Мир микробов - Анатолий Смородинцев

То, что многие клеточные организмы не теряют свойств живого и в неклеточном состоянии, является одним из веских аргументов в пользу материалистического взгляда на происхождение современных клеточных организмов из древнейших форм жизни, не имевших еще клеточного строения. Именно вирусы и являются, по-видимому, потомками одной из ветвей древнейших доклеточных форм жизни. Эволюция этой ветви пошла не по пути морфологического прогресса, приведшего к возникновению первичных клеток, а по пути прогрессивной специализации, по пути паразитизма в этих первичных клетках. Этот путь, являющийся согласно воззрениям известного советского учёного-биолога академика А. Н. Северцева одним из распространённых направлений биологической прогрессивной эволюции, позволил вирусам сохранить до наших дней свою примитивную доклеточную организацию.

Таким образом, происхождение современных вирусов представляется нам в следующем виде: на заре жизни наряду с первичными клеточными организмами типа бактерий существовали еще и свободно живущие доклеточные формы жизни. Постоянно встречаясь и взаимодействуя с бактериями, они могли постепенно перейти на паразитический образ жизни и дать начало предкам современных бактериальных вирусов (бактериофагов). В более поздние эпохи (при распространении и расселении наземных растений) от доклеточных первичных организмов могла отойти ветвь, приспособившаяся к паразитированию в растениях, и явиться предком современных растительных вирусов. Таким же путём могла идти и эволюция вирусов, поражающих животных. Ясно, конечно, что современные нам вирусы, состоящие из сложных белков — нуклеопротеидов — совсем не похожи на те первичные доклеточные формы, которые только что начали приспособляться к внутриклеточному существованию и имели, по-видимому, более простое строение. Но эволюция у вирусов шла уже по пути всё более полного приспособления к паразитической внутриклеточной жизни, что и оставило отпечаток на их примитивной организации.

Какова же была дальнейшая судьба этих предполагаемых предков современных вирусов, этих простейших неклеточных существ, которые, еще не приспособившись к внутриклеточному паразитированию, могли довольствоваться скромными пищевыми ресурсами, находившимися на земле на заре эволюции живой материи? Погибли ли они, не выдержав борьбы за источники питания с более высокоорганизованными клеточными организмами, или же, будучи чрезвычайно неприхотливыми и выносливыми, приспособились к новым условиям и сохранились до наших дней, не изменив своей простейшей неклеточной структуры?

Мы убеждены в том, что и сейчас в природе существуют такие древние формы свободно живущих неклеточных организмов — предки современных вирусов и клеточных микробов. Академик Н. Г. Холодный, наблюдая за жизнью микробов в почве при помощи своих пластинок обрастания и почвенных камер, часто замечал в поле зрения микроскопа необычные органические формы в виде слизистых плёнок и тонких нитей, не имевших клеточного строения и напоминавших искусственно получаемые после смешивания разнообразных белков капельки, так называемые коацерваты (от латинского «ацервус», что значит куча).

Учёные как раз и считают, что коацерваты являются теми первичными высокомолекулярными органическими веществами, из которых в процессе эволюции и образовались простейшие организмы.

На своих препаратах академик Н. Г. Холодный видел иногда и скопления веретеновидных, хорошо красящихся телец, которые напоминали кристаллы растительных вирусов.

Некоторые учёные находили подобные неклеточные, проходившие через бактериальные фильтры формы и в воде, богатой органическими веществами. Эти невидимые в световом микроскопе формы удавалось выращивать на питательном агаре, где они образовывали хорошо видимые невооружённым глазом колонии.

Эти отрывочные пока наблюдения позволяют думать, что планомерные поиски и тщательное изучение таких мельчайших неклеточных форм может открыть перед нами ещё один до сих пор неизвестный мир сапрофитных, т. е. непаразитических форм жизни.

Если бы существование таких форм было окончательно доказано, то оно явилось бы наиболее веским аргументом в пользу чрезвычайно древнего происхождения болезнетворных вирусов от доклеточных первичных организмов.

Пока же мы должны довольствоваться только гипотезами. Следует отметить, что изложенная нами точка зрения на происхождение вирусов еще не является общепринятой. Существует и другой взгляд, особенно развиваемый за рубежом, согласно которому вирусы — это потомки клеточных микробов, уже вторично упростивших свою организацию в связи с переходом на внутриклеточное паразитическое существование.

