ивановским. Ру впервые доказал, что болезнетворное действие дифтерийных бактерий может определяться не самим микробом, а выделяемым им ядом - токсином.

Казалось бы, что при заболевании табака картина такая же: виновник - какой-то токсин. Но интуиция ученого подсказывает Ивановскому, что это все-таки не так. Он верит, что находящееся в профильтрованном соке заразное начало - какие-то существа, пусть во много раз более мелкие, чем бактерии, и способные проходить даже через фарфоровые поры свечи Шамберлена, но именно живые существа.

Живые невидимые агенты токсина

И Ивановский решает доказать, что он прав. Однако возбудителя не удается ни вырастить в культуре, ни увидеть под микроскопом.

Но почему обязательно видеть? Ведь есть и другие пути доказательства. И вот в течение нескольких повторяющихся опытов (такой метод носит название пассирования) исследователь переносит сок от больных растений к здоровым.

Расчет здесь прост: если в каком-то из пассажей, в ходе которых первоначальный сок от больных растений все более разбавляется, не появится картина заболевания, тогда можно считать, что причиной болезни является яд, количество которого при многократном разведении стало слишком малым. Если же окажется, что бесконечное количество пассажей вновь и вновь приводит к заражению здоровых растений, нужно будет говорить о живом агенте, организме, развивающемся в растении от пассажа к пассажу.

Так был открыт первый вирус, существо невидимое, лежащее за гранью светового микроскопа, но именно существо. Тайна табачной мозаики получила разгадку. Ни солнце, ни холодные ночи, ни тем более колдуны оказались ни при чем.

Кстати, как теперь установлено, переносчиком этого вируса служит сам человек. Достаточно прикоснуться сначала к больному, а потом к здоровому растению, чтобы перенести инфекцию.

Очень велика и устойчивость вируса табачной мозаики. Он сохраняет свою инфекционность даже через много лет после высушивания табачных листьев. А потому распространению болезни невольно способствуют и сами курильщики. К тому же вирус табачной мозаики весьма заразителен и для многих других растений. Известен случай, когда листья зараженного табачной мозаикой помидора сохранили активный вирус после того, как 25 лет (!) пролежали засушенными и упакованными в ящик.