Новомир Васильевич Лысогоров

Когда отступает фантастика

Художник Радий Матюшин

Вместо введения

Много миллиардов лет прошло с тех пор, когда из космической пыли первичной туманности образовались солнечная система и наша планета — Земля. Ландшафт и внешние условия на этой тогда еще необитаемой планете были совсем не похожи на окружающие нас. Воды древних морей и океанов покрывали лишь небольшую часть суши, а воздух был нацело лишен кислорода.

В воде морей и океанов молодой Земли постепенно накапливались различные углеродистые соединения, вымываемые древними реками из горных пород и потоками ливней из первичной земной атмосферы. Под влиянием ультрафиолетового излучения Солнца, космических частиц, электрических разрядов простые соединения углерода изменялись, усложнялись, становились более разнообразными. Наконец 2–3 миллиарда лет назад в водоемах юной Земли зародились прототипы современных бактерий и водорослей — примитивные микроскопические существа, уже способные, однако, питаться, расти и размножаться.

Существа эта были столь же не похожи на современных животных и растения, сколь условия их жизни отличались от наших. Так, первые существа не дышали — им просто нечем было дышать, ибо в атмосфере Земли еще отсутствовал кислород. Энергию, позволяющую расти и размножаться, они черпали из химических превращений простейших углеродистых соединений, растворенных в воде.

Иногда среди первожителей нашей планеты возникали новые существа, способные питаться иной пищей. Так, место сахара и крахмала в их рационе могли занимать входящие в состав земной коры неорганические химические вещества, содержащие серу или железо. Питаясь столь «невкусной» пищей, они отнюдь не погибали. Напротив, когда они попадали в подходящие условия, наступало бурное размножение, количество их неуклонно нарастало, а их массу уже можно было исчислять сотнями тысяч тонн.

Они заселяли все новые и новые участки земной поверхности. Столь непривередливые в пище, они проникали всюду, где только оказывалась вода. Они «съедали» целые пласты различных горных пород. Мириады их отмирали, мириады крошечных мертвых телец оседали на дно водных бассейнов, образуя древние осадочные породы биогенного происхождения, составленные из «переплавленных» в микроскопических живых «печах» различных химических соединений, послуживших им пищей. Толщи осадочных пород, покрывавшие дно древних водоемов, при различных геологических сдвигах выносились на сушу. Так уже первые обитатели Земли приняли участие в изменении ее внешнего облика, в изменении химического строения ее поверхностных слоев.

Но этого мало. Естественный отбор создавал новые, все более совершенные формы живых существ, все более экономично использующие энергию, скрытую в простых окружающих их химических веществах. Наконец появились существа, способные «питаться»… солнечным светом. Возник фотосинтез. Древние прототипы наших земных растений научились строить белки своего тела прямо из молекул воды и углекислого газа, при помощи квантов солнечных лучей. И как продукты отхода производства «солнечных консервов» в первичную атмосферу Земли стали поступать кубические километры кислорода.

Земной шар оделся кислородной оболочкой. В верхних слоях атмосферы возник защитный слой озона, предохраняющий от нередко гибельной бомбардировки квантами ультрафиолета. Условия на Земле коренным образом изменились. И это сразу же сказалось на образе жизни ее обитателей.

Появились живые существа, способные дышать. Дыхание, окисление кислородом воздуха различных органических соединений — наиболее выгодный в энергетическом отношении процесс. Эволюция дышащих живых существ пошла ускоренным темпом.

Вместе с ростом «населения» земного шара менялся его состав. Теперь основную массу обитателей водных бассейнов составляли организмы, способные дышать. Началось освоение суши. Но и возникновение многоклеточных животных и растений и дальнейшее развитие их вплоть до высших цветковых и человека происходило в уже довольно стабильных внешних условиях, почти не отличающихся от современных.

Итак, весь процесс развития жизни на Земле не только начался с первичных простейших организмов, но и стал возможным благодаря их жизнедеятельности. Первые микроскопические живые существа и были творцами биосферы — мощной живой пленки, покрывающей нашу планету.

