Крупным вкладом в науку о микробах явились работы знаменитого учёного Луи Пастера (1822–1895) (рис. 6). В своих исследованиях Пастер первый указал на значение жизнедеятельности микробов в обмене веществ в природе. Им было доказано, что микробы — грибки, дрожжи и бактерии — являются возбудителями процессов гниения и брожения в природе. Кроме того, им было установлено, что разным микробам свойственны различные биохимические функции. Оказалось, что каждый вид брожения — спиртовое брожение виноградного сока, молочнокислое брожение молока, уксуснокислое брожение вина — вызывается особым микробом. Пастер показал также, что микробы не могут самозарождаться в гниющих жидкостях, как это думали учёные того времени, а происходят от других микробов.
То, что Пастеру удалось доказать в отношении специфичности бродильных микробов, было сделано рядом учёных-бактериологов в отношении микробов — возбудителей заразных болезней человека. Учёные установили, что каждое из изученных ими заразных заболеваний человека вызывается совершенно определённым микроорганизмом. Немецкий бактериолог Роберт Кох (1843–1910 гг.) доказал, что возбудителем сибирской язвы являются особые бациллы, которые были еще раньше находимы в крови павших от сибирской язвы животных. Кох открыл и описал туберкулёзную палочку — возбудителя туберкулёза — заболевания, которое многими в то время не признавалось заразной болезнью. Он доказал, что азиатская холера вызывается особым вибрионом. Учёные открыли возбудителей и других болезней.
Огромную роль в развитии труднейших вопросов микробиологии, касающихся природы защитных сил человека и животных, сыграл великий русский учёный Илья Ильич Мечников (1845–1916 гг.), создавший учение об иммунитете — невосприимчивости к заразным болезням.
В результате этих замечательных открытий микробиология стала подлинной наукой о строении и деятельности мельчайших живых существ, о природе невосприимчивости к заразным микробам и способах борьбы с ними.
В короткий срок (80–90-е годы прошлого столетия) было открыто много новых микробов — возбудителей заразных заболеваний и различных процессов превращения веществ в природе. Уже казалось, что при каждом заразном заболевании человека, животных и растений могут быть выделены видимые под микроскопом микроорганизмы — возбудители этих заболеваний. Но странно, при некоторых заразных заболеваниях возбудитель их не мог быть обнаружен. Самые тщательные поиски микробов, вызывающих такие заболевания, как оспа, бешенство, корь, грипп, долго не приводили к положительным результатам. Пересматривались под микроскопом тысячи препаратов из тканей, органов и выделений больных и умерших. В сильнейшие микроскопы, с увеличением до 2000 раз, нельзя было увидеть ничего похожего на микроба.
Казалось, как и сто лет назад, человечество снова стоит перед неразрешимой тайной происхождения некоторых заразных болезней. Раскрытию этой тайны наука целиком обязана русским учёным.
В 1886 г. молодой русский врач, впоследствии почётный академик Академии Наук Союза ССР Н. Ф. Гамалея (1859–1949 гг.) (рис. 7) занимался изучением чумы рогатого скота — заразного заболевания, при котором также не удавалось выделить микроба. Гамалея пропустил кровь больного телёнка через фильтр, поры которого были так малы, что задерживали самых мельчайших из известных в то время бактерий. Профильтрованную, освобождённую от бактерий кровь он ввёл в вену здоровому телёнку. Телёнок заболел чумой. Таким образом, Гамалея впервые в мире доказал, что в крови больного чумой животного содержится какое-то заразное начало, частицы которого настолько мелки, что невидимы в микроскоп и проходят через самые мельчайшие поры фильтров. К сожалению, Гамалея не продолжил этих исследований, и окончательное доказательство существования в природе мельчайших микробов, не видимых в оптические микроскопы и проходящих через фильтры, было сделано через шесть лет (в 1892 г.) другим русским учёным-ботаником Д. И. Ивановским (1864–1920 гг.) (рис. 8).
Открытие Д. И. Ивановского было сделано при следующих обстоятельствах. В те годы в Крыму табачные плантации сильно страдали от так называемой мозаичной болезни табака. Изучив на месте это заболевание и не найдя под микроскопом видимых возбудителей, Ивановский отжал сок больного растения, пропустил его через фильтр и заразил профильтрованным соком другое здоровое растение. На табачных листьях вскоре появились характерные для заболевания мозаичные пятна (рис. 9). Предположив вначале, что вместе с соком в здоровое растение попал не живой возбудитель, а только его яд, Ивановский профильтровал сок этого заболевшего растения и заразил им третье, от третьего — четвёртое и т. д. Ивановский рассчитывал, что при последовательном переносе сока произойдёт разбавление яда и в конце концов сок окажется незаразным. На деле же оказалось наоборот, при каждом разведении болезнетворные свойства сока не ослабевали, а усиливались. В последнем растении сок оказался более заразительным, чем в первом. Из этого опыта Ивановский сделал совершенно правильный вывод: в больном растении происходит сильное размножение невидимого мельчайшего микроба.
Так были открыты мельчайшие, не видимые в оптический микроскоп микробы, не растущие на искусственных питательных средах и проходящие через такие поры фильтров, которые не пропускают даже самых мелких бактерий.
Эти мельчайшие микробы были названы фильтрующимися вирусами или просто вирусами[1].
Русский ботаник Д. И. Ивановский и явился основоположником нового раздела науки о микробах — так называемой вирусологии. Через пять лет после открытия Ивановского учёные описали первый фильтрующийся вирус, вызывающий заразное заболевание животных, — ящур. Изучением вирусов теперь занялись учёные всего мира, и за сравнительно короткий промежуток времени были найдены десятки различных вирусов — возбудителей заразных заболеваний человека, животных, растений и даже бактерий. В дальнейшем было установлено, что к этой группе микробов принадлежат возбудители оспы, бешенства, энцефалита, гриппа, кори, желтой лихорадки и еще целого ряда заболеваний человека. Основная масса заразных заболеваний растений также вызывается вирусами. Свойствами вируса обладает и бактериофаг — невидимый микроб, растворяющий бактерий.
Открытие новой группы микробов — фильтрующихся вирусов — имело огромное практическое и научное значение. Хотя вирусы казались исследователям невидимыми почти до 1940 г. — до широкого использования так называемого электронного микроскопа, дававшего увеличение в десятки тысяч раз, — их
