Как ученые впервые обнаружили вирусы

Вирусы являются бесклеточными паразитирующими сущностями. Они объединены по классификации в одно царство. Они отличаются от большинства живых организмов. Вирусы – не клетки, поэтому они не делятся. Попав к хозяину, они заражают его клетки, используя процесс репликации хозяйской клетки.

Таким образом они получают идентичные частицы вируса потомства. Вирусы могут паразитировать на бактериях, растениях, животных, в том числе и человеке. Это настоящая «преисподняя» между живой и неживой природой. Живые существа способны расти, метаболизироваться и размножаться. Вирусы при размножении полностью зависят от клеток-хозяев. Так как же были обнаружены вирусы?

Впервые эти сущности удалось обнаружить после разработки фарфорового фильтра. Его назвали по имени учёных – фильтром Шамберлана-Пастера. С помощью него смогли удалить бактерии, видимые в микроскоп в жидком образце. В 1886 году произошла демонстрация того, что заболевание табачной мозаики передаётся от больного растения к здоровому с помощью жидких растительных экстрактов.

Это показал Адольф Майер. Чуть позже, в 1892 году уже Дмитрий Ивановский доказал, что заболевание может передаваться даже, когда жидкий экстракт прошёл через фильтр Шамберлана-Пастера и отсеял все живые бактерии. Он описал небактериальный патоген табачных растений. Но дальше эту теорию не стал развивать. Он наблюдал через микроскоп в больных клетках скопление неких кристаллов. Позднее из назвали «кристаллами Ивановского». Сейчас уже можно объяснить, что это были вирусы. А в 1898 году Мартин Бейеринк открыл вирус табачной мозаики.

Только спустя очень большое количество времени удалось доказать, что оставшиеся в экстракте «фильтруемые» объекты, не микроскопические бактерии, а совершенно другие частицы, вызывающие инфекционные заболевания. Он назвал их «растворимыми живыми микробами» или «вирусами». Доказать, что вирусы – это не жидкие частицы удалось Уэнделлу Стэнли. А позднее вирус ящура был обнаружен Фридрихом Леффлером и Паулем Фрошем. В XX веке были открыты и другие вирусы. Среди них были и те, что инфицируют бактерии. Этими исследованиями занимался бактериолог из Англии Фредерик Туорт.

Вирионы – одиночные вирусные частицы имеют очень маленькие размеры, составляющие примерно 20 – 250 нанометров в диаметре. Вот эти частицы и являются инфекционной формой вируса вне клетки-хозяина. Они примерно в 100 раз меньше бактерий. Их можно увидеть только с помощью светового микроскопа. Впервые получить первый хороший обзор структуры вируса удалось только в 30-х годах прошлого века.

Поверхностную структуру вирионов учёные стали наблюдать при помощи сканирующей просвечивающей электронной микроскопии. А внутренние структуры вируса можно увидеть лишь через просвечивающий электронный микроскоп. Таким образом удалось обнаружить большое количество вирусов, которые паразитируют на всех типах живых организмов. Сначала их сгруппировали по общей морфологии.

Позднее учёными была проведена их классификация по типу нуклеиновой кислоты, содержащейся в них. Это была одно цепочная или двух цепочная нуклеиновая кислота. В наши дни классификация вирусов ещё более уточнена.

Сейчас учёные имеют большой объём знаний о развитии современных вирусов. Но они до сих пор не знают, где и как они появились впервые на Земле. При исследовании большинства эволюций других живших на планете существ, они могут исследовать окаменелости или другие исторические свидетельства. Но вирусы не каменеют, поэтому учёные мужи выстраивают лишь гипотезы об их происхождении и эволюции. Для этого они используют биохимическую и генетическую информацию. Таким образом исследователи создают спекулятивные истории вирусов.

Но есть и сходство у всех этих теорий. Учёные считают, что вирусы не имеют общего предка. Им ещё предстоит найти общую гипотезу о происхождении вирусов, которая устроила бы всех и была приемлемой. Сейчас существует несколько таких гипотез.

Одна из них говорит о деволюции и считается регрессивной гипотезой. В ней предполагается, что вирусы стали развиваться из свободноживущих клеток. Но многие компоненты этой гипотезы так и остаются загадкой. Учёным не понятно, как этот процесс мог произойти. Следующая гипотеза называется эпакетической или прогрессивной гипотезой.

Она предполагает, что вирусы с геномом РНК или ДНК могли произойти от молекул РНК или ДНК, вышедших из клетки-хозяина. Но и эта гипотеза не всё объясняет. Непонятными остаются сложные капсиды и другие структуры на вирусных частицах. Ещё одной является гипотеза саморепликации. В ней предполагается система саморепликации, которая похожа на системы молекул. Вирусы развивались вместе с клетками хозяина. Эту гипотезу подтверждают исследования, проводимые некоторых растительных патогенах.

Но у исследователей возникает ряд проблем в изучении происхождения и эволюции вирусов. Эти проблемы связаны с высокой частотой мутаций. Особенно им подвержены РНК-ретровирусы, подобные ВИЧ. И всё же, наука не стоит на месте. Учёные разрабатывают и уточняют дальнейшие гипотезы, которые объяснили бы происхождение вирусов. Они создают и новые гипотезы.

Новая область исследований называется молекулярной систематикой. Она пытается провести это путем сравнения секвенированного генетического материала. Такие наблюдения когда-нибудь дадут ответ на вопрос о происхождении вирусов. Будем надеяться, что новые открытия приведут к успехам в лечении и ликвидации опасных инфекционных заболеваний, вызываемых ими. В XXI веке можно увидеть структуру вирусов очень подробно, вплоть до атомов и белков.

Интересным является и то, что вирусы поражают все экосистемы на нашей планете. Это самая многочисленная биологическая форма, которую изучают учёные-вирусологи. Вирусы очень живучи. На них не действуют даже антибиотики.