Можно прямо сказать, что все великое многообразие жизни на Земле, созданное эволюцией, было порождено миром микробов. А многообразие это поистине велико.

Сейчас даже трудно подсчитать, сколько различных видов живых существ обитает на нашей планете. Так, зоологи полагают, что существует 1,5 миллиона видов животных. Число же различных видов растений составляет 500 тысяч, а по другим подсчетам — миллион. Конечно, в будущем эти цифры придется увеличить. Ежегодно ученые открывают и описывают десятки до того не известных видов. А ведь нога человека еще не ступала на колоссальные подводные материки, где в сумеречных лесах малоизученной подводной флоры наверняка обитают многие неведомые науке существа.

Но, породив весь огромный мир высших организмов, микробы в то же время сделали его средой своего обитания. Миллионы посторонних жильцов населяют тело каждого животного и растительного организма. Мир микробов буквально заполняет и небо, и землю, и море. Бактерии, кокки, спириллы, макроскопические грибы и их споры насыщают и воздух, и воду, и почву.

И нет такой среды на Земле, где бы не могли существовать микробы. Многие из них легко обходятся без кислорода. Это так называемые анаэробы.

Термофильные (теплолюбивые) микроорганизмы не гибнут, если их кипятить 100 часов.

Одни бактерии процветают и размножаются в арктических морях при температуре –7 градусов; другие выживают после погружения в жидкий гелий, температура которого близка к абсолютному нулю.

В Италии, в минеральных источниках, найдены бактерии, прекрасно себя чувствующие в насыщенном растворе борной кислоты. Есть микробы, способные существовать в таких ядовитых средах, как хлористая ртуть, медный купорос, селитра.

Вообще в этом удивительном мире понятия «пища» и «яд» совершенно не укладываются в привычные житейские представления. Так, есть бактерии, для которых сахар — яд. Но есть и другие, которые питаются раствором карболовой кислоты — той самой карболки, что обычно употребляется для уничтожения микробов.

Хитин, из которого состоит панцирь рака, с большим трудом поддается воздействию кислот. Но для некоторых микробов это вполне «удобоваримая» пища. Чтобы разложить каолин (белую глину), необходима температура около 1000 градусов. Микробы же в подобных случаях обходятся температурой обычной.

Известно, как губительно действует на все живое ионизирующая радиация, но советский микробиолог, член-корреспондент Академии наук СССР Анатолии Евсеевич Крисс высказал предположение, что существуют микроорганизмы, способные использовать энергию, выделяющуюся при радиоактивном распаде веществ. Правда, с этой гипотезой многие не согласны, и сейчас очень трудно сказать, окажется ли она вообще правильной. Но даже если и не признавать за микроорганизмами способности существовать за счет энергии радиоактивного распада, из приведенных примеров видно, сколь велика приспособленность обитателей мира микробов.

Однако микробы не только приспосабливаются к различным условиям внешней среды, но и сами активно влияют на окружающую среду, делая ее более пригодной для обитания. Простой пример: когда для бактерий или грибов среда оказывается слишком кислой, они ее нейтрализуют; когда же слишком щелочной, они ее подкисляют. Все это достигается выделением десятков и сотен разнообразных химических веществ. В том, что мириады различных микроорганизмов в процессе своей жизнедеятельности потребляют одни вещества и выделяют другие, и проявляется влияние мира микробов на живую и неживую природу нашей планеты, влияние, обеспечивающее возможность существования высших организмов.

Тысячи видов одноклеточных водорослей и всевозможных бактерий, потомки примитивных первосуществ, поддерживают количество кислорода в земной атмосфере на том уровне, который столь благоприятен для жизни; осуществляют гигантский круговорот веществ в природе; поглощают удушливый углекислый газ; «убирают» трупы себе подобных и высокоразвитых собратьев; создают плодородные почвы; очищают водоемы.

Но существует и оборотная сторона медали. Ведь если одни обитатели мира микробов своей деятельностью создают условия существования жизни на Земле, то другие его представители в то же время собирают обильную жатву смерти.

