Книга: Следопыты в стране анималькулей

Заманчивые дали

<<< Назад
Вперед >>>

Заманчивые дали

Стояло жаркое лето 1887 года. Студент Петербургского университета Дмитрий Ивановский вместе со своим товарищем и однокурсником Половцевым отправился в Крым, чтобы выполнить свое первое научное задание.

Молодых людей видели то на одной, то на другой табачной плантации. Они копались в почве, внимательно рассматривали странные листья табака, пораженные неведомой болезнью.

И всюду они слышали от местных табаководов одно и то же:

«На листьях табака появляются желтоватые пятна, они разрастаются, множатся и покрывают листья причудливым мозаичным узором. А листья изменяют форму, съеживаются, делаются непригодными для обработки. Табаководы терпят большие убытки. Нельзя ли как-нибудь помочь в этой беде?»


Лист табака, пораженный мозаичной болезнью.

Этого не знают и сами студенты. Но они любознательны, у них опытные учителя, привившие им навыки и любовь к исследовательской работе.

«Быть может, растения, — думают они, — болеют от недостатка каких-то веществ в почве или от неправильного ухода?»

Чтобы проверить это, проводят опыты: высаживают табак менее густо, меняют состав удобрений, проверяют новые нормы полива. На некоторых плантациях эти меры помогают, и Ивановский с Половцевым уже готовы торжествовать победу. На других плантациях те же меры не оказывают никакого действия, растения продолжают гибнуть. И молодые исследователи впадают в уныние.

Два года Ивановский и Половцев работают неустанно. Летом — в Крыму, зимой — в университетской лаборатории.

И вот первый вывод: то, что считали мозаичной болезнью табака, есть на самом деле две разные болезни. Одна из них вызывается микроскопическим грибком, и, если изменить условия жизни растений, они легко справляются с этой болезнью. Другая болезнь — истинно мозаичная. Причины этой болезни неизвестны.

Ивановский не знает, конечно, что табачная мозаика приведет его к открытию, самому громкому со времен Левенгука. Но уже теперь она помогает ему найти свое призвание в науке. Ботаник становится охотником за микробами.

Окончив Петербургский университет, молодой ученый в 1890 году вновь едет в Крым. Целыми днями рассматривает он в микроскоп ткани растений, пораженных мозаикой, ставит различные опыты.

Сок больных растений он прививает здоровым. Через одиннадцать — двадцать дней все здоровые растения заболели.

«Значит, — решил Ивановский, — мозаичная болезнь заразна и возбудитель этой болезни находится в соке больных растений».

Теперь нужно было найти микроба — виновника болезни. Но именно здесь, на пороге открытия, исследователь столкнулся с, казалось, непреодолимыми трудностями. Даже под объективом самых сильных микроскопов он не смог обнаружить следов возбудителя болезни.

«Наверное, в соке больных растений, — предполагает ученый, — так мало микробов, что ни один из них не попадает в поле зрения микроскопа. Надо предварительно размножить их на питательной среде?»

Начинается серия новых опытов.

«Я заражал, — рассказывал потом Ивановский, — соком больных растений различные питательные смеси: вареный картофель, желатину, мясной бульон».

Но микробов по-прежнему не было.

«Быть может, микробы мозаичной болезни очень капризные создания? — не сдается Ивановский. — Наверное, они могут питаться только соком табачных растений? Не лучше ли выращивать их на отварах табака?»

И снова десятки, сотни опытов. Однако неуловимый микроб не хочет размножаться и на табачных отварах.

Сомнение все чаще посещает Ивановского. Он уже не уверен в своих собственных выводах, он спорит сам с собой.

«А что, если никакого микроба нет? — думает он. — Быть может, болезнь возбуждается не микробом, а больными соками растения, которые изменились настолько, что стали ядовитыми?»

Но хорошо продуманные, точные опыты рассеивают и эти сомнения. Оказалось, что заразителен не только сок больных растений — зараза способна передаваться и через почву. Даже папироса может стать источником заражения, если из нее упадут на почву несколько крупинок табака, пораженного мозаикой.

Значит, возбудитель табачной мозаики существует. Но как его отыскать?

Ивановский понимает, что ему достался тот самый орешек, который оказался не по зубам даже самым прославленным охотникам за микробами.

Ведь Пастер, победивший микроба бешенства, так и не смог обнаружить возбудителя этой болезни, хотя искал долго и упорно. Сотни других исследователей так же безуспешно гонялись за возбудителями оспы, кори, желтой лихорадки, гриппа, ящура и некоторых других болезней.

Во времена Ивановского уже поговаривали о том, что Пастер ошибался, приписывая каждой заразной болезни своего возбудителя — микроба.

