Текст книги "Я познаю мир. Вирусы и болезни"

Автор книги: С. Чирков

сообщить о нарушении

Текущая страница: 9 (всего у книги 14 страниц)

Другие вирусы образуют полиэдры не в ядре, а в цитоплазме зараженных клеток. Поэтому вызываемое ими заболевание называется цитоплазматический полиэдроз. Их излюбленная мишень – клетки эпителия средней кишки гусеницы. По мере гибели клеток образовавшиеся в них полиэдры высвобождаются в просвет кишечника и с фекалиями выделяются из организма зараженной гусеницы.

Радужные вирусы – одни из самых крупных. Они накапливаются в теле зараженной личинки в столь больших количествах, что даже способны образовать кристалл. Преломляясь в кристалле, видимый свет вызывает радужное свечение тела зараженного насекомого от красноватых до темно–фиолетовых тонов. Почему–то эти вирусы предпочитают заражать преимущественно комаров, хотя встречаются и у скарабея – священного жука древних египтян. Один вирус вызывает красное свечение тела зараженного комара, другой – сине–зеленое. Иридовирусы, так их еще называют, обнаружены пока только у насекомых.

Еще, оказывается, насекомые болеют оспой. Вирионы вируса оспы насекомых похожи на вирус натуральной оспы, но тоже сгруппированы по несколько штук. В отличие от молниеносно протекающей бакуловирусной инфекции, оспа насекомых развивается медленно, в течение нескольких недель. Конец, правда, один – гибель личинки.

Многие наверняка слышали про плодовую мушку дрозофилу. Классический объект исследований генетиков, она сослужила огромную службу науке, ничуть не меньшую, чем лягушка или собаки. У ней тоже обнаружен вирус, который проявляется совершенно невиданным образом, делая мух чувствительными к углекислому газу. Этот вирус называется вирусом «сигма» и по структуре напоминает вирус бешенства. При определенной концентрации углекислого газа здоровые мухи впадают в наркотический сон, а инфицированные так из него и не выходят, потому что погибают от паралича.

Здоровые личинки насекомых заражаются при кормлении на побегах, загрязненных экскрементами больных или погибших гусениц. Полиэдры нечувствительны к пищеварительным ферментам, но в среднем отделе кишки у гусениц щелочная среда, и вот там–то полиэдры наконец растворяются, высвобождая вирусные частицы. Вирус может размножаться в клетках кишечной стенки, но накапливается в основном в жировом теле – своеобразном органе, главной функцией которого является запасание жира. Именно благодаря образованию таких запасов многие насекомые могут подолгу голодать. Некоторые бабочки проводят в состоянии куколки, совершенно не питаясь, по три года. При очень высокой степени заражения вирусные частицы могут обнаруживаться в клетках любого другого органа и на поверхности яиц, которые откладывает самка. Вирусы обнаруживаются и внутри яйца, и это очень распространенный и очень эффективный способ передачи вируса потомству.

Не все вирусы, которые можно обнаружить в насекомых, вызывают у них какие–нибудь заболевания. Очень часто насекомое служит просто переносчиком вируса, «доставляя» его от одного растения к другому (как, например, тли) или от одного животного к другому или от животного к человеку. Вирусы могут даже размножаться в организме переносчика, но очевидного вреда они ему при этом не причиняют.

Вирусы насекомых можно было бы использовать, заражая ими, например, опасных вредителей леса – всех этих еловых, сосновых, тополевых пилильщиков, пихтовую листовертку и мало ли кого еще, когда их размножение принимает масштабы эпидемии. Коммерческие препараты на основе бакуловирусов используются в США и Канаде, в Китае, России, Бразилии. Они безвредны для человека и теплокровных животных, не заражают дикорастущие и сельскохозяйственные растения, зато вызывают эпизоотии у вредителей при их массовом размножении. Хорошо, что вирус, скорее всего, сохраняется в популяции насекомого–вредителя и после окончания эпидемии и, таким образом, раз внедренный, долгое время будет контролировать его численность, не позволяя ей преодолевать эпидемический порог. Например, во Франции использовали вирус ядерного полиэдроза для борьбы с походным шелкопрядом. Порошком, в одном грамме которого содержалось 20 миллионов кристаллов–полиэдров, обработали 500 гектаров леса. Через два года обнаружили только 18 яйцекладок шелкопряда.