Трудно даже себе представить, как много различных болезней растений, животных и человека вызывают микроорганизмы. И если даже оставить в стороне страшные эпидемии чумы, холеры, гриппа и других болезней, унесшие за всю историю человечества миллионы и миллионы жизней, проблема продления жизни людей — это прежде всего проблема борьбы с болезнетворными микробами. Ведь за многие тысячелетия существования человечества ни один человек на Земле не прожил отведенного ему природой срока и не умер естественной физиологической смертью от старости. Таково мнение современной науки. Причиной смерти всегда было какое-нибудь нарушение жизненного процесса, а не его логическое завершение, называемое физиологической смертью. И если устранить все моменты, укорачивающие жизнь, человек может дожить до двухсотлетнего возраста, то есть естественного отведенного ему природой срока.

Задача науки — сделать «второй век» жизни достоянием каждого. И хотя не все болезни имеют инфекционный характер и не всегда в их основе лежит действие именно болезнетворных микробов, борьба с болезнями — это борьба за долголетие человека, за приближение его жизни к естественному пределу.

Но было бы неверным думать, что изучение огромного мира микробов и вирусов имеет целью только решение проблемы продления жизни человека. Успехи микробиологии и вирусологии последних десятилетий так велики, что разрешение многих важных общебиологических проблем оказалось связанным с изучением строения и образа жизни вирусов и микробов. Это прежде всего относится к проблеме наследственности, выяснению механизмов синтеза белка, проблеме… Впрочем, не будем забегать вперед. Скажем только, что, раскрыв многие тайны микроскопических существ, наука сегодняшнего дня стала перед новыми волнующими загадками этого удивительного мира.

Борьба миров

Я должен заранее предупредить читателя, что в этом очерке он не встретит ни пауконогих уэллсовских марсиан, ни воинственных покорителей многих галактик с Альдебарана, блестяще описанных Станиславом Лемом. И вообще речь пойдет не о космосе. Но война будет. С наступлением и обороной и даже с применением химического оружия.

Вакцины и сыворотки

Со времени великих открытий Пастера предупреждение инфекционных заболеваний сводилось главным образом к использованию вакцин, то есть ослабленных или убитых возбудителей заразных болезней. Искусственное введение таких микроорганизмов создает у животного или человека невосприимчивость к заболеванию — иммунитет.

В чем же тут секрет?

Оказывается, стоит чужеродному белку (в том числе и микробному) попасть в организм, как в крови и тканях образуются особые вещества. Ученые их назвали антителами. И когда в тот же организм снова попадут те же белки (читай — микробы), антитела нейтрализуют их.

Казалось бы, инфекционные болезни не должны больше представлять угрозы для человечества, коль скоро в руках медицины есть такое мощное оружие, как вакцины. Но… Собственно, здесь не одно «но», а несколько. Во-первых, антитела образуются далеко не на всю жизнь и не у всех людей одинаково. Во-вторых, и это большая беда, антитела обладают способностью воздействовать только на те вещества (белки), которые вызвали их образование. Другими словами, они специфичны. Если, например, морской свинке ввести убитую культуру холерных вибрионов, то образуются антитела, специфически действующие только против возбудителей холеры, но совершенно бессильные против других даже менее опасных микробов.

А возбудителей болезней великое множество, и создать вакцины против каждого из них просто невозможно. Да и получить ослабленную культуру микробов — дело не всегда легкое.

Семь лет непрерывных пересевов в неблагоприятных для данного микроорганизма условиях понадобилось французским ученым, чтобы получить ослабленную культуру возбудителя туберкулеза — палочки Коха. Этот закаленный микроб выдерживает температуру +110 градусов и не гибнет при охлаждении до –7 градусов. Впрочем, управа была найдена и на палочку Коха. Но это особая история.