Таким образом, загадка табачной мозаики приобретала общее значение для всей биологической науки.

Дмитрий Иосифович Ивановский пытается перехитрить невидимок, которые так упорно не даются в руки. Сок растений, пораженных табачной мозаикой, он пропускает под давлением через специальный фарфоровый фильтр. В мельчайших порах этого фильтра должна была застрять любая, даже самая мелкая бактерия, если она только есть в жидкости.


Дмитрий Иосифович Ивановский попытался перехитрить невидимых возбудителей болезни.

Опыт был закончен, но в фарфоровых порах не оказалось возбудителя болезни. И в то же время сок больных растений, пропущенный через фильтр, остался по-прежнему заразным.

«Значит, возбудитель табачной мозаики настолько мал, что свободно проходит в поры фарфоровой массы, — решил Ивановский. — Видимо, есть целый мир существ, еще более мелких, чем бактерии, только границы видимого в микроскоп не позволяют их обнаружить».

Это был переворот в науке. По дороге, открытой русским ученым, в погоню за неуловимым болезнетворным началом бросилась целая армия охотников за микробами.

В сравнительно короткий срок русские и иностранные ученые выявили десятки невидимых в микроскоп возбудителей болезней человека, животных и растений.

Не видя их, им дали имя. Болезнетворных бактерий называли, в отличие от полезных, вирусами. А невидимых в микроскоп возбудителей болезней, которые проходили через мельчайшие поры фильтров, стали называть фильтрующимися вирусами.

Не видя вирусов, их изучали, научились выделять в чистом виде и даже измерили.

Трудно представить себе истинный размер мелкой бактерии. Еще труднее представить размер вирусных частиц.

Бактерий измеряют обычно микронами, то есть тысячными долями миллиметра. Размер бактерии сибирской язвы равен пяти — восьми микронам, а размер палочки «чудесной крови» — всего лишь семидесяти пяти сотым микрона.

А вирусные частицы много мельче. Поэтому их измеряют не микронами, а миллимикронами, то есть тысячными долями микрона. Величина вируса тяжелой болезни энцефалита едва достигает тридцати миллимикронов. Так же мал вирус табачной мозаики.

Однако и среди вирусов, как и среди бактерий, есть карлики и великаны. Самый мелкий из известных вирусов — это вирус ящура. Его размер равен лишь восьми тысячным микрона. Таким образом, вирус ящура в тысячу раз меньше бактерии сибирской язвы.

К вирусам-великанам принадлежат возбудители оспы и гриппа. Частицы вируса гриппа достигают размера в сто миллимикронов. Но если взять миллион таких «великанов» и соединить их вместе, то получится невидимый глазом шарик диаметром в десять микронов, то есть немногим больше красного кровяного тельца.

Чем дальше проникали ученые в мир вирусов, тем все большие неожиданности подстерегали их. Еще в 1915 году русский ученый Николай Федорович Гамалея заметил, что микробы могут иногда исчезать, растворяться по неизвестным причинам. А в 1917 году французский ученый д’Эррель выделил вирус, который растворял дизентерийных микробов. Ученый назвал этот вирус бактериофагом — пожирателем бактерий. В дальнейшем были найдены бактериофаги, разрушающие самых различных микробов. Оказалось, что и микробы болеют. А раз так, то можно использовать бактериофаги для борьбы с заразными болезнями человека, животных и растений.

Но что такое вирусы? Здесь в науке не было единого мнения. Установили, что вирусы не дышат, что у них нет самостоятельного обмена веществ. Если поместить на питательную среду каплю вируса и каплю бактериальной культуры, то размножаться будут только бактерии. Вирусы же никогда не размножаются на искусственных средах. Зато, если смочить иглу даже в самом слабом вирусном растворе, то одного укола будет достаточно, чтобы растение или животное заболело. Попав в живые клетки, вирусы быстро размножаются, накапливаются в огромном количестве. Было даже доказано, что вирусы изменяются под влиянием изменяющихся условий жизни и передают свои свойства потомству.


Вирус мозаичной болезни табака, видимый в электронном микроскопе. Для сравнения на рисунке показана тысячная доля миллиметра, один микрон, при том же увеличении.

Поистине неожиданные данные, противоречащие всему, что было ранее известно о микробах.

Ведь если вирусы не дышат, не обладают самостоятельным обменом веществ — значит, их нельзя считать живыми. Но те же вирусы размножаются и даже передают свои свойства потомству, а это уже качества, присущие лишь живым организмам.

В 1935 году американский ученый Вэндель Стэнли выделил из сока табака, пораженного табачной мозаикой, осадок, похожий на нити белого шелка. Болезнетворная сила этого осадка была в пятьсот раз большей, чем у табачного сока. Шелковистый осадок и был вирус — возбудитель болезни. Он кристаллизовался, как простое вещество, и представлял под микроскопом удивительную картину.