Тем не менее бакуловирусные инсектициды – совершенно ничтожная часть всех используемых пестицидов. В связи с разработкой более дешевых и более активных химических инсектицидов бакуловирусы, как возможное средство контроля численности вредителей сельского хозяйства, отступили на задний план. Бакуловирусы действуют медленно и плавно, а химические средства быстро убивают вредителя. Бакуловирусы поражают только определенного вредителя, в то время как химические средства защиты активны против самых разных насекомых.

Чтобы повысить убойную силу бакуловирусов, в их генетический материал встраивают различные чужеродные гены. Встраивали, например, ген яда скорпиона, очень токсичного для насекомых, и ген токсина, препятствующего пищеварению, в результате чего вредитель при изобилии пищи погибает от голода, а также гены различных гормонов, которые нарушают процесс нормального развития насекомого–вредителя. Все эти гены активируются, когда вирус начинает размножаться в теле насекомого, и многократно усиливают токсическое действие собственно вируса.

Вирусы пчел

"Из летка не пахнет, как прежде, спиртовым, душистым запахом меда и яда, не несет оттуда теплом полноты, а с запахом меда сливается запах пустоты и гнили... сонные, ссохшиеся пчелы в разные стороны бредут рассеянно по дну и стенкам улья. Вместо чисто залепленного клеем и сметенного веерами крыльев пола, на дне лежат крошки вощин, полумертвые, чуть шевелящие ножками и совершенно мертвые, неприбранные пчелы. Пчеловод разворачивает две средние вощины, чтобы видеть гнездо. Вместо прежних сплошных, черных кругов тысяч пчел, сидящих спинка со спинкой и блюдущих высшие тайны родного дела, он видит сотни унылых, полуживых и заснувших остовов пчел. От них пахнет гнилью и смертью. Только некоторые из них шевелятся, поднимаются, вяло летят и садятся на руку врагу, не в силах умереть, жаля его, – остальные, мертвые, как рыбья чешуя, легко сыплются вниз. Пчеловод закрывает колодезню, отмечает мелом колодку и, выбрав время, выламывает и выжигает ее".

Этот образ погибающей пчелиной семьи использовал в романе "Война и мир" Лев Николаевич Толстой при описании Москвы, оставленной жителями перед вступлением Наполеона.

Известно почти два десятка вирусов, вызывающих заболевания у пчел. Большинство из них имеют сферическую форму диаметром от 20 до 30 нм и внешне не отличимы один от другого. Так выглядят, например, вирусы острого и медленного паралича, вирус черных маточников, вирусы Кашмир и Арканзас, обнаруженные впервые в штатах Кашмир (Индия) и Арканзас (США). Вирусом мешотчатого расплода заражаются личинки рабочих пчел, трутней и маток при кормлении маточным молочком. Зараженные личинки уже не превратятся в куколок. Их трупы выглядят как мешок, наполненный бурой жидкостью – отсюда и название вируса. Если пчелы не удаляют погибших личинок, те высыхают до изогнутых корочек коричневого или черного цвета. Крышечки сотовых ячеек с расплодом оказываются удалены или продырявлены. Взрослые пчелы, зараженные вирусом, не проявляют признаков болезни, но продолжительность их жизни сокращается. Такие пчелы являются резервуаром вируса.

Вирус черных маточников предпочитает заражать личинки пчелиных маток. Есть вирус затемненного, или, как его еще называют, «облачного крыла». При этом заболевании крыло насекомого теряет прозрачность. Этот вирус – один из самых мелких, встречающихся в природе. Его вирион имеет сферическую форму с диаметром около 17 нм. Обитает он в эпителии грудных дыхалец, и пчелы, особенно при большой скученности, заражаются этим вирусом через воздух.

А вот вирус хронического паралича пчел имеет характерную эллипсоидную форму. Хронический паралич – заболевание взрослых пчел. Обычно оно проявляется в поражении летательного аппарата. Дрожание тела, ненормальное трепетание или асимметричное расположение крыльев – типичные симптомы паралича. Иногда заболевшие пчелы могут летать, но имеют черное, блестящее, слегка набухшее брюшко. Такие насекомые подвергаются нападению других пчел семьи, потому что сторожевые пчелы относятся к ним как к воровкам. Вирус хронического паралича передается от больных пчел здоровым через ранки, образующиеся при обламывании волосков на поверхности тела. Такое чаще наблюдается летом, когда пчелы активны, но вынуждены из–за неблагоприятной погоды сидеть в улье. Им не терпится, они суетятся, и в этой суетливой толчее часто ломают друг у друга волоски. Зимой, когда пчелы шевелятся неохотно, вынужденная скученность редко приводит к распространению заболевания.