Итак, использование защитных свойств организма — иммунитета — не всегда предотвращает заболевания. Инфекционные болезни существуют, и их надо лечить. А как? Можно вводить в организм сыворотки. Их получают из крови животных, обладающих иммунитетом, и поэтому они содержат антитела. Это мощное средство. Тысячи людей были спасены сыворотками, и все-таки полностью проблема лечения инфекционных болезней таким путем не могла быть решена. Ведь принцип оставался прежним. Чтобы получить сыворотку, надо иммунизировать животное, ввести в его организм именно тех возбудителей, против которых сыворотка будет использована. Но возбудителей-то тысячи.

Воспаление легких вызывается пневмококками. Но есть несколько типов пневмококков (I, II, III и т. д.), и антитела, полученные против одного типа, безвредны для другого. И ученые, не отказываясь от вакцин и сывороток, вынуждены были искать иные пути в борьбе с инфекционными заболеваниями.

«Магические пули»

Немец Пауль Эрлих был человеком веселым и шумным. Глядя в его лучистые глаза, мало кто догадывался, что их хозяину далеко не весело. Лишь самые близкие из друзей Эрлиха знали, что его постоянно преследует мысль о несовершенстве методов медицины и безоружности врачей против многих болезней.

«Нельзя, нельзя лечить людей вслепую, на ощупь, в надежде на одну только спасительную природу человека! Вакцины и сыворотки — как это мало! — думает он. — Ведь должны же быть другие способы уничтожения болезнетворных микробов! Их только надо найти».

И Эрлих ищет. Он верит, что есть «магическая пуля», которая может убивать микробов, не причиняя вреда организму хозяина. Это должно быть какое-то химическое вещество. Но химических соединений много, очень много.

И опыт идет за опытом. Испытываются сотни химических препаратов. Результаты все время отрицательные. Как правило, препараты либо не действуют на микробов, либо оказываются вредными и для самого организма. Но Эрлих не падает духом от неудач. Он только чаще повторяет свою излюбленную фразу: «Нужно научиться стрелять по микробам „магическими пулями“», — и тотчас начинает испытывать новую серию химических соединений.

На чем же основывается эта безудержная вера, питающая ученого? Может быть, это просто фанатизм? Нет, у Эрлиха есть серьезные основания верить в то, что химия даст медицине «магическую пулю».

Он родился в 1854 году и учился в эпоху бурного развития химической промышленности в Германии. Особенно быстро росла тогда химия красителей. На огромных заводах красителей химики испытывали тысячи и тысячи различных химических соединений.

Эрлих еще в юности увлекся окраской тканей человека и животных.

Опытов ставилось много. Уже тогда Эрлих отличался завидным упорством. В одном из экспериментов в ушную вену кролика была введена метиленовая синька. Разлившись по кровяному руслу, краска, к удивлению исследователя, окрасила в голубой цвет только окончания нервов. Это было нечто новое. Удача окрылила Эрлиха, и работа продолжалась до тех пор, пока не был сформулирован четкий обоснованный вывод: окрашивание тканей организма происходит избирательно, каждая ткань удерживает лишь определенный краситель. Например, нервную ткань окрашивает метиленовая синька, и только она.

Хорошо, значит, таким путем можно изучить расположение нервных клеток. А как ведут себя по отношению к красителям микроорганизмы?

И вот наблюдательный ученый замечает, что болезнетворные паразиты, поселившиеся в высшем организме, впитывают в себя некоторые красители лучше, чем клетки хозяина. Дальше Эрлих начинает рассуждать как химик. Почему дифтерийный токсин (яд, вырабатываемый возбудителем дифтерии) поражает сердечную мышцу, а столбнячный — нервные клетки? Значит, между молекулами токсинов и тех клеток, которые они поражают, существует химическое сродство. Значит, если какие-нибудь молекулы, обнаружив химическое сродство к токсинам, соединятся с ними, то микробные яды будут нейтрализованы, а ткани организма останутся здоровыми. Но ведь это новый способ лечения болезней!

Так родилась идея «магической пули» — целебных антитоксинов.

Идет 1904 год. Эрлиху 50 лет. Он уже многое сделал в науке и руководит Французским институтом серотерапии, но «магическая пуля» еще не найдена.

