Многие десятилетия остается незыблемым еще одно положение классической биологии: считается, что вещества живого тела построены из неупорядоченно расположенных молекул, и на этом основании живое тело противопоставляется неживому, кристаллическому телу с упорядоченным расположением молекул. Сейчас электронная микроскопия обнаруживает в клетке области, где мельчайшие элементы строения расположены в строго определенном порядке, кристаллоподобно. Еще не доказано, что эти кристаллоподобные области клетки обладают всей полнотой жизненных функций. Если это подтвердится, то придется расстаться с удобным для классической биологии противопоставлением живого и неживого, искать новых определений живого.
Мы приближаемся к возможности уже непосредственно разглядеть тот переходный рубеж между живым и неживым, на котором молекулы «оживают» и взаимодействие между ними становится движущей силой жизни. Так будет сделан еще один шаг к раскрытию тайны происхождения жизни на Земле.
Страницы современной науки, на которых описывается строение вирусных частиц, являются одними из самых увлекательных. Они, пожалуй, и не могли бы возникнуть без электронного микроскопа: размер частиц большинства вирусов менее 0,0002 миллимикрона и «разглядеть» их через световой микроскоп нельзя.
Описать и классифицировать вирусные частицы в общих чертах удалось еще на заре электронной микроскопии — почти два десятка лет назад, когда техника дала возможность увеличивать исследуемые объекты в 10–20 тысяч раз. Частицы оказались разнообразными по форме; они напоминали шары, кирпичики, палочки, нити. В 50-х годах XX века было обнаружено, что вирусные частицы весьма похожи на крошечные клетки: у них нашли центральное ядро, белковую протоплазму, две — три оболочки и другие детали, — совсем как у настоящей клетки, только в миллионы раз мельче.
Ученые увидели, как из вирусной частицы вырастают тонкие щупальца, имеющие общую с ней оболочку. Поверхность вирусной частицы оказалась покрытой сложной мозаикой молекул. Все чаще находят вирусные частицы, состоящие из клубка мельчайших волоконец. Волоконца в свою очередь состоят из двойной спирали, витки которой хорошо видны в электронный микроскоп. А это не что иное, как витки знаменитой ныне дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) — законодательницы наследственности всех живых организмов.
Пройдет еще немного времени и путешествие в глубины вирусной частицы станет обычным занятием микроскописта. И тогда уже наверняка исследователи расшифруют механизм передачи из поколения в поколение коварных свойств вирусных частиц, раскроют удивительную тайну — как удалось природе упаковать в такой малый объем вирусной частицы столь сложные, устойчивые и в то же время удивительно приспособляемые свойства.
Ведь вирусная частица во время своих блужданий по «безбрежным» просторам зараженной клетки попадает в различные условия существования. Клетка активно сопротивляется размножению вируса, выбрасывает его, пытается нарушить его обмен веществ. За это время вирусу «приходится решать» сложнейшие задачи борьбы с клеткой, и он не только решает их, но и остается самим собой, да еще порождает сонмы себе подобных.
Представим себе эпидемии гриппа, вызываемые вирусом, которые поражают население целых материков в течение немногих недель. Это ли не поразительная приспособляемость и активность крошечного комочка живого! Нам необходимо проникнуть в тайну этого стремительного распространения и научиться использовать ее на благо человечества, научиться таким же путем и так же стремительно распространять, скажем, живые вакцины против вирусных инфекций или какие-то специально создаваемые вещества, повышающие сопротивляемость человеческого организма к болезням.
Каких успехов достигнут биология и медицина, когда мы сумеем придать лекарственным препаратам активность вируса! Каких успехов достигнет кибернетика, если ученые научатся создавать мелкие, емкие и стойкие ячейки памяти для своих счетнорешающих машин!
Сначала присмотримся к природе, потом поймем ее, затем повторим ее, а там и улучшим! И на первом этапе «присматривания» к новому микроскопическому миру электронный «глаз» отлично справляется со своими нелегкими обязанностями разведчика.
Многого ждет от электронного микроскопа и медицина. Он уже серьезно помог ей в изучении вирусов — возбудителей многих десятков тяжелых массовых заболеваний, в частности гриппа, кори, полиомиелита. Исключительный интерес представляют исследования злокачественных опухолей. Во многих видах таких опухолей с помощью электронного микроскопа в последние год — два найдены вирусоподобные частицы. Они еще не изучены, их пока не удается выращивать в условиях лаборатории. А может быть, именно на этом пути или во всяком случае только благодаря электронно-микроскопическому проникновению в скрытые еще от нас сегодня тайны клетки будет решена проблема ранней диагностики злокачественных опухолей, обнаружения и уничтожения их задолго до того момента, когда они становятся опасными для жизни больного.
Ранняя диагностика заболеваний, по-видимому, станет одной из наиболее важных и эффективных областей применения электронного микроскопа в медицине. Серьезной помощи электронного микроскопа можно ждать в раскрытии причин и механизмов многих инфекционных и неинфекционных болезней.
* * *
Сегодня еще трудно судить о функциях тех мельчайших деталей строения живого, форму которых мы уже можем объективно увидеть, измерить, сфотографировать и даже в известных пределах химически проанализировать. Специалисты по изучению функций организма — физиологи — еще не проникают в такие глубины, на которых уже довольно уверенно чувствуют себя морфологи, изучающие форму и строение живого. Увеличивая с помощью микроскопа изображение деталей строения, мы еще не умеем, образно говоря, так же увеличивать в сотни тысяч раз и функцию. Собственно говоря, так было всегда. И от этого разрыва больше всего страдают сами морфологи, ибо они-то и попадают в положение человека, который «видит, но понять не может».
Знание нового, ранее невиданного мира станет полноценным, когда мы начнем изучать не только формы мельчайших деталей клеток и тканей, но и их динамику, их функции, их взаимосвязь.
Классическая биология достигала крупных успехов именно тогда, когда сочетала изучение формы и функции в едином методе. Электронная микроскопия привела к разрыву достигнутого ранее единства и нарушила стабильность многих установившихся принципов. Возникла напряженная, творческая, животрепещущая ситуация. Она чревата большими надеждами и разочарованиями, крупными научными открытиями и переворотами, — всем тем, что создает предпосылки для научного подвига.
Едва различимые точки на снимке — частицы бактериофага, видимые в световом микроскопе при увеличении в 4 000 раз
Отдельный участок поля, увеличенный с помощью электронного микроскопа в 30 000 раз
Увеличение в 300 000 раз позволяет детально рассмотреть строение бактериофага
Жизнь в космическом корабле
Кандидат медицинских наук А.А. Гюрджиан
Двадцатый век — век бурного развития всех областей знания. Но, пожалуй, самое знаменательное событие текущего столетия в науке и технике — это проникновение человека в космос.
Успехи Советского Союза в освоении космоса свидетельствуют о неиссякаемой созидательной силе нашего народа, уверенно строящего коммунизм. Групповой полет на кораблях «Восток-3» и «Восток-4» — это новый триумф советской науки.
Если Ю. А. Гагарин был в космосе около двух часов, то Г. С. Титов — 25 часов, П. Р. Попович — 71 час, а А. Г. Николаев — 95 часов. В будущем космические полеты будут еще продолжительнее. Чтобы облететь Луну и вернуться, нужно несколько суток; месяцы и годы может длиться полет к другим планетам солнечной системы.