Я познаю мир. Ботаника - [11]
Сегодня бактериофаги в основном используются в диагностике заболеваний. В основу этого метода легло свойство фагов каждого вида избирательно разрушать только «свои» бактерии. Выделенные из организма больного бактерии выращивают на питательной среде, после чего колонии заражают различными фагами (холерными, дизентерийными, тифозными и т. д.). Через сутки колонии просматривают на свет и определяют, какой фаг вызвал разрушение бактерий. Если такое действие оказал дизентерийный фаг, значит из организма больного выделили бактерии дизентерии, если брюшнотифозный – бактерии брюшного тифа и т. д. Метод диагностики заболеваний с помощью бактериофагов отличается высокой точностью.
Тайны происхождения
Примитивность строения вирусов дает нам повод предположить, что именно они были первыми живыми существами на нашей планете. Даже само обстоятельство, что вирусы представляют собой нечто промежуточное между живой и неживой материей, казалось бы, напоминает о том периоде истории Земли, когда первые живые молекулы возникали из недр неживой природы... Кажется естественным предположить, что неклеточная форма жизни, которую нам демонстрируют вирусы, возникла раньше самых первых клеток.
Однако такое предположение выглядит правдоподобным только на первый взгляд. Дело в том, что вне живых клеток ни один вирус размножаться не может. Значит, вирусы не могли появиться раньше, чем первые клеточные организмы. Получается, что относительно более сложно устроенные бактерии возникли раньше, чем простые вирусы. То, что вирусы состоят всего из нескольких молекул, еще не говорит об их примитивности. Просто – не значит примитивно.
Вообще говоря, слово примитивный происходит от латинского «primus» – первый и означает древний, свойственный предкам. Мы привыкли считать, что эволюция всегда идет по пути усложнения, и, соответственно, чем проще устроен организм, тем он древнее, примитивнее. Но ведь эволюция может идти и путем упрощения, чаще всего такое явление наблюдается как раз у паразитов.
Да и вирусы совсем не так просты, как это кажется. Вспомним, что основной составной частью любого вируса является молекула нуклеиновой кислоты (НК), которая хранит информацию о строении и свойствах вирусной частицы. Внутри клетки вирус (напомним, что в клетку проникает только «голая» молекула нуклеиновой кислоты) годами может жить в ее ядре, встроившись в молекулу ДНК хозяина. Вирус СПИДа может находиться в таком состоянии до 20 лет. Другие вирусы, длительное время живущие внутри клетки, способны то встраиваться в хозяйскую ДНК, то снова выходить из нее. Удивительно то, что вирус точно «знает», в какой именно отрезок хозяйской ДНК ему нужно встроиться. Возникает ощущение, что вирус хорошо «знаком» с внутренним устройством ДНК своего хозяина... Более того, некоторые вирусы, например возбудитель оспы, удивительно похожи на определенные участки молекулы ДНК своих хозяев.
Вирус СПИДа (ВИЧ)
На основании этих фактов ученые предположили, что небольшие участки ДНК хозяина иногда могли отделяться от остальной молекулы и переходить к самостоятельному существованию. «Сбежавшие» участки нуклеиновой кислоты могли просто жить внутри клетки, а могли и «научиться» производить копии себя и, защитившись белковой оболочкой, в один прекрасный момент бежать из клетки.
Эта гипотеза кажется фантастической, но сейчас существуют достаточные основания предполагать, что именно так и появились в свое время вирусы. Бактериофаги, по–видимому, произошли от участков ДНК бактерий, вирус СПИДа – от «обрывков» ДНК человека или его общих с приматами предков, а вирус бешенства, опасный и для кроликов, и для собак, и для людей, по всей видимости, возник еще у какого–то общего предка всех млекопитающих.
Когда именно на Земле появились вирусы, сказать невозможно. Скорее всего, они возникали несколько раз и продолжают появляться и сейчас. Сбежавшие кусочки ДНК растений» бактерий и животных превратились в отдельные паразитические организмы, которые ради поддержания собственной жизни нещадно эксплуатируют клетки, когда–то давшие им жизнь.
Знаете ли вы, что...
■ Приспособленность бактерий к экстремальным условиям поистине безгранична. Есть микробы, выживающие в сильных ядах, например в солях синильной кислоты. Встречаются и такие, которые могут жить в недрах атомного реактора. Эти экстремали переносят радиацию, в 2000 раз превышающую смертельную для человека.
■ В течение большей части XX века биологи считали, что глубже 1,5 метра от поверхности земли или дна океана жизни нет. Однако последние открытия существенно расширили пределы существования микроорганизмов: температура +113°С, глубина 3,5 км в глубь земной коры на суше и 750 м в глубь от дна океана.
■ Бактерии превосходно чувствуют себя даже в керосине, питаясь веществами, входящими в его состав. Для предохранения керосина ученые синтезировали специальные органические вещества, подавляющие рост бактерий и помогающих сохранить керосин стерильным.
■ Криворожское месторождение железняка и железорудные отложения в районе Великих озер в США известны.на весь мир. А ведь эти" отложения – результат деятельности древних железобактерий. Оболочки погибших железобактерий, состоящие из нерастворимого гидрата окиси железа, скапливались в течение многих тысяч лет, постепенно превращаясь в железняк. Основные массы железных руд образовались на Земле около 2 миллиардов лет назад, когда бактерии были единственной формой жизни на планете, а железобактерии процветали.