Со своим ассистентом, японским врачом Шига, Эрлих ставит огромное количество опытов. Они ищут средства борьбы с опасным паразитом трипанозомой. Микроскопическая инфузория — у нее вытянутое тельце с ядром и двумя жгутиками на концах — почти вездесуща. Она живет паразитом в крови птиц, рыб, лягушек, млекопитающих, обнаружена и в крови человека.

Эрлих торопится. Он пробует краситель за красителем и, наконец, получает обнадеживающие результаты. Их дают особенно активные красители: трипановый синий и трипановый красный. Кажется, «магическая пуля» вот-вот будет найдена. И снова опыты, опыты, опыты…

Эрлих еще не знает, что самая крупная победа впереди, а имя его будет напечатано в золотой книге медицины рядом с Пастером, Кохом, Мечниковым, Пироговым, Павловым. И одержит он эту победу не над трипанозомой, а над другим, еще более страшным микробом — бледной спирохетой — возбудителем сифилиса.

В 1905–1907 годах химиками был выпущен препарат мышьяка под названием атоксил (нетоксичный, неядовитый). Эрлих его испробовал.

Трипанозом препарат убивал, гибли от него и спирохеты. Победа? Нет. Препарат оказался все-таки токсичным для высших организмов. И Эрлих решил переделать атоксил, чтобы тот действительно стал безвредным для больного. Работа эта потребовала необыкновенного терпения и упорства.

Под руководством Эрлиха химики синтезировали одно производное атоксила за другим, и каждое проходило полный курс испытаний на животных. Тысячи мышей и морских свинок были принесены в жертву во время этой битвы исследователя с двумя едва видимыми под микроскопом злейшими врагами человечества.

Но вот в 1909 году препарат № 418 дал обнадеживающие результаты. Однако, как вскоре выяснилось, радость была преждевременной. Пришлось отказаться и от этого препарата. По-прежнему полный энтузиазма и веры в свою «магическую пулю», Эрлих продолжал поиски. Наконец в мае 1909 года в одном из опытов соединение № 606 уничтожило всех трипанозом, не убив при этом ни мышей, ни свинок. Немногим позже состав испробовали и на кроликах, зараженных сифилисом. В течение трех недель животные были излечены.

Эрлих нашел «магическую пулю».

Она била прямо в цель, уничтожая паразита и не нанося вреда тканям хозяина. Найденное лекарство Эрлих назвал «сальварсаном», что значит в переводе «спасающий мышьяком». Так был создан первый антимикробный препарат и этим заложены основы новой мощной науки — химиотерапии инфекционных болезней. Медицина получила новое оружие в борьбе с микробами.

Химиотерапия развивалась быстро. Не прошло и двух десятилетий, как появилась еще одна «магическая пуля» — сульфамидные препараты. Производные серы оказались эффективными против многих кокковых инфекций: менингококков, пневмококков, гонококков. Особенно хорошие результаты получались при комбинированном лечений вакцинами и химическими препаратами. И все-таки в борьбе против некоторых микробов сульфамиды были бессильны. Здесь врач по-прежнему оставался безоружным. К тому же, когда бактерии внедрялись в омертвевшие или воспаленные ткани, то становились для сульфамидов недосягаемыми. Да и вне организма, в лабораторной культуре, сульфамиды не всегда могли справиться с микробами. Препараты легко расправлялись с разведенной культурой, где микробы присутствовали в малых концентрациях, но приостановить рост свежих, неразведенных культур не могли.

И все-таки значение химиотерапии нельзя переоценить. И по сей день создаются все новые и новые препараты. «Магические пули» уничтожают несметные количества болезнетворных микробов. Но микробы не сдаются. Они берут числом. При лечении болезни мириады болезнетворных бактерий гибнут от действия химических препаратов, мириады, но иногда не все. А из этих «недобитых» (и стало быть, устойчивых) возникают новые штаммы, на которые препарат уже не действует.

Борьба продолжается. Человек, совершенствуя старые, испытанные способы борьбы, ищет новые пути уничтожения болезнетворных микробов.

