Электронный микроскоп - Клементьев Сергей Дмитриевич. Страница 3
Ивановский был не врачом, а ботаником. Он всю жизнь возился с растениями и, кроме них, ничем не занимался.
Д. О. Ивановский.
В 90-х годах прошлого столетня в Крыму появилась ужасная болезнь, поражавшая растения. От этой болезни гибли большие плантации, занятые посевами табака. На листьях табака появлялись какие-то странные язвы. Табак погибал.
Молодого ботаника Ивановского послали в Крым изучить эту болезнь. Болезнь растений, носившая название «табачной мозаики», была в самом разгаре. Ивановский произвел множество опытов, но возбудителя заболевания ему обнаружить долго не удавалось.
Тогда Ивановский предположил, что заболевание вызывается токсинами — ядами, которые выделяются бактериями. Токсины можно отделить от бактерий, процедив раствор, в котором они находятся, через мелкопористый фильтр.
В одном из своих опытов Ивановский растер несколько больных листьев табака в кашицу и разбавил ее водой. Потом он профильтровал полученный раствор через фильтр, не пропускающий бактерий.
Если это заболевание вызывается бактериями, рассуждал Ивановский, то они должны задержаться фильтром. Профильтрованная же вода будет содержать только выделяемое бактериями ядовитое начало — токсин.
Ивановский впрыснул изрядную дозу профильтрованного раствора в совершенно здоровое растение. Оно заболело.
Можно было подумать, что в соке больного растения и в самом деле содержится какой-то токсин, способный вызвать заболевание. А может быть, все-таки это был не токсин, а что-то другое? Как это доказать?
Ивановский повторил опыт. Он растер в кашицу листья вновь заболевшего растения и, снова профильтровав сок, впрыснул его в другое здоровое растение, ранее никогда не болевшее.
Это растение также заболело, причем даже скорее, чем первое.
Ивановский переносил заболевание от одного растения к другому, пытаясь найти такую дозу токсина, которая была бы безвредна для растений.
Ведь токсин (если это был он!) каждый раз разбавляется соком следующего растения. Его должно становиться все меньше и меньше с каждой прививкой. В конце концов он должен разбавиться настолько, чтобы уже не вызывать заболевания. А получалось обратное — сок растений все время усиливал свою способность вызывать заболевание.
Странная история, думал Ивановский: вместо того чтобы ослабевать в своей силе, растворяясь все больше и больше в каждом последующем растении, токсин делается еще более ядовитым!
Нет, это не токсин, решил Ивановский, а какие-то мельчайшие микробы, которые пролезают через поры фильтра и все время размножаются.
Эти ничтожные из ничтожных представители животного мира были названы вирусами. Вирусы не росли на тех питательных средах (бульон, агар-агар), на которых с успехом живут и размножаются обычные, видимые в оптический микроскоп микробы.
Как потом оказалось, вирусы питаются, растут и размножаются внутри клеток организмов, в которых они паразитируют.
Элементарные тельца в клетке.
Поэтому воздействовать на вредные вирусы, уничтожить их гораздо сложнее, чем обычных микробов.
Фарфоровые фильтры, которые задерживают разведенных в воде обычных микробов, пропускают через свои мельчайшие поры открытые Ивановским вирусы. Так малы эти созданные природой ничтожные организмы!
Ученые — микробиологи не сразу поверили в это открытие. Но целой серией блестящих опытов Ивановский подтвердил свою гениальную догадку. Он сделал поистине великое дело: открыл невидимых в оптический микроскоп мельчайших из самых мелких микробов и создал новую науку — вирусологию. Недаром Ивановского называют отцом вирусологии.
В ПОГОНЕ ЗА НЕВИДИМКАМИ
С этого дня началась погоня за вирусами.
Ученые открывали один вирус за другим. Их оказалось немало. В настоящее время открыто около двухсот вирусов, вызывающих различные заболевания человека, животных и растений.
