Дмитро Йосипович Іванівський (1864-1920) [1 948

Після досліджень Луї Пастера було остаточно встановлено, що заразні хвороби викликаються дрібними живими організмами - бактеріями або бактеріями, які проникають в тіло людини або тварин. Майже одночасно Роберт Кох розробив основні методи дослідження бактерій, поклавши разом з Пастером початок науки про мікроби - мікробіології. Після робіт Пастера і Коха буквально посипалися відкриття мікробів - збудників різних хвороб. Але ні самому Пастера, ні Коху, ні блискучої плеяди їх учнів, скільки вони не билися, не вдавалося відкрити збудника деяких хвороб, як, наприклад, віспи, сказу, кору та інших. Тепер нам зрозуміла причина цих невдач. Справа в тому, що збудники цих хвороб настільки малі, що при звичайних методах дослідження їх не можна бачити в найсильніший мікроскоп. Вони настільки малі, що проходять через найдрібніші пори фільтрів, які застосовуються в мікробіології для відділення бактерій від рідини, в якій вони знаходяться. За це властивість вся ця група збудників хвороби отримала назву фільтруються вірусів.

Честь відкриття фільтруються вірусів належить Д. І. Іванівському. 1942 р в умовах Вітчизняної війни, радянська наука відзначала знаменну дату - п'ятдесятиріччя заснування вчення про фільтруються віруси, батьківщиною якого Д. І. Івановський зробив Росію. Д. І. Івановський ні лікарем - він був фізіологом рослин, т. Е. Вивчав життєдіяльність рослинного організму.

Дмитро Йосипович Іванівський народився в 1864 р Незабаром після завершення своєї вищої освіти (в 1887 р) він разом з ботаніком Половцевим за пропозицією Департаменту землеробства відправився в Бессарабію і на Україну вивчати хвороби тютюну, які почали поширюватися на тютюнових плантаціях півдня Росії, завдаючи великої збиток. В наступні роки Д. І. Івановський вже один продовжував дослідження хвороб тютюну спочатку в лабораторії проф. Фамінцина в Петербурзькому університеті, потім в Криму на тютюнових плантаціях Нікітського ботанічного саду і, нарешті, в Петербурзі - в Ботанічній лабораторії Академії наук. Результати своїх п'ятирічних досліджень він опублікував у кількох російських та німецькою журналах.

Уже в перший рік своїх досліджень Д. І. Івановський встановив, що тютюн вражений двома хворобами абсолютно різної природи, які навіть видатні ботаніки того часу змішували. Одна з них викликається дрібним паразитичним грибком, і її поширення пов'язано з кліматичними умовами. Цю хворобу, не представляла для нього загадки, Д. І. Івановський назвав "Рябуха". За іншою, що з'являється іноді на тій же самій плантації і вже давно відомої табаковедам Голландії, він зберіг назву "мозаїчної хвороби". Таку назву ця хвороба отримала тому, що у хворого рослини деякі ділянки листа втрачають зелене барвник - хлорофіл, а інші, навпаки, накопичують його більш енергійно, внаслідок чого лист стає плямистим.

Уже в кінці XVII ст. було відомо, що ця хвороба передається при пересадці частин з хворої рослини на здорове, т. е. є заразною. Але сама природа заразного початку залишалася невідомого. Д. І. Івановський зайнявся пошуками збудника цієї хвороби. У процесі роботи він профільтрував сік хворої рослини через фарфоровий фільтр - так звану свічку Шамберлена. Свічка Шамберлена, названа так на прізвище мікробіолога, учня Пастера, який ввів її в вживання для відділення мікробних тіл від рідини, являє собою порожнистий циліндрик з пористої глини, закритий з одного і відкритий з іншого кінця; за зовнішнім виглядом він дійсно дещо нагадує стеаринову свічку. Його вставляють в шийку скляної колби, пропустивши через пробку, щільно пригнаних до шийки колби. Через верхній відкритий кінець свічки наливають рідину, що містить бактерії. При відкачці з колби повітря рідина проходить через стінки свічки і стікає в колбу відфільтрованої. Бактерії ж не можуть пройти крізь дрібні пори й залишаються на фільтрі. До дослідження Д. І. Івановського вважалося, що відфільтрована рідина вже не містить бактерій і, отже, не є заразною.

Однак коли Д. І. Івановський застосував цей метод до соку рослини, хворого тютюновою мозаїкою, він виявив дивовижний факт: "Над всякого очікування, - писав Д. І. Івановський, - виявилося, що і після фільтрування через глиняні фільтри Шамберлена здатність соку передавати хвороба не знищувалася ". Тим самим вперше в світовій науці Д. І. Івановський довів фільтрованість заразного початку хвороби.