Микробы против микробов

Со времен Дарвина известно, что мир — вековая арена борьбы за существование всего живого. Смерть рано или поздно губит все, что неспособно выдержать эту борьбу, эту конкуренцию с более совершенными, более приспособленными к жизни существами. Однако, пожалуй, сам Дарвин не подозревал, что и в мире, который находится за пределами человеческого зрения, среди мельчайших живых существ, среди микробов, бушует та же вековая борьба за существование. Но кто с кем борется? Какие виды оружия используются при этом? Кто оказывается побежденным и кто победителем?

На эти и подобные им вопросы ученые нашли ответы далеко не сразу. Долгое время в распоряжении исследователей были лишь отдельные разрозненные наблюдения.

Еще в 1869 году профессор Военно-медицинской академии Вячеслав Авксентьевич Манассеин заметил, что, если на питательной среде поселилась плесень, на ней никогда не растут бактерии. В то же время другой ученый, профессор Алексей Герасимович Полотебнев, использовал на практике наблюдение своего коллеги. Он успешно лечил гнойные раны повязками с зеленой плесенью, которую соскабливал с лимонных и апельсиновых корок.

Луи Пастер заметил, что обычно бациллы сибирской язвы хорошо растут на питательном бульоне, но, если в этот бульон попадут гнилостные бактерии, они начинают быстро размножаться и «забивают» бациллы сибирской язвы.

Илья Ильич Мечников установил, что гнилостные бактерии, в свою очередь, подавляются бактериями молочнокислыми, образующими вредную для них молочную кислоту.

Известно было и еще несколько фактов такого же рода. Этого оказалось достаточно, чтобы зародилась мысль использовать борьбу микроорганизмов друг с другом в целях лечения заболеваний. Но как? И каких?

Вот если бы заглянуть в жизнь микромира, рассмотреть, что делают микробы в естественной обстановке, а не в искусственно выращенной лабораторной культуре. Ведь в одном грамме почвы, взятой где-нибудь в лесу или на огороде, содержится несколько тысяч спор плесневых грибов, несколько сотен тысяч других грибов-актиномицетов, миллионы бактерий различных видов, не говоря об амебах, инфузориях и других животных.

И, конечно, в таких тесных сообществах микробы вступают в самые различные взаимоотношения друг с другом. Здесь могут наблюдаться и случаи взаимопомощи — симбиоза, и ожесточенная борьба представителей разных микробных видов, так называемый естественный антагонизм микробов, и просто безразличное отношение друг к другу.

Но как это увидеть?!

…Киев. 1930 год. Опыт за опытом ставил доцент Киевского университета Николай Григорьевич Холодный, пытаясь найти «способ изучения микроорганизмов в их естественной обстановке». Такой способ им уже найден для микробов, обитающих в водной среде. Но как рассмотреть жизнь микробов в почве?

Собрав в окрестностях Киева образцы почв, Холодный по нескольку дней не выходит из своей лаборатории. К тому же университетская лаборатория — его дом. Квартира, где Николай Григорьевич жил раньше, была разрушена артиллерийским снарядом еще в 1919 году. С тех пор он поселился в лаборатории. Равнодушный к материальным благам и удобствам жизни, он даже считает, что устроился неплохо: можно работать в любое время суток.

Сейчас Холодный уже известный исследователь железобактерий, «крестный» нескольких дотоле науке неведомых видов из рода Лептотрикс. Пройдет несколько лет, и две его статьи, «Почвенная камера, как метод исследования микрофлоры» и «Метод непосредственного изучения почвенной микрофлоры», положат начало новому направлению в микробиологии. «Войны микробов» в их естественном состоянии станут предметом прямого изучения. Но пока пробуется один прием за другим, опыт следует за опытом. Многое из найденного Холодного не удовлетворяет, сложно. Во всех своих методических разработках он ищет простоты. Способ должен быть таким, чтобы им легко мог воспользоваться любой исследователь. Вот, например, острым ножом ученый делает вертикальный разрез в почве и вставляет в него четырехугольное стерилизованное стеклышко, стекло закапывается. Со временем оно покрывается почвенными растворами, мелкими частичками почвы, среди которых поселятся обитающие в ней микроорганизмы. Теперь остается только извлечь стекло и после специальной обработки рассмотреть его под микроскопом. Приставшие к стеклу частички почвы и микробы сохраняются в их естественном расположении, и, таким образом, можно наблюдать отдельные «кадры» из грандиозного фильма о жизни микробов в почве. Проще, кажется, не придумаешь.