Это, казалось, укрепило позицию тех, кто отказывался признать живую природу вирусов. Но вот настало время, когда наука получила в свои руки новое средство исследования — электронный микроскоп.

В отличие от обычного микроскопа, электронный микроскоп имеет дело не со световыми лучами, а с потоком мельчайших частиц электричества — электронами. Поток электронов отражается от исследуемого предмета и дает увеличенное изображение этого предмета на экране электронного микроскопа. Лучшие оптические микроскопы дают увеличение в две с половиной тысячи раз, а электронный микроскоп — в двадцать, сто и даже пятьсот тысяч раз.

Благодаря электронному микроскопу удалось заглянуть в мир вирусов. Оказалось, что этот мир обширен и богат формами. Есть вирусы, близкие по своей природе к микробам. Другие, подобно вирусу табачной мозаики, приближаются к неживым веществам. Так наука перешагнула еще одну границу в познании мира.

Было время, когда сырного клеща считали самым мелким существом на Земле. Потом человек заглянул в каплю воды и нашел там существа, которые были в тысячу раз меньше. Но и это не было пределом. Ученые обнаружили и исследовали многообразный мир бактерий. Казалось, что теперь-то достигнута наконец подлинная граница жизни. А электронный микроскоп еще раз отодвинул эту границу, открыл перед исследователями страны невидимок новый, почти необъятный мир.

На бархатно-черном экране электронного микроскопа можно видеть картины, потрясающие воображение. Бактерии здесь выглядят уже не палочками, шариками и запятыми, а настоящими чудовищами с многочисленными щупальцами-жгутиками. Можно увидеть, как на такое мохнатое чудовище нападают фаги — крошечные существа, похожие на головастиков. Они прикрепляются к телу бактерии своими хвостиками, проникают внутрь бактериальной клетки, размножаются там, и бактерия на глазах распадается.

Здесь, возле экрана электронного микроскопа, особенно интересен рассказ ученых о вирусах, их свойствах, распространении в природе, о достижениях науки в борьбе с вредными вирусами и использовании вирусов полезных. Здесь можно узнать…


Универсальный электронный микроскоп этого типа дает увеличение от 6000 до 40 000 раз.

Но нет, мы не будем продолжать рассказ о вирусах. Чтобы поведать о них все, что уже известно науке, пришлось бы написать большую книгу.

Поэтому вернемся к нашим героям — отважным следопытам, выслеживающим в стране невидимок относительно крупную дичь — грибки и бактерии.

Ведь и в этой области еще много неизведанных тайн, не сделанных открытий, неиспользованных возможностей.

Ученые отыскивают, вылавливают и изучают разных микробов, размножают и «воспитывают» их в различных условиях. И свойства микробов от этого изменяются. Современная микробиология — это в известной мере уже «микробоводство».

Лучшие породы-расы полезных для человека микроорганизмов, которые прошли все испытания и дают наилучшие результаты, передаются в промышленность. Они «путешествуют» из конца в конец нашей огромной страны, чтобы «работать» на заводах пищевой, текстильной, кожевенной и химической промышленности.

Армии невидимок специализированы, и управляют ими десятки специальных научных институтов. Одни занимаются болезнетворными микробами, другие — полезными. Одни руководят работой микробов в сельском хозяйстве, другие — в промышленности. А есть и такие институты, что прокладывают новые пути в науке о вирусах. Все это боевые отряды исследователей страны невидимок. Разными путями они идут к одной цели — как можно лучше и полнее использовать могучие силы, таящиеся в мире микробов. Невидимки, которые казались когда-то такими таинственными и неуловимыми, стали верными слугами человека. Это сегодняшний день нашей промышленности и сельского хозяйства. Но для науки это день вчерашний.

Ученые-микробиологи думают ныне не только над тем, чтобы отыскать, пленить и поставить на службу человеку обитателей страны невидимок. Они ставят перед собой и умеют решать более сложные задачи. Ведь, «воспитывая» микробов, можно изменять их природные свойства, заставить работать лучше, активнее. А помещая живые клетки микробов в особые, непривычные для них условия, используя новейшие средства науки и техники — рентгеновские лучи, радиоактивные вещества, — можно изменять свойства микробов еще сильнее.

В лабораториях научных институтов уже созданы и изучаются такие микробы, каких никогда не было в природе. Пройдет немного времени, и они переселятся на поля, на заводы и фабрики. Это будет завтрашний день нашего сельского хозяйства, химической, пищевой и медицинской промышленности.

Но ведь и наука имеет свой завтрашний день. Давайте же помечтаем об этом дне, о недалеком будущем науки о микробах.

