Вирусы и бактерии

Первыми организмами, появившимися на Земле несколько миллиардов лет назад и создавшими предпосылки для дальнейшего развития жизни, были бактерии. Сейчас они составляют отдельное царство живых организмов. Вирусы — самые мелкие из известных живых существ. Но если бактерии, без всякого сомнения, считаются самостоятельными живыми организмами, то вирусы, не имеющие собственного обмена веществ, заимствуют свою жизнь у клеток растений, животных и бактерий. Вирусы являются внутриклеточными паразитами живых организмов.

Бактерии

Это одноклеточные организмы, которые не имеют ядра, окруженного собственной мембраной, то есть являются прокариотами. Они обладают всего лишь одной хромосомой, которая располагается в так называемой ядерной зоне. Клетки бактерий имеют микроскопические размеры (0,0005— 0,005 мм), в них отсутствуют многие органеллы, характерные для эукариот.

Жгутиковые бактерии различаются по числу, размеру и расположению жгутиков

Форма бактерий довольно разнообразна, они бывают палочковидными (бациллы), шарообразными (кокки), извитыми (вибрионы), спиралеобразными (спирохеты). Некоторые бактериальные клетки объединяются в колонии, а некоторые из них способны к движению с помощью жгутика.

Бактерии обладают способностью к стремительному размножению. В среднем бактерия делится надвое через каждые 20—30 минут, и уже через 6 часов от одной бактерии может образоваться 250 тыс. дочерних. Миллиарды бактерий присутствуют в воздухе, воде, почве, внутри растительных и животных организмов, бактерии живут даже в горячих источниках. Ветер и вода могут переносить бактерии на большие расстояния. В неблагоприятных условиях внутренняя часть клетки бактерии превращается в спору с толстой оболочкой, устойчивую к высоким температурам, отсутствию кислорода и высушиванию. В таком состоянии споры сохраняются в течение многих лет.

Одни стрептококки вызывают процесс брожения, другие — ангину или нагноения

Бактерии играют важнейшую роль в круговороте веществ в природе, в процессах почвообразования, некоторые виды бактерий живут в пищеварительной системе животных и человека, принимая активнейшее участие в процессах пищеварения. Однако среди бактерий немало очень вредных и опасных для человека микроорганизмов, являющихся возбудителями инфекционных заболеваний, среди которых дизентерия, брюшной тиф, холера, чума, сибирская язва.

Вирусы

Вирусы представляют собой неклеточную форму жизни. Они намного мельче бактерий, поэтому их удалось обнаружить лишь в конце XIX в. Вирусы состоят из нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК), покрытой оболочкой, у них нет собственного обмена веществ, вне клеток других организмов они безжизненны. Однако, встретившись с восприимчивой к вирусу клеткой, вирус проникает через ее оболочку и подчиняет себе ее обмен веществ, заставляя продуцировать новые вирусные частицы. Очень скоро зараженная клетка погибает, а размножившиеся вирусы разносятся по всему организму, поражая всё новые клетки.

Так выглядит под микроскопом вирус мозаичной болезни табака

Известно более 400 вирусов, вызывающих заболевания растений, животных и человека, среди которых ветряная оспа, краснуха, бешенство, полиомиелит. Вирусы определенной разновидности поражают определенные организмы и органы. Не все вирусы одинаково опасны, некоторые из них заражают только животных, но безвредны для человека, и наоборот. Как все организмы, вирусы могут претерпевать мутации, в результате которых образуются новые формы, устойчивые к реакциям организма. Ярким примером является вирус гриппа: известно несколько десятков его разновидностей, появляющихся каждый год и вызывающих эпидемии.

Клетки иммунной системы человека вырабатывают антитела против вирусов и интерферон — белок, подавляющий их размножение. Некоторые вирусные заболевания можно предотвратить с помощью вакцинации: в здоровый организм вводится вакцина (препарат, содержащий небольшую дозу вирусов, безопасную для организма) и иммунная система начинает вырабатывать антитела. Оставаясь в крови, антитела препятствуют повторному заболеванию. Однако в мире распространены и такие вирусы, против которых до сих пор не найдены эффективные лекарства. Среди них — ВИЧ (вирус иммунодефицита человека), вирусы атипичной пневмонии, птичьего гриппа и т. д.

Дмитрий Иосифович Ивановский (1864—1920) — русский физиолог растений и микробиолог, первооткрыватель вирусов. Занимаясь поисками возбудителя мозаичной болезни табака, он прокачивал сок из листьев больного растения через специальные фильтры, не пропускающие бактерий. Однако и этот сок заражал другие растения табака. Так было установлено существование инфекционных агентов, меньших, чем бактерии. Впоследствии их назвали вирусами (от лат. «вирус» — «яд»), но увидеть их удалось только после изобретения электронного микроскопа.