Отвратительная болезнь, оставляющая на лице человека следы на всю жизнь, — оспа, бешенство, от которого люди раньше умирали в. девяноста случаях из ста, вызываются вирусами. Они же являются причиной различных видов энцефалита — воспаления головного мозга, от которого редко излечивались люди, гриппа, свинки, кори, чумы собак, свиней и рогатого скота, ящура и многих других заболеваний.
Трудно даже представить себе, как ничтожно малы эти маленькие зверьки — вирусы.
Эти мельчайшие живые существа, попав в организм человека, через короткое время валят его с ног и убивают.
Ивановскому так и не удалось увидеть открытые им вирусы. В 90-х годах прошлого столетия, когда он жил и трудился, не было еще электронных микроскопов, которые бы подтвердили правильность его открытия. А самые лучшие оптические микроскопы были бессильны показать исследователям таинственных невидимок.
Эти загадочные возбудители опасных болезней ускользали от глаз ученых и продолжали творить свое черное дело.
Словно боясь, что их поймают и уничтожат, вирусы прятались от взоров человека где-то в темных и таинственных глубинах невидимого мира. Прятаться им помогали чрезвычайно малые их размеры.
Много усилий было потрачено на то, чтобы определить хотя бы приблизительную величину таинственных невидимок. Это была очень трудная задача. Подумать только: определить размеры микробов, невидимых даже в микроскопы!
И все-таки ученые определили приблизительные размеры этих ничтожных существ.
Раствор, в котором, как предполагалось, были вирусы, процеживали через пористые фильтры. Размер пор фильтров точнейшим образом измеряли всеми доступными способами. Если профильтрованный раствор вызывал заболевание, значит вирус проходил через фильтр и его величина была меньше, чем размеры пор фильтра.
Таким косвенным путем были измерены вирусы. Оказалось, что они имеют величину от нескольких миллионных до двух десятитысячных долей миллиметра.
Только самые крупные вирусы, размером около 0,0002 миллиметра, можно было кое-как рассмотреть в оптические микроскопы. Таких «крупных» вирусов оказалось немного. Остальные были недоступны для наблюдения.
Вирусы меньше чем в 0,0002 миллиметра в оптический микроскоп увидеть нельзя.
СЕКРЕТ ОПТИЧЕСКОГО МИКРОСКОПА
Почему же через оптический микроскоп нельзя увидеть частицы, меньшие 0,0002 миллиметра?
Казалось бы, что чем больше линз в микроскопе, тем все большие и большие увеличения рассматриваемых предметов можно от него получить.
Если несколько штук линз дают увеличение до 2000–3600 раз, то, может быть, можно поставить их вдвое больше? Тогда мы сможем увидеть предметы и меньшие по размерам чем 0,0002 миллиметра?
Но это не так. У оптического микроскопа оказался предел, «потолок» его возможностей, выше которого «прыгнуть» было нельзя.
Больше чем в 2000–3600 раз оптический микроскоп не может увеличивать изображения предметов. Тут не поможет никакая даже самая точная полировка увеличительных стекол. Не поможет ни удвоенное, ни утроенное количество линз. Можно громоздить одну линзу на другую, придумывать всяческие ухищрения, но есть граница, переступить которую оптический микроскоп не в силах. И дело тут совсем не в линзах.
В оптический микроскоп нельзя видеть предметы, размеры которых меньше 0,0002 миллиметра. И как ни странно, в этом виноват свет. Тот самый свет, который позволяет нам видеть окружающий нас мир! В чем же тут дело?
Почему свет ставит предел видимости оптического микроскопа? Почему же свет мешает видеть?
Сам этот вопрос как-то странно звучит. Все мы знаем, что видеть предметы нам мешает темнота, а вовсе не свет.
Это верно, конечно, если мы говорим о видимости больших предметов. Это верно и тогда, когда разговор идет о частицах размером более чем 0,0002 миллиметра.