Основным признаком любой формы паралича является утрата способности к полету.

Пчела может не вернуться из полета или вообще не может летать. Тогда она выползает из улья – самостоятельно или изгоняемая здоровыми пчелами. При хроническом параличе гибель наступает через неделю, а при остром может случиться и через день, хотя многое зависит от количества вируса. Вирус острого паралича поражает и шмелей.

Встречается у пчел очень крупный нитевидный вирус, похожий – конечно, под электронным микроскопом – на скрученный жгутом канат, который, в свою очередь, уложен в белковую оболочку. Длина раскрученного тяжа доходит до 4500 нм, то есть это один из самых длинных вирусов, встречающихся в природе. У индийских пчел обнаружен крупный радужный вирус размером 150 нм. Им может заразиться и медоносная пчела. При ярком солнечном освещении тело зараженного насекомого лучится зеленым или синефиолетовым светом. Передается этот вирус от пчелы к пчеле так же, как и вирус хронического паралича – через ранки в кутикуле.

При инфекции количество вирусных частиц в теле пчелы может достигать астрономических величин в десятки и сотни миллиардов вирионов в одном насекомом. Многие вирусы в обычных условиях находятся в неактивном состоянии, то есть пчела ими заражена, но вирус не размножается и поэтому не причиняет вреда.

Обычно личинки получают вирус от пчел–кормилиц. Но вот, например, вирус острого паралича пчел имеет переносчика, а именно клеща варроа, паразитирующего на рабочих пчелах.

О клещах, паразитирующих на теплокровных животных, слышали все. Многих клещи кусали. Они пьют кровь и попутно переносят различные вирусные заболевания, например клещевой энцефалит. У насекомых роль крови выполняет гемолимфа, омывающая все внутренние органы. Гемолимфа доставляет кислород и питательные вещества, удаляет углекислый газ и продукты распада, выполняет защитную функцию. И так же как многие вирусы человека разносятся по организму с кровью, вирусы насекомых разносятся по организму, проникая в гемолимфу или через стенку кишечника, или при укусе клеща. Таким образом, клещ, питающийся гемолимфой, способен переносить вирусы от одной пчелы к другой.

Проникнув в гемолимфу, вирус острого паралича попадает в нервную ткань и в глоточные железы. Помимо вируса острого паралича, клещ переносит вирусы деформации крыла и мешотчатого расплода.

Появление переносчика – клеща варроа – заметно осложнило положение с вирусными заболеваниями у пчел. Ведь возник еще один способ естественного распространения вирусов, причем способ очень эффективный. В частности, широко распространилось заболевание, вызываемое вирусом деформации крыла.

Клещ приобретает вирус, когда питается на зараженной куколке внутри ячейки. Переползая на другую куколку, он заражает и ее. Каждая пятая куколка погибает, остальные превращаются во взрослых пчел. Пчелы, зараженные на стадии куколки, живут недолго – с уродливыми крыльями много не налетаешь. Но клещ может передавать вирус и взрослым пчелам, которые становятся носителями вируса. Зараженные пчелы–кормилицы начинают распространять вирус с кормом.

Для гибели пчелиной семьи, а это сорок тысяч пчел, достаточно всего–то полуторадвух десятков клещей варроа, зараженных вирусом деформации крыла.

Как правило, в больной пчеле можно обнаружить не один, а сразу несколько вирусов, причем в Англии, например, это может быть один набор вирусов, а в России – совсем иной.

Нередки случаи, когда вирусное заболевание никак не проявляется в течение долгого времени. Считается поэтому, что переносить пчел из одного места в другое, из одной страны в другую надо с большой осторожностью – ведь можно легко перенести и вирусы, к которым у местных пчел нет иммунитета. По этой же причине следует избегать излишней скученности насекомых, В данной местности следует заводить столько пчелиных семей, сколько способно себя прокормить, и не больше.

В заключение добавим, так сказать, ложку меда в бочку дегтя. Возбудители вирусных заболеваний пчел безопасны для человека, поэтому мед с неблагополучных пасек может без каких–либо ограничений использоваться в пищевых целях. Так же как и пыльца, маточное молочко, прополис, перга, пчелиный яд и воск.

