В нем развиваются яйца, и, плавая по волнам, медузы разносят их по всему океану. Вылупившиеся из яиц личинки опускаются на дно и превращаются в кустистых полипов, чтобы все начать сначала.
На границе двух миров
Зоологи и ботаники давно спорят о жгутиконосцах — растения они или животные?
Предмет их спора столь невелик, что простым глазом его не увидишь. Жгутиконосцы микроскопические существа — живые «шарики», «колбаски», «лодочки» с хвостиками. «Хвостики» тонкие, жгутиковидные, они ударяют ими по воде и плывут.
В каждой луже миллиарды жгутиконосцев. Под микроскопом видно, что цветом они зеленые: полным-полно у них под прозрачной «кожицей» хлорофилловых зернышек. Значит, это растения?
Решить не просто.
Тысячи хвостатых шариков, словно молекулы в тепловом движении, беспорядочно скачут в капле воды. Вот одни наткнулся на бактерию. Втянул ее в миниатюрный «ротик» и… проглотил. У растений нет ртов. И глаз тоже нет. А у жгутиконосцев есть «карие» глазки. Обычно это просто бурое или красноватое пятнышко, воспринимающее свет. Но иногда оно углублено в виде чаши, в которой лежит линзовидный комочек крахмала. Он прозрачный — это хрусталик первородного глаза.
Так это животное?
Все зависит от погоды: в солнечный день, когда много света, жгутиконосцы скорее растения. Занимаются фотосинтезом: из углекислого газа и воды изготавливают сахар. Им и питаются. В пасмурную погоду, когда света мало, некоторые из них переходят на другую диету: ловят бактерий и мелкие водоросли.
Поэтому и нелегко биологам решить, с кем же они, наконец, имеют дело. Зоологи считают, что жгутиконосцы простейшие животные[20]. А ботаники числят их в разряде низших водорослей.
Вирусы — полная противоположность жгутиконосцам: они не принадлежат, по-видимому, ни к растительному, ни к животному царству. Они тоже стоят на рубеже двух миров, но рубеж этот особенный: разделяет природу живую и неживую.
Вирусы были открыты 70 лет назад нашим соотечественником Дмитрием Ивановским. Он исследовал причины заболевания табака. Это была странная болезнь: листья растения покрывались мозаикой из темных и светлых пятен, скручивались и поникали, словно загнивали на корню. Ученый решил процедить сок больного растения через самый надежный бактериальный фильтр, такой фильтр, который не пропускает микробов[21]. Затем отфильтрованным соком Ивановский смазал здоровое растение. Вскоре ткань на его листьях тоже стала отмирать. Значит, сок был заражен какими-то возбудителями, настолько мелкими, что они прошли даже через фарфоровый фильтр, задерживающий всех бактерий. Возбудителей назвали фильтрующимися вирусами (вирус — по-латыни значит яд).
Опасные болезни растений, животных и человека вызывают «живые яды»: оспу, бешенство, корь, полиомиелит, грипп и, возможно, рак. Изучено уже много разновидностей вирусов. А в 1935 году американский биохимик Стенли открыл самое поразительное их свойство. Как и Ивановский, он экспериментировал с вирусами табачной мозаики. Выделил их из табачного сока, изолировал от привычной среды, и вирусы вдруг потеряли все свои жизненные свойства. Превратились в… кристаллы. Обычные вроде бы кристаллы, как у соли или сахара. Вирус, писал Стенли, стал «мертвым, как камень». Кристаллический вирус не размножается. Но стоит вновь ввести кристаллы, казалось бы, безжизненного вещества в ткани зеленого табака, как они тут же «оживают», быстро размножаются и заражают все растение.
Размножаются вирусы совсем по-особенному, как никто больше в природе. Они не делятся, не почкуются и не прибегают к помощи половых клеток. Нет, они действуют по методу кукушки: проникнув в живой организм, «заставляют» его строить из запасенных для собственных нужд питательных веществ… новых вирусов. Размножающийся вирус лишь дает указания «терроризированной» им клетке, по какому плану изготавливать его детей, и следит, чтобы работа велась строго по нужному ему образцу. Образец — те несколько генов, из которых, по существу, и состоит вирус. Они построены из нуклеиновых кислот и содержат зашифрованный код его наследственности.
Нуклеиновое «тельце» вируса спрятано, словно грифель в карандаше, в белковой муфте. Это его броня. Но когда вирус проникает в живую клетку, он оставляет белковые доспехи у ее порога, снаружи, вне клетки, хотя некоторую часть белка, по-видимому, забирает с собой.
