Текст книги "Я познаю мир. Вирусы и болезни"

Автор книги: С. Чирков

сообщить о нарушении

Текущая страница: 10 (всего у книги 14 страниц)

На этом фрагменте палочковидной частицы вируса табачной мозаики видны: уложенный в регулярную спираль белок оболочки (1), внутренний канал вирусной частицы (2) и канавка, в которую укладывается нить вирусной РНК (3)

Частицы ВТМ – это круглые прямые палочки длиной 300 и толщиной 18 нанометров. Они представляют собой агрегат из 2100 молекул белка оболочки, которые уложены в спираль вокруг заполненного водой канала, проходящего вдоль длинной оси вириона. Генетический материал вируса – однонитевая молекула РНК – уложена внутри спирали из белковых молекул на расстоянии 4 нанометров от центральной оси.

Конечно, сейчас вирусу табачной мозаики далеко до «популярности» вируса гриппа или вируса иммунодефицита человека – истинных антигероев нашего времени.

А между тем вирус табачной мозаики был первым вирусом, который был открыт, с которого вообще пошло понятие «вирус».

Мозаика чередования темных и светлых участков на листе табака, зараженного вирусом табачной мозаики

Многое из того, что мы знаем о вирусах, впервые было обнаружено при изучении именно вируса табачной мозаики. Этот вирус был первым, который удалось не просто выделить из зараженного растения, но и очистить от всех примесей растительного происхождения. Вирус табачной мозаики был первым, который удалось наблюдать в недавно изобретенный электронный микроскоп. Произошло это в 1939 году. Вирус табачной мозаики был первым вирусом, который удалось разобрать на части – белок и нуклеиновую кислоту, и вновь собрать полноценную инфекционную вирусную частицу. При заражении растений РНК вируса табачной мозаики впервые было показано, что именно нуклеиновая кислота несет генетическую информацию и что именно она ответственна за инфекционность вируса. До сих пор, хотя в нем всего–то три гена, вирус табачной мозаики является излюбленным объектом изучения вирусологов во всем мире.

Возьмите сигарету или сигару, лучше низкосортную, и разотрите табак с небольшим количеством воды. Тем, что получилось, натрите листья томатов или петунии. Если в табаке есть вирус табачной мозаики, то через несколько дней на зараженных растениях образуются некротические или хлоротические пятна, а затем на всем растении может развиться мозаика. Поскольку многие курительные табаки содержат вирус табачной мозаики, в теплицах даже запрещается курение. Можно пойти на рынок, купить помидоры или огурцы (лучше всего тепличные!) и, растерев мякоть, проделать все то же самое, что и с табаком. Или, например, подорожник, который просто растет под ногами, – тоже годится для опыта, потому что он тоже заражается вирусом табачной мозаики. Правда, не стоит производить такие опыты на дачном участке, потому что вирус табачной мозаики исключительно заразен, а лучше примоститься где–нибудь в укромном уголке, на подоконнике, используя рассаду, которую не жалко, которая и заражается, кстати, легче, чем взрослые растения.

Как распространяются вирусы растений?

Мы сторонимся явно простуженного человека, справедливо полагая, что при кашле и чихании в нас летят мириады вирусных частиц, которыми можно заразиться. Растения не чихают и не кашляют, они не могут передвигаться, им никто не переливает зараженную кровь. Плотная наружная оболочка растительной клетки непроницаема для вирусов. Если просто опрыскать растение вирусом, заражения не произойдет. В то же время срок жизни отдельного растения ограничен, поэтому непременным условием выживания вируса является его своевременный переход от одного растения к другому.

Как же распространяются вирусы растений, как они попадают от зараженного растения к здоровому?

Естественным путем вирусы распространяются: переносчиками (насекомыми, клещами, нематодами, паразитическими грибами), семенами, пыльцой и контактным путем.

Поперечный разрез листа.  Сверху и снизу лист покрыт плотным слоем клеток эпидермиса (1). Именно при обламывании их выростов (2) вирус может проникнуть в лист. Основную массу листа составляют фотосинтезирующие клетки (3). Образующийся в них сахар оттекает из листа по сосудам флоэмы (4). Вода поступает в лист по сосудам ксилемы (5). Все клетки в листе соединены между собой плазмодесмами.

Главный путь естественного распространения вирусов связан с насекомыми–переносчиками. В точности так же, как многие вирусы животных и человека путешествуют, «оседлав» комара или клеща, большинство вирусов растений тоже распространяется насекомыми.