Могли бути дві можливості для пояснення цього явища, які з надзвичайною ясністю сформулював сам Д. І. Івановський. Зараження, на його думку, могла спричинити або "сама бактерія, здатна проходитиме крізь фільтр завдяки своїм нікчемним розмірами, або, можливо, що виділяється нею розчинну отрута, здатний сам по собі викликати всю зовнішню картину захворювання". Пізніше Д. І. Івановський дивився, що захворіла від фільтрованої соку рослина здатний передати заразу іншому - здоровому, це останнє - третього і т. Д. Це означає, що заразне початок в організмі рослини розмножується. Встановленням цього і обмежився Д. І. Івановський на першому етапі своїх досліджень збудника тютюнової мозаїки. Він дав Департаменту землеробства ряд практичних вказівок щодо заходів боротьби з хворобами тютюну, вказавши, що справжня природа збудника мозаїчної хвороби практичного значення не має.

14 лютого 1892 року в Академії наук він зробив доповідь "Про дві хвороби тютюну". Ця дата і вважається у світовій науці початком навчання про фильтрующихся віруси.

З'ясувавши практичну сторону питання, Д. І. Івановський зацікавився його теорією, - йому хотілося зловити цього невидимого мікроба. Однак, змушений тимчасово залишити свої дослідження тютюнової мозаїки, Д. І. Івановський повернувся до них тільки шість років по тому - в 1898 р

За цей час в науці про мікроби накопичилося багато нового. Голландець Байберінк відтворив явища фільтрованості заразного початку мозаїчної хвороби тютюну. Він збагнув, що має справу з новим явищем, але вважав, що заразне початок тютюнової мозаїки представляє собою якусь "живу інфекційну рідина" загадкової природи. Незабаром Леффлером і Фроша був відкритий фільтр вірус ящура - хвороби рогатої худоби. Ці дослідники вважали, що збудник ящуру - звичайний мікроб, тільки дуже маленький.

Так, вже в ті часи виникла суперечка між вченими, які представляють дві точки зору на природу фільтруються вірусів. Що це - найменше жива істота, невидимий внаслідок своїх малих розмірів мікроб, або якесь складне хімічна речовина? Суперечка ця не цілком дозволений і до теперішнього часу.

Д. І. Івановський стежив за світовою літературою; в світлі нових даних він переглянув результати своїх досліджень над тютюновою мозаїкою, доповнив їх новими дослідами.

"Випадок вільного проходження заразного початку через бактеріальні фільтри, у той час, як воно було констатовано мною для мозаїчної хвороби, представлявся, - каже Д. І. Івановський, - абсолютно винятковим в мікробіології. Через кілька років після того абсолютно таке ж явище було констатовано і в патології тваринного організму при дослідженні ящура ... ".

Вважаючи, що збудник мозаїчної хвороби є живим організмом - найдрібніших мікробом, - Д. І. Івановський хотів будь-що-будь побачити його. Для цього він вивчав найтонші зрізи через листя хворої рослини, пофарбовані фарбами, які застосовуються для забарвлення бактерій. В уражених ділянках він побачив якісь безбарвні кристали і скупчення забарвлених паличок і точок. Першим він не надав значення, а другі прийняв за мікроб, що викликає мозаїчну хворобу. Тепер ми знаємо, що в цьому була його помилка; то, що він прийняв за мікроб, стало, очевидно, якимись сторонніми включеннями, а безбарвні кристали представляли собою скупчення самого вірусу.

Д. І. Івановський написав дисертацію про свої дослідження з мозаїчної хвороби тютюну "Про мозаїчної хвороби тютюну" і захистив її в 1902 року в Варшаві, отримавши ступінь доктора ботаніки.

У той час Д. І. Івановський був професором кафедри фізіології рослин у Варшавському університеті, яку він займав з 1901 по 1915 рік Потім він займав таку ж кафедру в університеті в Ростові-на-Дону, де і помер в 1920 р 56 років .

Закінчивши свої чудові дослідження тютюнової мозаїки, Д. І. Івановський більше до цього питання не повертався. Останні роки свого життя він посвятив вивченню інших питань, зробила ряд цінних робіт, вивчаючи грунтові бактерії, написав один з кращих підручників з фізіології рослин, який став плодом його багаторічної професорської діяльності.

Але світову популярність Д. І. Івановський придбав саме за свої роботи з мозаїчної хвороби тютюну, поклавши початок нової області дослідження, ставши "батьком вчення про фільтруються віруси".

