Мир микробов - Анатолий Смородинцев

Рис. 8. Дмитрий Иосифович Ивановский

Открытие Д. И. Ивановского было сделано при следующих обстоятельствах. В те годы в Крыму табачные плантации сильно страдали от так называемой мозаичной болезни табака. Изучив на месте это заболевание и не найдя под микроскопом видимых возбудителей, Ивановский отжал сок больного растения, пропустил его через фильтр и заразил профильтрованным соком другое здоровое растение. На табачных листьях вскоре появились характерные для заболевания мозаичные пятна (рис. 9). Предположив вначале, что вместе с соком в здоровое растение попал не живой возбудитель, а только его яд, Ивановский профильтровал сок этого заболевшего растения и заразил им третье, от третьего — четвёртое и т. д. Ивановский рассчитывал, что при последовательном переносе сока произойдёт разбавление яда и в конце концов сок окажется незаразным. На деле же оказалось наоборот, при каждом разведении болезнетворные свойства сока не ослабевали, а усиливались. В последнем растении сок оказался более заразительным, чем в первом. Из этого опыта Ивановский сделал совершенно правильный вывод: в больном растении происходит сильное размножение невидимого мельчайшего микроба.

Рис. 9. Табачные листья, поражённые вирусом табачной мозаики

Так были открыты мельчайшие, не видимые в оптический микроскоп микробы, не растущие на искусственных питательных средах и проходящие через такие поры фильтров, которые не пропускают даже самых мелких бактерий.

Эти мельчайшие микробы были названы фильтрующимися вирусами или просто вирусами[1].

Русский ботаник Д. И. Ивановский и явился основоположником нового раздела науки о микробах — так называемой вирусологии. Через пять лет после открытия Ивановского учёные описали первый фильтрующийся вирус, вызывающий заразное заболевание животных, — ящур. Изучением вирусов теперь занялись учёные всего мира, и за сравнительно короткий промежуток времени были найдены десятки различных вирусов — возбудителей заразных заболеваний человека, животных, растений и даже бактерий. В дальнейшем было установлено, что к этой группе микробов принадлежат возбудители оспы, бешенства, энцефалита, гриппа, кори, желтой лихорадки и еще целого ряда заболеваний человека. Основная масса заразных заболеваний растений также вызывается вирусами. Свойствами вируса обладает и бактериофаг — невидимый микроб, растворяющий бактерий.

Открытие новой группы микробов — фильтрующихся вирусов — имело огромное практическое и научное значение. Хотя вирусы казались исследователям невидимыми почти до 1940 г. — до широкого использования так называемого электронного микроскопа, дававшего увеличение в десятки тысяч раз, — их свойства были хорошо изучены. Учёные доказали, что вирусы имеют белковый состав. Было доказано, что они размножаются, изменяются под влиянием изменений условий жизни и передают свои свойства по наследству. Точнейшие измерения величины вирусов показали, что некоторые из них так малы, что их размеры не превышают размеров белковых молекул. Таким образом, было доказано, что вирусы, обладая всеми свойствами жизни, не имеют клеточного строения, как остальные микробы и простейшие. Наиболее элементарной формой существования живой материи оказалась не клетка, а комочки живого белка.

С открытием вирусов значительно расширились наши представления о жизни. От вируса энцефалита — крошечной частицы, диаметром в стотысячные доли миллиметра, до тридцатиметрового кита — все это различные формы существования жизни на нашей земле.

2. Строение и жизнь микробов

Итак, микробами называются мельчайшие живые организмы, невидимые простым глазом. Как мы узнали из предыдущей главы, к микробам относятся разнообразные формы живой материи, имеющие как клеточную, так и неклеточную организацию.

Различают следующие основные группы микробов: простейшие, микроскопические грибки и дрожжи, актиномицеты, бактерии и спирохеты, риккетсии, фильтрующиеся вирусы.

Каждая группа обладает более или менее характерными для всех представителей группы свойствами, указывающими на общность их происхождения, и различной сложностью организации.