Клетка, израсходовав все жизнетворные соки на воспроизведение чужих детищ, конечно, гибнет, перегруженная паразитами, которых сама произвела на свет под дулом, так сказать, пистолета нуклеиновых кислот вируса.
Поскольку вирусы не могут размножаться без помощи других организмов и вообще теряют всякие жизненные свойства, если изгнать их из этих организмов, некоторые ученые не считают вирусы живыми существами. Это группы генов, говорят они, заключенные в защитную белковую оболочку.
В некоторых вирусах можно убить живое начало, разрушая их молекулярные структуры ультразвуком. Они перестают после этого размножаться, но свои физические свойства не теряют — не распадаются, не растворяются, не загнивают, как любое мертвое тело, а лишь кристаллизуются.
Мельче вирусов нет существ на нашей планете. В обычный оптический микроскоп даже с очень большим увеличением их не увидишь. Наблюдать за вирусами можно только с помощью электронного микроскопа. В нем стеклянные линзы заменены электромагнитными, а световой луч — потоком электронов. Электронный микроскоп дает увеличение в 300 тысяч раз!
Самые маленькие вирусы — размером не более двух с половиной миллимикрон, то есть около двух миллионных миллиметра.
Крупные двухсотмиллимикронные вирусы, возбудители оспы, кроме белка и нуклеиновых кислот, содержат в своем шаровидном тельце немного жиров и углеводов[22].
В последние десятилетия микробиологи открыли немало и других ультрамикроскопических созданий. Они близки к вирусам по размерам или образу жизни, но отличаются от них некоторыми свойствами. Например, риккетсии, возбудители сыпного тифа, или наши друзья бактериофаги — пожиратели бактерий. Вирусы «вирусов»! Так называемые PPLO и L-формы — по-видимому, осколки бактерий с разрушенной клеточной оболочкой. Наука лишь приоткрыла дверь в этот полный неведомых тайн микромир, раскинувший свои владения у самых истоков жизни.
Законсервированный квант жизни
Мельчайшие из существ, которые можно увидеть в оптический микроскоп (кроме некоторых риккетсий), — это бактерии[23]. Но и они еще очень малы: тысячи микробов могут комфортабельно разместиться на острие иголки. Когда б бактерии размером были с карандаш, человеку (если в том же масштабе увеличим и его рост) буквально море бы стало по колено. Без труда он шагал бы через горы, так как сам был бы вчетверо выше Эвереста.
У бактерий дурная слава. Всем известно, что они причиняют нам опасные болезни: туберкулез, брюшной тиф, дизентерию, холеру, проказу. Но многие ли знают, что есть и полезные бактерии? Мало даже сказать полезные — просто необходимые нам! Жизнь на Земле была бы невозможна без бактерий.
Бактерии насыщают почву азотом, повышая ее плодородие, образуют и самоё почву, помогают людям заквашивать огурцы, капусту и силос для скота, приготавливать сыры[24], простоквашу, уксус и льняные ткани. Поселяясь в кишках, они переваривают за нас неудобоваримую пишу. Они же освещают мрачную бездну моря призрачным сиянием живых огней, преобразуя в свет особые вещества, которые находят в «карманных фонариках» глубоководных рыб и кальмаров.
Форма тела у бактерий бывает трех типов: круглая, спиральная и палочковидная.
Круглых бактерий называют кокками: монококками, когда это одиночные шарики, диплококками, когда они двойные, тетракокками, когда соединены вместе четыре шарика, сарцинами — если шариков восемь или больше, стрептококками, когда круглые бактерии образуют цепочку, словно нанизанные на нитку бусинки, и стафилококками, если они громоздятся беспорядочной кучей.
20
Простейших животных тоже объединяет общий план строения: тело их состоит всего из одной клетки. Это инфузории, амебы, корненожки, раковинки которых после того, как они умерли, слежались на дне морей и образовали мел и известняки.
22
Все вирусы, паразитирующие на животных, похожи на шарики, кроме палочковидного возбудителя полиомиелита.
23
Некоторые ученые считают, что бактерии низшие существа, из которых произошли все высшие животные и растения. Но более вероятно, полагают другие, что это разнородные группы организмов, не связанные между собой родством. Одни из них близки к зеленым растениям, другие к грибам, третьи к жгутиковым, четвертые, наконец, ни на кого не похожи.
24
Насколько деятельное участие принимают бактерии в сыроварении, показывает следующий факт: в одном грамме только что приготовленного сыра можно насчитать до 33 миллионов, а в сырной корочке — даже 150 миллиардов бактерий.