Какую–то роль играют насекомые–опылители, какую–то – листогрызущие насекомые. Но самые главные переносчики вирусов – это тли, а также цикадки, трипсы, белокрылки и червецы, – словом, те, что имеют колюще–сосущий ротовой аппарат. Чтобы добраться до сока, которым оно питается, насекомое прокалывает стилетом покровные ткани растения и вонзает его в глубь листа или стебля. Стилет часто проникает прямо в сосуды, по которым течет сладкий, богатый сахарами сок. Сырой сок не всегда съедобен, поэтому насекомое впрыскивает в растение слюну и содержащиеся в ней ферменты, которые осуществляют внекишечное переваривание пищи. Затем, как шприцем, оно всасывает частично переваренный сок. Если растение заражено, насекомое попутно захватывает и вирус, который прилипает к кутикуле внутри стилета. Какое–то время, не больше нескольких часов, вирус может там сохраняться. Когда насекомое начинает питаться на другом растении, оно со слюной передает ему и вирус. Некоторые вирусы, например, вирус желтухи свеклы, попадают в глотку насекомого, где могут сохранять активность два – три дня, иногда неделю.

Эффективнее всего распространяет вирус, голодная тля, потому что, попав на растение, она обычно делает несколько коротких проб, во время которых и происходит передача вирусов.

Некоторые вирусы, попадая в кишечник насекомого, способны проходить через стенку кишки и попадать в гемолимфу, а через нее в слюнные железы. Далее все происходит по уже известному сценарию – со слюной вирусы попадают в другое растение. Так происходит, например, при питании тли на растении картофеля, зараженном вирусом скручивания листьев картофеля. Но есть способ еще лучше!

Переносчики вирусов: цикадка (1), тля (2), трипе (3) и белокрылка (4)

Некоторые вирусы растений способны размножаться не только в растении, но и в насекомом–переносчике. Наплодившись в большом количестве (это занимает несколько дней или даже недель), они попадают в гемолимфу насекомого, из нее в слюнные железы, и вновь со слюной попадают в здоровое растение. Интересно, что, хотя эти вирусы и размножаются в переносчике всю оставшуюся жизнь, никакого видимого вреда они ему не причиняют. Часто такие вирусы попадают не только в слюнные железы, но и в яйцеклетки. Вылупившиеся из зараженных яиц личинки, а затем и взрослые насекомые уже исходно оказываются носителями вируса и при любом удобном случае заражают здоровое растение.

Около 190 видов тлей являются переносчиками более чем трехсот вирусов. Эти насекомые идеально приспособлены для такой работы. Наличие тонкого стилета обеспечивает проникновение вируса без повреждения клеток хозяина; существование крылатых особей позволяет вирусу перемещаться на большое расстояние – за один день летающие тли могут относиться ветром на десятки и сотни километров; способность питаться на разных видах растений расширяет круг хозяев вируса. Абсолютным чемпионом является персиковая тля: она может переносить несколько десятков различных вирусов, а кроме того она самая непоседливая. Вирус скручивания листьев картофеля переносится тремя видами тлей, а вирус желтой карликовости ячменя – пятью видами.

По существу, таким же образом разносят вирус и нематоды – круглые прозрачные черви размером от одного до нескольких миллиметров, обитающие в почве и питающиеся соком, который они высасывают из корней. Особенно опасны вирусы, переносимые нематодами, для ягодных культур: малины, земляники, смородины, крыжовника и особенно для винограда. Вирус сохраняется в переносчике несколько недель, а то и после года пребывания нематоды в почве, даже свободной от растений. В передаче вирусов участвуют как взрослые особи, так и личинки. К счастью, нематоды не способны переносить вирусы на большое расстояние, поскольку они изрядные домоседы. Нематоды, если и перемещаются, то всего на полметра в год. Но если заложить виноградник или ягодную плантацию в почве, в которой обитают нематоды–носители вируса, то такой ягодник или виноградник будет обречен на заражение и постепенное, но неуклонное вырождение. Кроме того, вирусы, переносимые нематодами, устроены так, что имеют свойство проникать в семена и передаваться семенами, а этот путь обеспечивает быстрое, эффективное и плохо поддающееся контролю распространение вирусной инфекции.