Действительно, это было то, что так упорно искал Холодный. Он видел, как мир микробов жил своей бурной и тайной жизнью. Ежесекундно здесь шла ожесточенная борьба, приводящая к смерти одних обитателей и усиленному размножению других.

Теперь уже ученые знают, каким оружием пользуются различные виды микробов в своих непрекращающихся «войнах». Это не обязательно прямое уничтожение, как делают амебы и инфузории с бактериями. Очень часто микробы применяют и другие методы воздействия на своих врагов. Винные дрожжи, например, выделяют спирт, а уксуснокислые бактерии — уксусную кислоту. Такое «химическое оружие» угнетает развитие большинства других видов микробов, являясь для них ядом. Это как бы оружие против всех, кто посмеет приблизиться.

Однако в арсенале некоторых микроорганизмов встречается и оружие «персонального» прицела. Оно направлено только против некоторых видов микробов, угнетает только их и не поражает все остальные микроорганизмы. Как правило, такие вещества вырабатываются специально для нападения и защиты против микробов, с которыми первым приходится чаще всего сталкиваться в своей жизни. Вещества эти получили название антибиотиков.

Особенно много антибиотиков вырабатывают почвенные микроорганизмы. Это и понятно — ведь в почве отдельные виды микробов образуют целые скопления. Создав вокруг такого «поселения» зону антибиотической защиты, микробы находятся за ней, как за крепостной стеной. Причем она служит им не только надежной защитой, но в какой-то степени даже средством наступления, так как по мере роста колонии «крепостные стены» раздвигаются и его обитатели расширяют свои владения. Кстати, отсюда понятно, почему не вырабатывают антибиотиков водные микроорганизмы. В воде крепости не создашь, да и соседи здесь непостоянные. Тут нужно оружие против всех, кто посмеет приблизиться, — допустим, какая-нибудь кислота.

Близкое знакомство с почвенной микрофлорой показало, что почвенных микробов-антагонистов очень много и большинство из них для решения основного вопроса борьбы за существование «жить или не жить» вырабатывает антибиотические вещества, убивающие врагов.

Многолетние систематические исследования советского ученого Николая Александровича Красильникова показали, что особенно широко распространены в почве различные виды плесневых грибов и так называемые лучистые грибы — актиномицеты. И те и другие вырабатывают антибиотики.

У них это, пожалуй, единственное средство защиты против бактерий, для которых грибы являются лакомой пищей. Кстати, сами бактерии тоже вырабатывают антибиотики, но уже против почвенных амеб и инфузорий, охотящихся за ними. Этот интересный факт был впервые установлен профессором Александром Александровичем Имшенецким.

Итак, казалось бы, все просто. Микробов, вырабатывающих антибиотики, много. Остается только отобрать у них это оружие, выделить его в чистом виде и применять как лекарство против болезнетворных бактерий. Но не тут-то было!

Действительно, антибиотиков много. Так, только из почвы Подмосковья в лаборатории профессора Георгия Францевича Гаузе было выделено в чистую культуру 556 штаммов почвенных грибов, 234 из них оказались продуцентами самых разных антибиотиков. Большая часть штаммов (56 процентов) вырабатывала противобактериальные антибиотики; 23 процента были универсалы: их антибиотики подавляли и рост бактерий и рост других грибов; остальные владели оружием лишь против своих собратьев — грибов иных видов.

Богатый набор продуцентов антибиотиков имеет и почва других мест. Однако здесь повторяется история с «магической пулей» Эрлиха: антибиотики оказываются токсичными не только для возбудителей болезней, но и для организма человека.