Едва ли эта гипотеза соответствует действительности. Трудно допустить, чтобы такая распространённая, хорошо приспособленная к разнообразным условиям существования группа организмов целиком могла развиться путём упрощения, путём регресса.

Этот взгляд противоречил бы основному положению диалектического материализма о том, что процесс развития следует понимать «…как движение поступательное, как движение по восходящей линии, как переход от старого качественного состояния к новому качественному состоянию, как развитие от простого к сложному, от низшего к высшему» (И. В. Сталин, О диалектическом и историческом материализме, Госполитиздат, 1948, стр. 6).

Некоторые учёные считают, что вирусы — это не самостоятельные организмы, а лишь стадии развития клеточных микробов. Такое толкование происхождения вирусов мало вероятно: между вирусами и клеточными микробами существуют столь резкие качественные различия, что первые никак не могут быть стадиями развития вторых. Пока еще никому не удалось достоверно наблюдать, чтобы одна из этих форм когда-либо переходила в другую.

Значительно большим количеством данных располагаем мы о происхождении и эволюции клеточных форм микробов. Здесь мы уже не бродим в области гипотез. Сейчас бесспорно доказано, что клеточные микробы (грибы, актиномицеты и в особенности бактерии) являются древнейшими из известных нам форм жизни. Мы обладаем многочисленными «историческими документами» в виде окаменелых микробов, находимых и в кусках янтаря, образовавшегося из смолы ископаемых хвойных деревьев, и в бурых углях третичной эпохи, т. е. за 80–100 тысяч лет до нашей эпохи. Находят ископаемых микробов и в растительных и животных остатках еще более отдалённых времен — в отложениях мелового периода, каменноугольной эпохи и даже в песчаных и известковых сланцах девонской эпохи, т. е. тогда, когда наземные первобытные растения только еще начали распространяться по суше.

Некоторые исследователи утверждают, что окаменелые древние бактерии могут быть обнаружены в породах, которые образовались еще на заре жизни на земле, когда не существовало даже наземных растений.

На тонких шлифах этих палеонтологических находок можно ясно увидеть под микроскопом нити грибов, их плодовые тела и различные бактерии — кокки, бациллы.

Микробная природа таких окаменевших остатков вытекает из следующих соображений: там, где части ископаемых папоротниковых растений сильно разложены, там и бактерий много; там же, где растения не затронуты разложением, нельзя найти и бактерий. Эта связь бактерий с разрушением свидетельствует о том, что и миллионы лет назад бактерии, как и сейчас, вели ту же разрушительную работу по разложению отмерших растений.

Рассматривая ископаемых микробов в шлифах горных пород, можно видеть, что многие из них, в особенности бактерии, по своей форме чрезвычайно похожи на современных. Такие же шарики — кокки, такие же палочки. Значит ли это, что бактерии совершенно не менялись за прошедшие миллионы лет? Конечно, нет. Несомненно, что бактерии, как и другие организмы, в процессе своей эволюции претерпели огромные изменения. Целая пропасть отделяет их от первичных организмов. Но здесь эти изменения в основном коснулись не внешней формы, а внутреннего строения и в особенности физиологических свойств.

По мнению академика Н. Г. Холодного, первичные бактерии, обитавшие на поверхности нашей планеты, в основном питались газообразными и летучими органическими соединениями, которые они добывали непосредственно из воздуха. Это были анаэробы, усваивавшие аммиак и углеводороды из воздуха, а из воды утилизировавшие только минеральные соли. По мере уменьшения содержания органических соединений в атмосфере вследствие их жадного поглощения микроорганизмами эти первичные формы приспособились к усвоению и более сложных, растворённых в почвенной воде веществ. Постепенно разнообразя и усложняя свои физиологические функции, приучаясь усваивать новые источники питания, они дали то огромное разнообразие физиологически различных форм, которыми отличаются бактерии в настоящее время. Очень интересно, что и сейчас у многих микробов сохранилась способность к питанию газообразными веществами. Вспомним классический пример этого типа: азотобактер, усваивающий азот атмосферы. Оказывается, как это впервые было обнаружено академиком Лебедевым в 1921 г., углекислоту воздуха могут усваивать не только зелёные растения, но и бактерии, в том числе и болезнетворные. По исследованиям академика Н. Г. Холодного, высокую питательную ценность для многих бактерий обнаруживают и пары нафталина.