Багато років після перших згаданих тут робіт вчення про фільтруються віруси не розвивалося, і тільки останнім часом, після впровадження в науку нових методів дослідження, воно почало бурхливо розвиватися і в даний час являє собою галузь науки має величезний практичний і теоретичний інтерес. В даний час відомо, що багато заразні хвороби людини і тварин викликаються фільтрівними вірусами, - такі: віспа, вітрянка, сказ, кір, багато видів енцефалітів, дехто жовтяниці, москітна лихоманка, ящур, чума свиней і багато інших. До вірусних захворювань відносяться і багато захворювань рослин. Сотні вчених в усьому світі зайняті дослідженням фільтруються вірусів. Їх роботам ми зобов'язані безліччю цікавих фактів, що накопичилися за останні 10-20 років. Але в міру накопичення фактів все більше і більше розкривалася складність питання. Так виявилося, що то саме властивість, яке дозволило їх відкрити і за яке вони отримали свою назву - їх фільтрованість, - не є таким вже характерним. З одного боку, за останні роки відкриті фільтрівні форми деяких бактерій, наприклад туберкульозної палички. З іншого боку, відомі захворювання, збудники яких за всіма ознаками повинні бути віднесені до групи фільтруються вірусів, але профільтрувати їх досі не вдається. Незважаючи на це, більшість вчених все ж користується старою назвою "фільтрівні віруси«. Віруси мають ряд властивостей, які в сукупності дозволяють відмежувати їх від збудників інфекційних захворювань бактеріальної природи.

Однією з таких характерних рис є нездатність вірусів жити поза організмом на штучних поживних середовищах, подібно бактеріям. Для того щоб вірус розмножувався, необхідна наявність живих клітин. Після багатьох невдач вченим вдалося отримати культури деяких вірусів поза організмом, але в живильної рідини повинні обов'язково бути присутніми живі клітини - шматочки органів тварин. Вражаючи організм людини, тварини або рослини, віруси поселяються в його клітинах. Іншою особливістю вірусів є утворення всередині клітин особах включень - так званих х-тел. Ці тіла бувають двох родів - білкові кристали або скупчення так званих елементарних тілець. Д. І. Івановський бачив і описав білкові кристали в клітинах тютюну, ураженого мозаїчною хворобою. Природа х-тел до самого останнього часу залишалася невідомого, і аж тепер ми знаємо, що х-тіла і є скупчення самого віруса. "Невидимий" таємничий збудник хвороб при деяких умовах може бути видно в мікроскоп. Незважаючи на трохи розмірів вірусів, врешті-решт були знайдені способи їх вимірювання і виміряні багато вірусів. Для таких вимірів користуються перетинками з коллодия з порами різної, але точно відомої величини. По тому, через які пори проходить вірус, судять про його розмірах. Є й інші способи вимірювання. Нижче дана таблиця розмірів вірусів.

Приблизні розміри вірусів і деяких інших частинок в миллимикрон [1 міліметр = 1000 μ (мікрон) = 1 000 000 mμ (миллимикрон)]:

З оптичних властивостей мікроскопа випливає, що межею видимості є величина частки в 200 mμ. Розміри елементарних тілець деяких вірусів наближаються до цієї величини, тобто вони лежать на межі видимості. Їх розмір штучно збільшують спеціальною обробкою: сріблення, протруєнням таннином з подальшим забарвленням і т. Д. Ці речовини, накопичуючись на поверхні елементарного тільця, роблять його крупніше. Таким чином, вдається бачити в звичайному мікроскопі елементарні тільця.

Фотографія в ультрафіолетовому світлі дозволяє виявити частинки вдвічі менших розмірів, т. Е. В 100-80 mμ. Цей метод був застосований до дослідження вірусів, і, таким чином, дійсно, вдалося сфотографувати вірус коров'ячої віспи, віспи канарок, ящуру та ін.

Сильно розширило можливості вивчення вірусів винахід електронного мікроскопа. У той час як для того, щоб розрізнити дві точки при розгляданні в звичайний мікроскоп, потрібно, щоб відстань між ними було не менше 0,0002 мм, при роботі з ультрафіолетовим світлом яку зменшується вдвічі, т. Е. Дорівнює 0,0001 мм , електронний мікроскоп дає можливість розрізняти дві точки, віддалені одна від одної за все на 0,00001 мм. Сучасний електронний мікроскоп дозволяє спостерігати навіть окремі великі молекули.

Електронний мікроскоп був застосований для дослідження вірусів і, зокрема, вірусу тютюнової мозаїки. Завдяки цьому вдалося спостерігати окремі частинки вірусу тютюнової мозаїки. Ці частинки можуть з'єднуватися в довгі нитки, які розгалужуються і утворюють веретёновідние кристали. Ці-то кристали і бачив Д. І. Івановський в клітинах хворого тютюну, т. Е. Він бачив самий вірус. Пізніше відкриті Д. І. Івановського кристали стали розглядати як х-тіла, зазвичай зустрічаються при вірусних захворюваннях рослин.

Але тільки 40 років по відкриттю Д. І. Іванівського наука, нарешті, проникла в таємницю х-тіл і розшифрувала їх природу.