Вирусные болезни растений

Деревья и травы, мхи и папоротники, микроскопические зеленые и гигантские бурые водоросли,.. Неужели у всех видов растений найдены какие–нибудь вирусы? Да, почти так. А у каких не найдены, так это, скорее всего, означает, что их просто еще не искали. Была даже высказана не лишенная изящества мысль, что при желании и некотором навыке можно в любой день выйти в сад и еще до второго завтрака открыть какой–нибудь новый вирус. Конечно, это преувеличение, но, тем не менее, если в 1955 году было известно около 250 вирусов растений, то к 1980 году это число увеличилось до 600, а сейчас их известно около полутора тысяч.

Больше всего вирусов обнаружено у культурных растений. Причина проста – на них чаще обращают внимание. Человек пристально вглядывается в то, что он выращивает на полях, огородах, подоконниках, клумбах, в садах, теплицах и оранжереях. Конечно, радует, когда «...сад стоит зеленый, высокая трава сверкает росой, из гущи розового куста выглядывают тяжелые темно–красные бутоны. А деревья разрослись, стоят развесистые, тенистые, с пышными кронами, дыша ароматной прелью в сыром полумраке». Но случается, что эту благодать омрачают явные признаки како^–то болезни. Да уж не вирусное ли это заболевание? А знаете, вполне возможно.

Признаки вирусных болезней

Вирусные заболевания у цветковых растений проявляются по–разному. Чаще всего изменяется внешний вид зараженного растения, например, окраска листьев. Изучение причины мозаичной окраски листьев табака, то есть чередования темно– и светлоокрашенных участков на листе, привело в конце XIX века к открытию вируса табачной мозаики и вирусов вообще. Зеленая окраска определяется пигментом хлорофиллом, который находится в хлоропластах. В клетках, зараженных вирусом, хлоропласты разрушаются, и в этом месте окраска слабеет.

Вирус табачной мозаики просто самый известный пример такой рода, но отнюдь не единственный – кроме него, мозаику вызывают сотни других вирусов растений. Например, мозаичная болезнь репейника (именуемого в просторечии лопухом), вызываемая вирусом аспермии томатов, широко распространена в наши дни в Москве и Московской области, и многие наверняка видели мозаичные, уродливые листья зараженных растений, стебли который часто облеплены черной тлей.

Эти примеры показывают, между прочим, что вирус в зараженном растении распределяется неравномерно – где густо, а где и пусто. По этой причине возникают такие симптомы, как пятнистость и крапчатость листьев, также вызываемые десятками различных вирусов. Классическими признаками вирусных болезней являются концентрические кольца, извитые, ленточные и линейные узоры на листьях. На ранних стадиях инфекции можно наблюдать посветление жилок. Бывает, что обесцвечиваются, наоборот, прилегающие к жилкам участки листа, и жилки тогда выглядят окаймленными. Часто листья зараженных растений желтеют.

Нередко изменяется форма листа. Скручивание, изогнутость, узколистность, мелколистность и нитевидность листьев – обычные признаки вирусной инфекции. Очень характерными, но довольно редкими симптомами являются выросты на нижней стороне листьев, возникающие, например, при заражении вишни вирусом кольцевой пятнистости малины или огурцов вирусом черной кольцевой пятнистости томатов. Многие вирусные болезни приводят к изменению формы, величины и окраски цветков.

Кольца и узоры на листе – частые признаки заражения вирусом

Кстати, о названиях вирусов, которые кажутся порой ничуть не менее причудливыми, чем симптомы заболевания, которые эти вирусы вызывают. Большинство названий появилось в то время, когда о вирусах можно было судить только по симптомам, которые они вызывали на зараженных растениях. До изобретения электронного микроскопа вирусы невозможно было увидеть, вот и приходилось довольствоваться какими–то иными признаками. А единственными признаками, доступными для наблюдения, долгое время оставались только симптомы заболевания. Это относится и к вирусам растений, и к вирусам животных и человека. Но как–то так получилось, что в смысле изощренности наименований вирусов особенно отличились вирусологи растений. Конечно, такие названия как «вирус мозаики сои» или «вирус крапчатости гвоздики» – это тривиально.

А вот чтобы придумать такие названия, как «вирус метельчатости верхушки картофеля», «вирус кустистой карликовости малины», «вирус гравировки табака» или, скажем, «вирус некротического пожелтения жилок свеклы», надо было обладать не только острым глазом, но и даром совершенного владения словом.

Иногда при вирусной инфекции на листе светлеют жилки

Поскольку симптомы характерны для определенной пары «вирус–растение», многие такие названия прижились, совершенно понятны для специалистов – вирусологов, и поэтому, несмотря на очевидные успехи в систематике вирусов, сохранились до сих пор. Конечно, не следует воспринимать их чересчур буквально. Например, название «вирус кольцевой пятнистости малины» означает, что вирус впервые был выделен из растений малины, у которой на листьях наблюдали образование рисунка в виде колец. Но круг хозяев этого вируса вовсе не ограничен малиной. Столь же или даже более успешно он может заражать другие ягодные культуры и даже травянистые растения, не имеющие никакого отношения ни к малине, ни к плодовым культурам вообще. Скажем, вирус огуречной мозаики заражает растения из более чем 40 семейств, вирус погремковости табака заразен для растений 400 видов из 50 семейств, необычайно разнообразен спектр хозяев у вируса табачной мозаики.

Понятно, что для всякой болезни характерны определенные симптомы, но насколько все это серьезно? Кому–то, в конце концов, могут даже понравиться мозаика или оригинальные разводы на листьях зараженных растений. Ведь изображали же голландские художники начала XVII века на своих натюрмортах цветы тюльпанов, зараженных вирусом пестролепестности. В то время полосатые цветки больных растений ценились в Голландии гораздо выше, чем однотонно окрашенные цветки здоровых растений. Известны случаи обмена одной зараженной луковицы тюльпана на волов, свиней, овец, зерно и полтонны сыра; в другом случае луковица была обменена на мельницу, а у одной счастливой девушки такая луковица была в качестве приданого.

При заражении вирусом огуречной мозаики на листьях огурца возникает хлоротическая пятнистость

Вирусная инфекция не просто изменяет внешний вид растения, а затрагивает все стороны его жизни, но, как и болезни человека, вирусные заболевания растений, конечно, отличаются по вредоносности.

Многие вирусы угнетают рост своих хозяев, в результате чего растения становятся карликовыми. Вирусная инфекция может уменьшить число цветков или полностью подавить цветение растений. Например, при заражении конских бобов вирусом скручивания листьев фасоли все цветки опадают, новые не распускаются, а в уже завязавшихся плодах формируются мелкие семена.

Один и тот же вирус часто вызывает изменения в нескольких органах растения. Например, вирус шарки (оспы) сливы – один из самых важных патогенов косточковых культур – вызывает образование хлоротичных колец и разводов на листьях сливы, вишни, абрикоса, мирабели, алычи, черешни, персика. Но главный вред состоит в том, что заболевание приводит к деформации плодов с образованием на них характерных оспин; кроме того, происходит преждевременное опадание незрелых плодов, а у некоторых сортов наблюдается отмирание древесины и гибель дерева.

Иногда вирусы вызывают гибель зараженных ими растений. Например, вирус мозаики райграсса может сгубить посевы этой многолетней кормовой культуры всего за один сезон. Смертельное действие на поражаемые ими кормовые травы оказывают вирус крапчатости ежи сборной и полосчатой мозаики пшеницы. Полное отмирание зараженных растений вызывает вирус увядания кормовых бобов. Вирус огуречной мозаики обычно вызывает увядание огурцов, выращиваемых в открытом грунте, но при похолодании зараженные растения попросту погибают. Вирус кольцевой пятнистости малины вызывает гибель некоторых сортов малины. Но такие примеры не слишком многочисленны: вирусы растений редко убивают своих хозяев.

Как выглядят вирусы растений?

Вирусы растений, по сравнению с вирусами животных и человека, обладают рядом особенностей.

Многие из них обладают палочковидной или нитевидной формой, что для вирусов животных не характерно. Может быть, это определяется способом распространения вируса по растению. Из одной клетки в другую вирус проникает по узким каналам, называемым плазмодесмами, а по всему растению распространяется по трубчатым сосудам. Возможно, нитевидным частицам легче протискиваться через плазмодесмы и по сосудам. Толщина их гибких нитей составляет, как правило, от 10 до 20 нанометров, а вот длина различается очень сильно. У вируса X («икс») картофеля длина вирусной частицы составляет примерно 500 нанометров. Длина вируса шарки сливы или вируса Y («игрек») картофеля составляет 750 нанометров. Одни из самых длинных вирусов, встречающихся в природе – это, например, вирус желтухи свеклы и вирус тристецы цитрусовых. Их длина достигает 1500–2000 нанометров, и, не будь они столь тонки, их удалось бы рассмотреть даже в световой микроскоп.