Нематоды – обитающие в почве круглые черви

Особенно часто передача вирусов с семенами наблюдается у бобовых растений – гороха, фасоли, люцерны, клевера. Чтобы передача через семена осуществилась, растения должны быть заражены еще до оплодотворения яйцеклетки. Для передачи вируса семенами даже необязательно, чтобы он попал непосредственно в зародыш. Вирус может остаться и снаружи, на оболочке семени и заразить молоденький росток при его прорастании.

Вирус попадает в семена и с зараженной пыльцой, но для этого обычно требуется прорастание пыльцевой трубки. Если опыление уже произошло, зараженная пыльца не способна вызвать инфекцию. Но нет правил без исключений – именно таким образом охотно передаются вирус некротической кольцевой пятнистости косточковых и вирус кустистой карликовости малины; этим способом можно перенести вирусы и при искусственном опылении.

Многие вирусы передаются грибами, обитающими в почве и паразитирующими на корнях растений. Обычно вирусы от одного растения к другому путешествуют на поверхности подвижных зооспор гриба. В пленках почвенной влаги зооспоры перемещаются от корня к корню, прикрепляются к его поверхности и образуют канал, который внедряется в стенку ближайшей корневой клетки. По этому каналу в растение проникает и вирус.

Это все естественные пути распространения вирусов растений. Но в немалой, а где–то и в решающей степени распространению вирусов способствует сам человек.

Как человек способствует распространению вирусов

Чаще всего это происходит при вегетативном размножении растений. В зараженном материнском растении все органы, служащие для вегетативного размножения (клубни, луковицы, побеги, черенки, привои), как правило, заражены вирусами. Они служат прекрасным .убежищем для сохранения вирусов в зимний период и отличным источником инфекции при последующем размножении.

Почти все вирусы распространяются при прививках, независимо от способа прививки и даже от ее успешности. Конечно, передача вирусов наиболее эффективна, когда привой и подвой успешно срастаются. Но даже если по какой–то причине сращивания привоя и подвоя не произойдет, вирус за время их контакта успеет проникнуть из зараженной части растения в здоровую. Прививка на протяжении столетий используется в садоводстве для размножения садовых культур. Все это время садоводы невольно, но очень эффективно распространяют вирусы.

Многие вирусы легко переносятся с соком зараженных растений, и при обрезке или срезке вирусы легко распространяются между растениями секатором, прививочным ножом, ножницами и прочим инвентарем, а то и просто руками, когда ими касаются поврежденных растений или луковиц. Часто заражение происходит при пересадке растений, прищипке, в процессе сбора урожая и других манипуляциях с растениями. Точно так же, как многие вирусы животных проникают в организм через неповрежденную, на первый взгляд, кожу, а на самом деле используя мельчайшие ранки и трещинки, вирусы растений попадают в лист или в стебель через обломанные волоски, всегда опушающие их поверхность. Таким образом легко передаются вирусы, которые накапливаются в зараженном растении в большом количестве. Вероятность контактного заражения зависит и от восприимчивости растения. Как правило, травянистые растения заражаются легче, чем древесные, молодые легче, чем старые, двудольные легче, чем однодольные. Некоторые растения заражаются особенно легко, причем они отличаются восприимчивостью ко многим вирусам. Например, многочисленные виды растений лебеды – сорного растения, в изобилии произрастающего повсюду, заражаются огромным количеством вирусов и, возможно, являются природными резервуарами для многих из них.

Но вообще эффективность контактного заражения не слишком высока и не все вирусы способны распространяться таким образом. Это неудивительно, потому что для того чтобы заразить растение механически, в него нужно ввести примерно сто тысяч частиц даже таких исключительно заразных вирусов, как вирус табачной мозаики, и почти миллиард вирусных частиц с разделенным геномом. Очень и очень немногие вирусы содержатся в инфекционном соке в таком количестве. Кроме того, в соке растений, особенно древесных, всегда содержится много веществ, нейтрализующих инфекционность вирусных частиц. И, наконец, есть вирусы, которые обитают только в сосудах. Эти вирусы соком вообще не передаются.

Как вирусы передвигаются по растению

Но вот вирус тем или иным способом проник в растение и начал успешно размножаться в той клетке, в которую он попал. Вначале вирусная частица раздевается, то есть обнажает свою нуклеиновую кислоту, частично или полностью сбрасывая с нее белковую оболочку. При обычных условиях раздевание занимает около 3 часов. Все это время зрелый вирус оказывается невозможно обнаружить. Но инфекция развивается, происходит копирование вирусной нуклеиновой кислоты, рибосомы производят много нового вирусного белка, и вскоре из многочисленных копий нуклеиновой кислоты и белка оболочки начинают собираться дочерние вирусные частицы. Казалось бы, все идет замечательно, но вирус же не может вечно оставаться в той клетке, куда он проник. Ему надо проникнуть в соседние клетки, иначе теряется весь смысл инфекции.

Для проникновения в соседние клетки вирус не создает новых путей, а использует коммуникации, проложенные самим растением. Они предназначены для перемещения сахаров, производимых при фотосинтезе, в активно растущие ткани, в макушки побегов, и, конечно, в плоды – словом, туда, где они нужны больше всего. Самое время посмотреть, как эти пути устроены.

Основная масса, мякоть зеленого листа состоит из фотосинтезирующих клеток, то есть таких, которые из воды и углекислого газа на свету создают молекулы глюкозы. Сверху и снизу лист укрыт клетками эпидермиса – именно через поломанные волоски эпидермальных клеток обычно проникает вирус при механическом заражении растения. Каждый знает, что в листе есть еще жилки – это пучки, в которые собраны два вида сосудов – ксилемы и флоэмы. По ксилеме поднимается от корней и разносится по растению вода с растворенными в ней минеральными солями. По флоэме оттекают от листа растворенные в воде сахара, которые образовались в процессе фотосинтеза. Клетки в листе не изолированы одна от другой, а связаны тонкими цитоплазматическими мостиками, а правильней сказать, каналами или трубками. Эти трубки пронизывают во многих местах клеточную стенку, связывая клетку с соседями. Так связаны эпидермальные клетки с клетками мякоти, так связаны клетки мякоти между собой и с клетками, окружающими сосуды флоэмы. Эти трубки называются плазмодесмами. Именно их и использует вирус, чтобы проникнуть из одной клетки в другую.

Однако до плазмодесмы надо еще добраться. Вирус в зараженной клетке совсем не похож на щепку, брошенную в реку, которую течение уносит куда ему вздумается. Вирус не полагается на случайность и сам активно направляет свое движение по растению. Для этого вирус делает собственный белок, главной задачей которого является обеспечение передвижения вируса. Этот белок так и называется – транспортный белок. С его помощью вирусная нуклеиновая кислота легко находит путь к плазмодесмам. Достигнув входа в канал, ведущий в соседнюю клетку, вирус, однако, обнаруживает, что канал слишком узок и в него так просто не пролезть. Плазмодесмы достаточно широки для того, чтобы через них свободно проходила вода, растворенные в ней сахара и прочая мелочь, но вирус слишком велик и, даже вытянувшись в струнку, не в состоянии проникнуть через узкий канал. Тогда за дело вновь берется транспортный белок. Он расширяет канал до приемлемых размеров, и вирусная нуклеиновая кислота с трудом, затратив немало энергии (взятой у растения), но все же попадает в соседнюю клетку. Так и вирус из первично зараженных клеток расползается по растению.

Скорость межклеточного передвижения вирусов удалось измерить. Вирус табачной мозаики передвигается в листьях табака при температуре 25° со скоростью 14 микрометров в час. Вирус метельчатости верхушек картофеля в листьях табака передвигается при 22° со скоростью 38 микрометров в час, при 14° – 16 микрометров в час, а в клубнях картофеля со скоростью 10 микрометров в час. Так продолжается до тех пор, пока вирус, уже в виде полноценной вирусной частицы, не проникнет в сосуды флоэмы. По сравнению с узкими переулками плазмодесм сосуды – просто автобан, и скорость движения вируса стремительно возрастает. Вирус курчавости верхушки свеклы передвигется по сосудам со скоростью более 2 сантиметров в минуту. Вирус табачной мозаики и вирус X картофеля передвигаются по стеблю растений томатов со скоростью примерно 6 сантиметров в час.

Распространение вируса по всему растению занимает обычно несколько дней.

Поселившись в растении, вирус остается в нем до конца жизни этого растения. Обычно вирусы размещаются в цитоплазме зараженных клеток, но некоторые проникают в клеточное ядро и в хлоропласты. В знак своего пребывания вирусы часто образуют в клетках так называемые тельца–включения, внешний вид которых характерен для данного вируса или группы вирусов. Например, вирус Y картофеля или вирус шарки сливы образуют включения в виде «вертушек», которые можно увидеть в световой микроскоп и наличие которых однозначно свидетельствует о вирусной инфекции. Если вируса накапливается очень много, внутри клетки может образоваться настоящий кристалл из вирусных частиц.

Обосновавшись в растении, вирус ведет себя как оккупант: ресурсы растения, предназначенные для внутреннего употребления (для роста, цветения, плодоношения, корнеобразования) он использует в своих целях. Например, содержание белка в листьях растений табака, зараженных вирусом табачной мозаики, практически не меняется. В то же время вирусный белок может составлять до 3/4 белка листьев, то есть синтез вирусного белка происходит за счет нормальных белков растения. Не приходится удивляться, что растение, зараженное вирусом, хуже растет. Некоторые вирусы являются сравнительно мягкими оккупантами. Например, ущерб от заражения вирусом X картофеля бывает столь незначителен, что этот вирус одно время называли «вирусом здорового картофеля». Другие вирусы очень вредны. Одни из самых вредоносных – вирусы, паразитирующие в сосудах. Закупоривая сосуды, они препятствуют свободной циркуляции воды и растворенных в ней гормонов, сахаров и минеральных солей, вызывая пожелтение листьев, задержку роста и всевозможные уродства. Пожелтевшие листья растений картофеля, зараженного вирусом скручивания листьев, часто бывают даже сладкими на вкус из–за избытка сахаров, которые образуются при фотосинтезе, но не успевают своевременно оттекать из листьев из–за уменьшения пропускной способности сосудов.

Как растения защищаются от вирусов

Растения привязаны к своему местообитанию, они не могут убежать от опасности, и поэтому, чтобы выжить, просто вынуждены были придумать какую–то защиту от заражения вирусами. Похоже, что им это удалось – вирусов много, но растения по–прежнему цветут и пахнут, зеленеют и колосятся, плодоносят и чаще все же радуют глаз земледельца, чем огорчают его.

То, что было описано в предыдущем рассказе, называется системная инфекция. При таком развитии событий вирус попадает в растение, размножается в первично зараженных клетках и, вначале по плазмодесмам, а затем и по сосудам проникает в большинство клеток, постепенно заполоняя все растение. Отныне жизненные ресурсы растения контролируются вирусом. Развиваются выраженные симптомы заболевания.

Однако такой благоприятный для вируса исход предусмотрен не всегда. У многих растений срабатывает система защиты, препятствующая распространению вирусной инфекции.

Как и другие свойства растения, способность защищаться от вируса тоже предопределена генетически. В клетках таких растений постоянно синтезируются белки, способные распознавать те или иные компоненты вирусной частицы. И, как только эти сторожа заметят появление вируса и вступят с ним в контакт, развивается реакция, которую раньше называли реакцией гиперчувствительности или реакцией сверхчувствительности, а теперь называют апоптозом, то есть генетически запрограммированной смертью. Как ни называй, суть проста: клетка, почувствовав, что в нее проник вирус, кончает жизнь самоубийством.

Вирус может размножаться только в живой клетке. В погибшей клетке вирус размножаться не может, поэтому гибель клетки, в которую проник вирус, тормозит его распространение. Но этого мало. Одновременно живые клетки, окружающие погибшую, быстро задраивают переборки, то есть плотно закупоривают плазмодесмы, соединявшие их с погибшей клеткой. И, в дополнение всего, они укрепляют свои клеточные стенки, цементируя их лигнином – веществом, которое и без того входит в состав клеточной стенки растения, но продукция которого многократно усиливается в месте инфекции. В конечном итоге то место на листе, где разворачиваются эти события, через несколько дней будет представлять собой участок омертвелой ткани, окруженный одним или несколькими кольцами обычно более темной окраски. Такое образование называется местным некрозом. Внутри некроза замурован вирус. На этот раз ему не повезло.

Таким образом, растение жертвует ничтожной частью своих клеток во имя выживания всего организма.

Но этим дело не ограничивается. Клетки, в которые попал вирус, не просто останавливают его, жертвуя собой, но и спешат предупредить остальных о нападении. Они подают химические сигналы, которые быстро проникают в соседние клетки и распространяются – по плазмодедмам и по сосудам – по всему растению. Это сигналы тревоги, сигналы об опасности. Получив такой сигнал, соседние клетки и клетки других листьев, на которые пока никто не нападал, начинают заблаговременно готовиться к обороне, вырабатывая вещества, которые инактивируют вирус, если тому удастся проникнуть в эти клетки. И если вирус не поторопится, если он запоздает, его встретят готовые оборонительные редуты, и вирусу уже не удастся развернуться, он окажется плененным в той клетке, куда он столь неосмотрительно попал.

Конечно, непосредственные соседи клетки–камикадзе не располагают большим запасом времени, поэтому вирусу часто удается в них проникнуть быстрее, чем те успевают приготовиться к обороне. Но закон джунглей гласит: не успел приготовиться к обороне – значит, должен задержать вирус ценою жизни. И в этом соревновании вируса и клеток все ширится и ширится зона поражения, все крупнее становится некроз, пока, наконец, вирус не оказывается полностью блокирован. Все, выстояли.

Некрозы диаметром 3–4 миллиметра считаются крупными. Таким образом, даже при не очень быстрой реакции растения все равно гибнет ничтожная часть его клеток. Зато растение в целом остается незараженным, а остальные клетки на какое–то время приобретают повышенную устойчивость к вирусу – пока сами же не разберут воздвигнутые ими баррикады.

Химическими сигналами тревоги служат две совсем простых молекулы – перекись водорода и салициловая кислота. Ну, перекись водорода всем известна, ее можно купить в аптеке, чтобы остановить небольшое кровотечение. А что такое салициловая кислота?

Среди'лекарств, используемых в медицине для уменьшения болей, большой популярностью пользуется аспирин. Его замечательным свойством является способность понижать температуру и уменьшать местные воспалительные процессы. Аспирин – ближайший родственник салициловой кислоты. В природе аспирин не встречается, его синтезируют химики, слегка изменяя углеродный скелет салициловой кислоты, выделенной из растений.

Но трубящие о опасности химические гонцы бегут из клетки в клетку не так быстро, как хотелось бы. Поэтому клетки, на которые напал вирус, дублируют сигнал, выбрасывая молекулы тревоги прямо в воздух! Среди этих молекул есть и простые, и сложные – но, поскольку они оказываются в воздухе, они способны быстро предупредить об опасности не только соседние листья того же растения, но и соседние растения!

И что еще интересно – реакция растения не очень зависит от того, кто на него напал. Вирус и жук–листоед, нематода и фитофтора, или даже просто его поранили, сорвав цветок или срезав побег – реакция растения будет направлена на ограничение зоны поражения, на ее изоляцию от живых тканей и на повышение устойчивости к любому повреждающему агенту. У поэтов запах свежескошенной травы порой вызывает вдохновение. У тех растений, что пока не пали под косой, эти запахи вызывают реакцию, направленную на повышение их устойчивости к повреждению. От косы эта реакция, конечно, не защитит, а вот от вируса – вполне возможно.

Реакция сверхчувствительности развивается только в том случае, если есть и активно работают гены устойчивости к возбудителю того или иного заболевания. А если таких генов нет, приходится мириться с вирусом–узурпатором. Дикорастущие растения не имеют другого выхода. Правда, они всегда растут на некотором отдалении одно от другого, в смешанных посадках, и эта изоляция зачастую оказывается спасительной. Кроме того, в лесах, на лугах, на пастбищах и других установившихся растительных сообществах самые вредоносные вирусы и самые восприимчивые растения давно уже взаимно уничтожили друг друга. Многие растения идут на компромисс, делая вид, что не замечают проникший в них вирус, проявляют к нему терпимость, толерантность. В этом случае вирус беспрепятственно распространяется по растению, но симптомы заболевания выражены слабо или вовсе отсутствуют. Создается впечатление, что растение делится с вирусом куском хлеба с минимальным ущербом для себя.

С культурными растениями дело обстоит иначе. Поля, засеянные одной пшеницей или засаженные одной капустой; стройные шпалеры виноградной лозы, уходящие за горизонт; десятки гектаров теплиц, занятые только огурцами или только гвоздикой, представляют собой абсолютно неестественные растительные сообщества. Вирусу, каким бы способом он ни передавался, невозможно заблудиться, а растению не миновать заражения. Поэтому по всему миру широко распространились вирусные болезни культурных растений.

Вирусные болезни культурных растений

Зерновые культуры и кормовые травы, плодовые деревья и ягодные кустарники, картофель и табак, укроп и редька, хмель и виноград, хризантема и тюльпан, сирень и роза, огурцы и помидоры, в теплицах и в открытом грунте, в Бразилии и в Соединенных Штатах, в Московской области и на Дальнем Востоке – едва ли найдется хотя бы один вид культурного растения, на котором не обнаружено вирусных заболеваний.

В природе существуют сотни вирусов, заражающих культурные растения. Они не опасны для человека, но наносят большой ущерб сельскому хозяйству. Особенно сильно заражены вирусами те сельскохозяйственные культуры, которые размножаются вегетативным путем (клубнями, черенками, луковицами). Если не бороться с вирусами, то состояние растений с годами непрерывно ухудшается и происходит то, что называется «вырожденим» сорта.

Потери урожая, вызываемые вирусными заболеваниями, конечно, зависят от культуры и от вируса, от климатических условий и от агротехники – все так, но в любом случае эти потери вполне ощутимы.

Из–за чего они возникают? Чаще всего вирусное заболевание приводит к снижению урожайности. Это понятно – растение, у которого паразитирующий в нем вирус отнимает часть ресурсов, неизбежно будет уступать по продуктивности здоровому растению.

Помимо такого непосредственного ущерба, вирусные заболевания приводят к ухудшению качества и товарного вида растения или вызревших на нем плодов. Например, у томатов, пораженных вирусом огуречной мозаики и вирусом мозаики томатов, развивается внутреннее побурение плодов и отмирание мякоти, снижается количество витамина С. Количество сахара в сахарной свекле, зараженной вирусом желтухи свеклы, снижается еженедельно на несколько процентов, и даже оставшийся в корнеплодах сахар удается добыть с большим трудом. Вряд ли найдут покупателя уродливые цветки хризантемы, зараженной вирусом аспермии томатов. Из–за гнилей наполовину возрастают потери при хранении лука и чеснока, зараженных вирусом желтой карликовости лука.

Этот перечень можно продолжать и продолжать. Однако, еще важнее то обстоятельство, что вклад вирусных заболеваний в общую сумму ущерба будет возрастать в той мере, в какой будут снижаться потери, вызываемые фитопатогенными грибами, бактериями, насекомыми–вредителями и сорняками. Со всеми этими болезнями и вредителями ведется борьба с использованием пестицидов. При вирусных заболеваниях обработка пестицидами не играет и в обозримом будущем не будет играть никакой роли. Причина заключается в том, что любой вирус паразитирует внутри клетки и для пестицидов недоступен. Если же пестицид, чтобы обезвредить вирус, проникнет внутрь клетки, он, скорее всего, вызовет ее гибель. А вирус находится на полном обеспечении той клетки, в которой он, к ее несчастью, обитает. Получается, что вирус можно убить только вместе с клеткой; придумать же средство, избирательно действующее на вирус и не затрагивающее клетку, очень непросто, если вообще возможно. Поэтому до сих пор нет химических средств защиты растений от вирусов, пригодных для практического применения.

Вирусные болезни картофеля

Картофель, как и табак, пришел к нам из Южной Америки; он был известен индейцам задолго до того, как туда попали европейцы.

Они научились культивировать дикий картофель; он сделался продуктом питания и объектом религиозного культа. Из Южной Америки культура картофеля пошла по всему миру.

В Европу картофель был завезен в 1565 году испанскими конкистадорами. Испанцам картофель не понравился, и неудивительно – они пытались есть его сырым. В Англии пробовали употребить в пищу ботву, но, даже приправленная маслом и пряностями, восторга она не вызывала. А привез картофель в Англию не кто иной как сэр Френсис Дрейк, адмирал, а в действительности пират, грабивший в Атлантике и на Тихом океане груженные золотом испанские галионы. В городе Оффенбурге в Баварии Дрейку воздвигнут памятник, на котором он изображен с цветком картофеля в руке. Пьедестал украшен фризом с изображением картофельных клубней и надписью: «Сэру Френсису Дрейку, распространившему картофель в Европе. Миллионы земледельцев мира благословляют его бессмертную память. Это помощь беднякам, драгоценный дар Божий, облегчающий горькую нужду». В Италии, куда быстро проникла культура картофеля, его называли «тартуффоли» за сходство с трюфелями. Немцы впоследствии превратили это слово в «тартофель», а потом в общепринятое ныне «картофель». Картофель быстро распространялся по Европе, но скорее как экзотическое декоративное растение – еще в начале XVII века его описывали как редкий вид.