У 1935 м американцеві Стенлі удалося виділити з соку хворої рослини 10 м кристалічного вірусного білка. Кристалізація є одним з найбільш надійних способів очищення речовини. Однак, зважаючи на те, що кристали, отримані Стенлеем, були хімічно чистою речовиною, вони, тим не менш, зберігали всі ознаки інфекційного початку.

Одночасно зі Стенлеем наш радянський вчений Рижков зі співробітниками знайшов інші, кращі способи очищення вірусних білків і з досконалою переконливістю встановив ідентичність кристалів Д. І. Іванівського з вірусним білком, відкритим Стенлеем. Вірусний білок відноситься до складних білок, близьким до білків клітинного ядра.

Після цих робiт ми повинні визнати, що збудники вірусних захворювань рослин не є жива істота, що не організмом, а хімічною речовиною - кристалом. Однак вірусні білки володіють певними особливостями. По-перше, їх молекулярна маса надзвичайно великий. Так, вірус тютюнової мозаїки володіє молекулярною вагою в 43 000 000. Ця цифра набагато перевищує молекулярну вагу найбільших білкових молекул.

Інший загадкою є здатність вірусних білків до розмноження в клітинах ураженого організму. До сих пір ми вважали, що розмноження, відтворення собі подібних, є однією з особливостей живого. Очевидно, при розмноженні вірусних білків ми стикаємося з новим особливим явищем, принципово відмінним від розмноження найпростіших організмів. Були запропоновані різні пояснення цього явища, але жодне з них не можна в даний час вважати доказовим.

При вірусних захворюваннях людей і тварин білкові кристали не виявлені. Зате у багатьох з них були знайдені елементарні тільця, що не зустрічалися при вірусних хворобах рослин. Елементарні тільця собою дуже дрібні кулясті або паличкоподібні тельця, добре видні тільки при спеціальних методах забарвлення. Їх розмір коливається від 100 до 250 μ, т. Е., Як ми вже вказували, вони лежать на межі видимості. В даний час можна вважати безперечно вирішеним питання про те, що елементарні тільця є самим вірусом.

Чісленні роботи, прісвячені вивченню елементарних тілець, говорять на Користь того, что в даного випадка ми маємо дело з живими істотамі, з дрібнімі організмамі. Але потрібно сказати, що багато їх властивості зближують їх з вірусними білками. В даний час ми і ті і інші відносимо до загальної групи фільтруються вірусів. Область фільтруються збудників інфекційних хвороб, яка спочатку здавалася однорідної, як тепер з'ясовується, включає в себе дуже різні форми. З одного боку, сюди відносяться вірусні білки з їх гігантської молекулою і загадковими властивостями. Близькі до них так звані бактеріофаги. Бактериофагом називається фактор, який з'являється в виділеннях одужує хворого, пересівати, фільтрується через бактеріологічні фільтри і викликає розчинення колоній мікробів в культурі. Бактеріофаги застосовуються з лікувальною метою при деяких захворюваннях людини, наприклад при дизентерії. Одні вчені вважають бактеріофаг найдрібніших організмом, що вражає мікробів; інші - речовиною, подібним вірусних білків. До вірусів, що фільтруються людини і тварин, що створює елементарні тільця, близькі рикетсії - до них відноситься збудник висипного тифу та інших схожих захворювань. Рикетсії не фільтруються, вони більше вірусів, але дрібніше бактерій. З вірусами їх зближує те, що вони також не можуть культивуватися на поживних середовищах.

Нарешті, серед бактерій ми зустрічаємося з дуже дрібними формами, які проходять через фільтри, але культивуються на штучних середовищах.

Які відносини існують між цими організмами? Звідки сталися віруси? Чи є вони найпростішою формою життя? або, навпаки, продуктами спрощення, виродження більш складних організмів?

Всі ці питання повинна вирішити наука майбутнього, а поки ми можемо тільки сказати, що, продовжуючи вивчення явища, відкритого 50 років тому російським ботаніком Дмитром Йосиповичем Ивановским, ми вступили в світ, де найпростіші біологічні одиниці стикаються з найбільш гігантськими і складними з відомих хімії молекул.

Ці питання, що хвилюють і захоплюють не тільки вузьке коло фахівців, а й кожної мислячої людини, показують, яке величезне значення мало відкриття Д. І. Іванівського.

Найголовніші праці Д. І. Іванівського: Про дві хвороби тютюну, "Бюлетень Академії наук", Спб., 1892, № 2; Мозаїчна хвороба тютюну, Варшава, 1902.

Про Д. І. Іванівському: Коштоянц X. С., Дмитро Йосипович Іванівський, "Мікробіологія", 1942, № 4; Рижков Д. І. Івановський, там же.