Вирионы вируса погремковости табака выглядят как палочки разного размера – одни короткие, другие подлинней. В сущности, это не палочки, а толстостенные цилиндры – рассматривая вирусные частицы в электронный микроскоп, нетрудно заметить внутренний канал, проходящий по центру частицы вдоль ее длинной оси. Но самая известная, даже знаменитая палочка – это вирус табачной мозаики.

Так выглядят под электронным микроскопом некоторые вирусы растений. 1 – Вирус мозаики люцерны. Вирус один, а частицы разные. 2 – Вирус кольцевой пятнистости малины. Многие вирусные частицы пустые. 3 – Вирус мозаики цветной капусты. 4 – Вирус погремковости табака – короткие и длинные палочки. Хорошо виден внутренний канал. 5 – Нитевидные частицы вируса М картофеля. 6 – Нитевидные частицы вируса желтухи свеклы. Хорошо видна поперечная исчерченность вирусной частицы. 7 – Вирус кустистой карликовости томатов. 8 – Палочковидные частицы вируса табачной мозаики. 9 – Рабдовирус морщинистости земляники.

Вирионы многих вирусов растений имеют сферическую форму, но обычно они довольно мелкие – не более 30 нанометров в диаметре. В действительности частицы этих вирусов не сферические, а, как и вирусы животных, имеют форму икосаэдра. Мелкие, диаметром 20 нанометров, вирионы вируса золотистой мозаики фасоли встречаются обычно парами, как бы слипшись один с другим по одной из граней. На этом фоне выделяются округлые частицы вируса мозаики цветной капусты диаметром 50 нанометров, а вирус раневых опухолей клевера диаметром 70 нанометров выглядит просто гигантом.

Частицы вируса деформации побегов какао имеют форму толстой палочки с закругленными краями, так называемую «бацилловидную» форму.

Самые крупные вирусы растений принадлежат к так называемой группе рабдовирусов. Рабдовирусы тоже имеют бацилловидную или характерную пулевидную форму, а калибр этой пули таков: 50–100 нанометров в поперечнике и 200–300 нанометров в длину. Рабдовирусы вызывают такие распространенные заболевания, как, например, закукливание злаков, мозаику озимой пшеницы, морщинистость земляники и обычно очень вредоносны. К группе рабдовирусов, кстати сказать, относятся устроенные сходным образом вирус бешенства, вирус карпа, вирус болезни орегонских нерок и даже вирус «сигма» плодовой мушки дрозофилы. Конечно, при поедании клубники, зараженной рабдовирусом морщинистости, или лосося, зараженного рабдовирусом «болезни чавычи реки Сакраменто» (есть и такой вирус), нет оснований опасаться заразиться бешенством.

Подавляющее большинство вирусов растений позволяет себе иметь генетический материал в виде молекул РНК, причем главным образом это однонитевые инфекционные РНК. Конечно, хранить генетическую информацию в виде молекулы РНК очень удобно. Как только вирус попадает в клетку, он может, не теряя времени на раскачку, то есть на перекодирование наследственной информации, приступить к производству себе подобных. Правда, такой выбор таит в себе изрядную долю риска, потому что молекулы РНК, да к тому же однонитевые, значительно менее стабильны, чем молекулы ДНК. Они подвергаются на каждом шагу смертельной опасности быть разрезанными, и у них меньше шансов уцелеть среди агрессивного клеточного и внеклеточного окружения. Есть и другая опасность. Фермент полимераза может ошибаться при копировании, вставляя в растущую нить нуклеиновой кислоты неправильный нуклеотид. Допущенную ошибку уже нельзя исправить, потому что в этом случае нет проверочного текста, которым является вторая нить ДНК. Тем не менее РНК–coдержащие вирусы явно преобладают среди вирусов растений.

Длина РНК может соответствовать длине вирусной частицы, или быть компактно упакована внутри сферической частицы, значительно меньшей по размерам, или, наконец, может быть порезана на отдельные гены; например, у вируса раневых опухолей клевера в общую оболочку упакована РНК, нарезанная на 12 фрагментов.