Настанет день, когда будут отысканы антибиотики и вирусы-бактериофаги против всех без исключения болезней, вызываемых бактериями и грибками. Будут найдены пока неизвестные живые враги вирусов. В сочетании с вакцинами и сыворотками они позволят победить все вирусные болезни. Заразные болезни, которые еще уносят ежегодно миллионы человеческих жизней, навсегда уйдут в область предания.

Благодаря антибиотикам и бактериофагам исчезнут опустошительные болезни сельскохозяйственных животных, пушных зверей и рыб.

Вместе с комплексными бактериальными удобрениями, состоящими из различных сообществ микроорганизмов, в почву будут вносить разные антибиотики. Через корни антибиотики проникнут в ткани растений и предупредят их заболевания.

Вирусы, безвредные для человека и животных, но смертельные для насекомых-вредителей, будут сопровождать все полезные для человека растения.

Такие же вирусы станут охранять на складах зерно и другие сельскохозяйственные продукты от вредных микробов, плесени, насекомых и грызунов.

Сколько подземных нефтяных озер уже использовано человеком! Но где-то там, в глубинах земли, еще остается немало нефти, пропитавшей окружающие горные породы. Эту недоступную пока нефть, каждую ее капельку, отыщут бактерии. Они будут жить и работать в старых нефтеносных пластах и превратят остатки нефти в газ, который, подобно газу саратовскому и ставропольскому, пойдет по трубам в города и промышленные центры.

Миллионы лет потребовалось на то, чтобы древний торф превратился в бурый и каменный уголь. Но ведь это тоже работа микробов.

А что, если вывести новые виды микроорганизмов, которые смогут производить такую же работу не в миллионы, а в десятки лет? Они станут работать на необозримых торфяных болотах Сибири и Белоруссии и обогатят торф углеродом, быстро превратят его в разновидность бурого угля.

А в промышленности? Сколько здесь еще не использованных возможностей!

Взять хотя бы дрожжи. Ведь они не только готовят различные ценные продукты. Дрожжи сами по себе ценный продукт питания. В дрожжевых клетках пятьдесят процентов белка и три — четыре процента жира. Много в них и витаминов.

На специальных заводах дрожжи размножают в огромных чанах. Для этого не нужно ни сложного оборудования, ни дорогого сырья. Достаточно получить отходы сахароваренного производства. Если в растворе есть хотя бы немного, всего полтора — два процента, сахара, то это все, что нужно дрожжам. В чан, заполненный чуть сладковатым раствором, добавляют несколько килограммов живых дрожжей и через сутки получают до двадцати тонн молодых дрожжевых клеток.

Быстроту, с какой размножаются и растут дрожжевые клетки, трудно с чем-либо сравнить; они дешевы и очень питательны. А раз так, почему бы не использовать их в качестве высокопитательного и самого дешевого корма для сельскохозяйственных животных?

Даже полноценные пищевые жиры можно получать с помощью дрожжей. Правда, в дрожжевых клетках жира немного, только три — четыре процента, но есть и такие виды дрожжей, которые способны накапливать жир в большом количестве — до шестидесяти процентов собственного веса.

Придет время, когда специальные маслозаводы будут вырабатывать для парфюмерной и химической промышленности масло с помощью дрожжей. Таких заводов пока нет только потому, что жировые дрожжи очень медленно растут и развиваются лишь на поверхности питательной смеси.

Но этот недостаток жировых дрожжей можно устранить. Ведь и среди жировых дрожжей есть разные породы — расы. Нужно только отыскать такую расу дрожжей, которые способны развиваться быстро, во всей толще питательной смеси. А если окажется, что такой расы вовсе нет в природе, то ее можно вывести. Это по силам нашей науке.

Всякий, кто знает мир невидимок и обладает воображением, может бесконечно долго рассказывать о возможностях использования микробов в промышленности в будущем.

Ученым предстоит еще много поработать в этой области. А границы страны невидимок между тем необъятно раздвинулись. Еще более богатый, еще менее изученный мир вирусов манит исследователей таинственными своими далями.

Когда-то всех микробов считали вредными существами, несущими болезни и смерть. Потом оказалось, что среди них гораздо больше полезных, чем вредных. Так, наверное, будет и с вирусами. Ведь использование полезных вирусов только-только еще начинается.

Перед отважными следопытами, идущими в стране невидимок, открываются всё новые горизонты, таящие замечательные возможности, зовущие к научному подвигу всех, кто умеет мечтать и настойчиво добиваться осуществления своей мечты.


<<< Назад
Вперед >>>

Генерация: 2.001. Запросов К БД/Cache: 3 / 1
Вверх Вниз