Наиболее высокую степень организации мы находим среди представителей группы простейших. Это одноклеточные организмы животного происхождения. Они обладают сравнительно крупной величиной — до 40–50 микрон (микрон равен одной тысячной доле миллиметра). Их-то в основном и наблюдали в свои лупы первые микроскописты XVII и XVIII веков. Клетка некоторых простейших чрезвычайно сложно устроена. Рассмотрим в качестве примера строение инфузории — одного из наиболее распространённых в природе представителей простейших животных, которого можно найти почти в любой луже (рис. 10). Здесь в одной и той же клетке мы находим и ядро с ядрышком, и многочисленные органы движения — реснички, окружающие толстую клеточную оболочку, и ротовое отверстие с глоткой, и выделительные органы — порошицу, и так называемые сократительные вакуоли, и сложную сеть мельчайших мышечных волоконец, позволяющих инфузории активно изгибаться.

Рис. 10. Простейшие. Инфузория:

Я — ядро; Г — глотка; ПВ — пищеварительная вакуоль; СВ — сократительная вакуоль; П — порошица

Еще более сложно строение некоторых простейших — радиолярий (рис. 11). К этой же группе принадлежит и относительно просто устроенная амёба — голый комок протоплазмы с ядром (рис. 12). Все эти организмы обладают животным типом питания — многие из них типичные хищники и поедают более мелких микробов; многие, перейдя на паразитический образ жизни, питаются красными кровяными клетками (эритроцитами) человека и животных или продуктами их распада. Среди простейших имеются и возбудители сонной болезни, дизентерии и некоторых других болезней.

Рис. 11. Простейшие. Радиолярия

Рис. 12. Простейшие. Амёба

Более однотипно строение следующей группы микробов — грибков, принадлежащих вместе с актиномицетами и бактериями уже к растительным организмам. Это или одноклеточные или многоклеточные организмы. Клетка состоит из протоплазмы с ядром, окружённой более толстой оболочкой. Тело некоторых микроскопических грибков состоит из многих клеток, соединённых в переплетающиеся нити. Это так называемые плесневые грибки или плесени (рис. 13). Они могут питаться самыми разнообразными органическими веществами и при достаточном количестве влаги часто развиваются на хлебе, крупе, кожаных изделиях, чернилах и других объектах. Хотя плесени состоят из многих клеток, но каждая отдельная клетка способна прорастать в целый организм. Некоторые плесневые грибки имеют большое практическое значение: из них добывают замечательные лекарства, например пенициллин.

Рис. 13. Плесневой грибок пенициллиум:

А — плодовые тела грибка — конидии, сидящие на конидиеносце (Б); В — нить грибка, так называемая «гифа»

Другие виды микроскопических грибков существуют в виде отдельных овальных или округлых клеток. Это дрожжи. Некоторые виды дрожжей применяются в пищевой промышленности (рис. 14). Среди грибков встречаются и возбудители заразных болезней человека, животных и растений. Особенно часто грибки вызывают различные кожные заболевания: паршу, стригущий лишай, молочницу, эпидермофитию.

Рис. 14. Дрожжи:

А — дрожжевая клетка; Б — клетка в процессе почкования; В — клетка в процессе быстрого почкования и роста; Г— образование спор внутри клетки; Д — прорастание споры

Актиномицеты — группа, промежуточная между грибками и бактериями. Они походят на грибки тем, что тело их также состоит из многих клеток и образует ветвящиеся, переплетающиеся нити, только нити эти гораздо тоньше, чем нити грибков, и приближаются по толщине к бактериям (рис. 15). Сближает их с бактериями также отсутствие обособленных ядер в клетках. Ядерное вещество у актиномицетов и бактерий распределено по всей протоплазме клетки. Эти бактериоподобные грибы чрезвычайно нетребовательны к выбору пищи и питаются такими веществами, которые негодны для питания большинства других организмов. Поэтому актиномицеты очень широко распространены в природе.

Рис. 15. Сравнительная величина нитей актиномицета и плесневого грибка: