Как ученые открыли вирусы и как они влияют на все живые организмы

Остаемся в тренде и говорим об истории открытия вирусов. Ученые предполагают их огромное разнообразие и присутствие во всех экосистемах на Земле.

К концу XIX века уже существовал термин микробиология. Ученые понимали, что некоторые заболевания, такие как туберкулез или сибирская язва, развиваются из-за бактерий. В 1882 году французский  химик и микробиолог Шарль Шамберлан сконструировал фильтр, поры которого по размеру были меньше, чем бактерии.  

В конце XIX века странная болезнь поражала в Крыму плантации табака. Листья заболевших растений покрывались ржавыми пятнами, сморщивались и засыхали. Физиолог растений и будущий основоположник вирусологии Дмитрий Ивановский пропускал через такой фильтр экстракт перетертых листьев зараженных растений табака. Однако ни в процеженном соке, ни в остатке на полотне болезнетворных бактерий не обнаружил. В то же время процеженный сок, нанесенный на листья здоровых растений, в 80% случаев вызывал характерное заболевание. Может быть, бактерии, вызывающие заболевания, слишком малы? Ивановский процеживал сок через фарфоровый фильтр, который, как известно, не пропускает даже самых мелких бактерий. И опять безрезультатно. Ученый сделал вывод, что болезнь табака вызывают мельчайшие микроорганизмы, которые невозможно увидеть в оптический микроскоп.

Через несколько лет причины заболевания табака исследовал голландский микробиолог Мартин Бейеринк. Он пришел к выводу, что растения поражает... ядовитая жидкость, которую он назвал «вирусом» (от лат. virus – яд). Но яд оказался весьма странным: сила любого яда зависит от его концентрации, а вот вирус Бейеринка в любом разбавлении давал одинаковый результат. Да и источник яда оставался неизвестным.

В 1898-м Леффлер и Фрош использовали сходный фильтр и выделили первый вирус животных – возбудитель ящура, то есть вирусам нужен живой хозяин. И в 1901 году американский военный хирург Рид обнаружил первое вирусное заболевание человека – жёлтую лихорадку. 

В 1932 году профессор Уиндел Стенли (США) сумел из тонны пораженных листьев получить чайную ложку кристаллов. Натирая растворами этих кристаллов листья здоровых растений, он вызвал у них характерные заболевания. Однако живые существа не могут превращаться в кристаллы. Стенли сделал вывод, что вирусы – это не живые существа, а белковые молекулы.

Мощное ускорение развитию науки в целом и вирусологии в частности дали новые методы анализа во второй половине XX века – электронный микроскоп и рентгеноструктурный анализ. 

В 1949 году ученые вырастили полиовирус на культуре клеток зародыша человека, что дало возможность получить эффективную вакцину против полиомиелита уже через пару лет. В 1963 году был открыт вирус гепатита В. 

В 1965-м был описан первый ретровирус, а в 1983-м выделен самый известный и неизлечимый (пока?) из них – ВИЧ. А в начале XXI века создан синтетический вирус. 

Что известно о строении вирусов

Все вирусы можно рассматривать как генетические элементы, одетые в защитную белковую оболочку и способные переходить из одной клетки в другую.

Отдельные вирусные частицы – вирионы – представляют собой симметричные тела, состоящие из повторяющихся элементов. В сердцевине каждого вириона находится генетический материал, представленный молекулами ДНК и РНК. 

Ни один из известных вирусов не способен к самостоятельному существованию. Лишь попав в клетку, генетический материал вируса может воспроизводиться. В настоящее время известно более 800 видов вирусов, паразитирующих на растениях (фитовирусы), животных, человеке и даже бактериях (бактериофаги, или просто – фаги).

Изучение вирусов позволило не только установить причины многих заболеваний, известных с глубокой древности, но и найти способы борьбы с ними.

Происхождение вирусов в процессе эволюции пока не ясно. Предполагается, что вирусы представляют собой сильно дегенерировавшие клетки или их фрагменты, которые в виде приспособления к паразитизму утратили все, без чего можно обойтись, за исключением своей наследственной информации и защитной белковой оболочки.

Кто изучает вирусы

Для медика вирусы – наиболее частые возбудители инфекционных болезней: гриппа, кори, оспы, тропических лихорадок.

Для ветеринара – виновники эпизоотий (массовых заболеваний) – ящура, птичьей чумы, инфекционной анемии и других болезней, поражающих сельскохозяйственных животных.

Для агронома – возбудители пятнистой полосатости пшеницы, табачной мозаики, желтой карликовости картофеля и других болезней сельскохозяйственных растений.

Для цветовода – факторы, вызывающие появление изумительных расцветок тюльпанов.

Для паразитолога вирусы – наиболее чистые и наиболее опасные паразиты всего живого мира: от бактерий до цветкового растения, от инфузории до человека.

Для генетика вирусы – переносчики генетической информации, ценные посредники генетических перестроек.

Для дарвиниста вирусы – важные факторы эволюции органического мира.

Для философа вирусы – ярчайшая иллюстрация диалектики природы, инструмент для шлифовки таких понятий, как живое и неживое, часть и целое, форма и функция.