Есть вирусы с таким устройством вириона, которое больше нигде, кроме как у вирусов растений, не встречается. Это вирусы с разделенным геномом. Отдельные фрагменты РНК, отдельные гены или группы генов заключены каждый в свою белковую оболочку и, таким образом, распределены по разным вирусным частицам. Частицы, содержащие разные гены одного и того же вируса, иногда неразличимы, потому что покрыты одним и тем же белком и имеют одинаковый размер, а иногда различаются по размеру. Как правило, каждая из этих частиц нужна для заражения, и для того чтобы заразить растение, все они должны собраться вместе в одном месте в одно время. Это кажется очень неудобным, а тем не менее таким образом устроены многие весьма процветающие группы вирусов.

Вирус табачной мозаики

По легенде, когда в 1492 году Христофор Колумб высадился на берег Кубы, к нему навстречу вышли индейцы, курившие табачные листья, свернутые в виде грубой сигары. Такие сигары назывались "табакос", откуда и произошло слово "табак". По другой версии, "табако" назывались трубки, набитые табачной крошкой, которые при курении вставлялись в ноздри. Табакокурение – ив бытовых, и в религиозных целях – было распространено по всей доколумбовой Америке. Трубку для курения использовали племена ацтеков и майя. Ирокезы зажигали табак, чтобы умилостивить бога войны.

Впервые семена табака (размером они примерно с маковое зернышко или даже мельче) оказались в Испании в 1518 году. В 1560 году французский посланник при португальском дворе в Лиссабоне Жан Нико прислал семена табака в Париж королеве–матери Екатерине Медичи. Доктора начали советовать курить «целебную траву» от астмы и других болезней. «Лекарство» понравилось, курение вошло в моду. Появились новые сорта табака. Площади под его посевами стали быстро расти, и к концу XIX века культура табака широко распространилась по всей Европе.

Модель вируса табачной мозаики: молекулы белка оболочки (1) уложены по спирали; внутри частицы уложена нить РНК (2)

Табак, однако, сам стал болеть. На молодых листьях появлялось мозаичное чередование темно–зеленых и светло–зеленых участков. Из–за их разной толщины лист приобретал гофрированный вид. Адольф Майер, немец, работавший в Голландии, в 1886 году описал это заболевание, дал ему название – «табачная мозаика» – и установил его инфекционную природу: оказалось, что мозаику можно вызвать у здоровых Табаков инъекцией в жилки их листьев сока больного растения.

Между тем болезнь проникла в южные регионы Российской империи – на Украину, в Молдавию, в Крым. И тогда Департамент земледелия направил в Крым молодого ученого Дмитрия Иосифовича Ивановского для изучения заболевания табака и разработки мер борьбы с ним. В 1892 году Д.И. Ивановский подтвердил данные Майера об инфекционной природе заболевания; установил, что основные источники заражения – это больные растения и почва; предложил меры борьбы: уничтожение зараженных растений, замена почвы в теплицах, севооборот. Самое же, как оказалось, главное открытие состояло в следующем: он установил, что неизвестный возбудитель заболевания проходит сквозь мельчайшие норы фарфорового фильтра, непроницаемого для всех известных к тому времени микробов. Такие фильтры были изобретены в Пастеровском институте в Париже, что позволило микробиологам получать фильтраты, не содержащие бактерий. Любую инфекционную жидкость можно было проверить на присутствие в них болезнетворных бактерий, пропустив ее через эти фильтры. Если фильтрат оказывался неинфекционным, это указывало на то, что в исходной жидкости содержится бактерия–возбудитель.

Ивановский обнаружил, что профильтрованный экстракт полностью сохранил свою инфекционность, то есть им можно было заразить другие растения. Ивановский решил, что возбудителем мозаичной болезни табака является очень мелкий микроорганизм.

Местные некрозы на листе табака – реакция растения на заражение вирусом табачной мозаики

В 1898 году голландский микробиолог Мартин Бейеринк подтвердил данные Дмитрия Ивановского и предположил, что заболевание вызывается не мелкой бактерией, а «жидким живым инфекционным началом», который Бейеринк назвал «вирусом» («вирус» по–латыни означает «яд»).

В России считают, что вирус табачной мозаики (ВТМ) открыл Ивановский в 1892 году. На Западе приоритет безусловно отдают Бейеринку. Именно в августе 1998 года в Эдинбурге, в Шотландии, был проведен международный симпозиум, посвященный столетию открытия вируса табачной мозаики.