С одной стороны, в природе великое множество антибиотиков, но использовать в качестве лекарственных препаратов можно лишь считанные единицы. Впрочем, это стало известно уже после того, как в поиски новых средств борьбы с болезнетворными микробами вмешался случай. И хотя ученые в своей работе на случай никогда не рассчитывают, а гипотезы и пути исследований строятся, исходя из уже известных закономерностей, в истории науки можно найти немало примеров, когда дальнейшее развитие определяла счастливая случайность. Но случай не слеп. «Судьба, — как сказал Пастер, — одаривает только подготовленные умы».

Так было и на этот раз.

Новое оружие

Лондон. 1921 год. Крошечная, рядом с лестницей, лаборатория Александра Флеминга. Из единственного окна виден кабачок на Фаунтин-аллее и Пред-стрит — улица, где теснятся антикварные лавочки.

Клетушка захламлена. На столе и полках громоздятся чашки и связки пробирок с культурами микробов. Флеминг не любит выбрасывать старый материал, и уже вышедшие из опыта культуры хранятся в лаборатории по нескольку недель.

— Вы слишком аккуратны! — говорит он своему помощнику Элисону, который с английской педантичностью ликвидирует перед каждым новым опытом все старые культуры. В устах ультракорректного и сдержанного шотландца это звучит как «вы недостаточно любознательны».

Сам Флеминг, прежде чем уничтожить выращенные поселения микробов, изучает их внимательно и долго: а вдруг произошло что-нибудь интересное и неожиданное?! Впоследствии он сформулирует свое кредо так: «Никогда не пренебрегайте ни тем, что кажется внешне странным, ни каким-либо необычным явлением: зачастую то ложная тревога, но это может послужить и ключом к важной истине».

Но пока никаких больших открытий не сделано. Сейчас он просто решил навести в лаборатории некоторый порядок. Впрочем, предоставим слово доктору Элисону. Вот как он описывает этот случай:

«Как-то вечером, это было через несколько месяцев после того, как я стал работать в лаборатории, Флеминг отбирал ненужные чашки Петри, которые уже стояли много дней. Взяв одну из них, он долго рассматривал культуру и, наконец, показал мне, сказав: „Вот это интересно!“ Я посмотрел. Агар покрылся большими желтыми колониями.

Но поразительно было, что обширный участок оставался чистым, за ним находилась зона, содержащая прозрачные, стекловидные колонии, и, наконец, третья зона, где колонии еще не приобрели прозрачность, но уже начали терять свою пигментацию.

Флеминг объяснил, что на этой чашке он, когда был простужен, посеял слизь из собственного носа. Зона, где была нанесена слизь, не содержала никаких колоний, стала стерильной. Он тут же сделал вывод, что в слизи находилось вещество, которое или растворяло, или убивало находящихся по соседству микробов и, распространяясь, воздействовало на уже развившиеся колонии.

— Да, это интересно, — повторил Флеминг. — Надо это повнимательнее исследовать.

Первым делом он окрасил культуру и увидел крупные кокки желтого цвета, видимо занесенные через окно с улицы. Затем он проверил действие носовой слизи на кокки, но уже не в чашке Петри, а в пробирке. Он приготовил культуру этих микробов и добавил к ней носовую слизь.

К нашему с ним удивлению, мутная от бесчисленного количества микробов жидкость через несколько минут стала совершенно прозрачной.

— Прозрачная, как джин, — сказал Флеминг.

Он тут же испробовал действие слез в подобных же условиях. Капля слезы растворяла микроорганизмы в течение нескольких секунд. Это было поразительное и захватывающее явление».

Надо признать, что наблюдаемое Флемингом и Элисоном явление и в самом деле было поразительным. В слезах содержалось вещество, способное с удивительной быстротой растворять некоторые микробы.

Активность этого вещества была необычайной. Ведь даже если в зараженный микробами бульон добавить антисыворотку и держать его в водяной бане, пройдет довольно много времени, прежде чем микробы растворятся, да и то не все. Здесь же, хотя пробирку согревало лишь тепло руки, за несколько секунд происходило полное растворение микробов. Найденное вещество было названо лизоцимом («лизис» — «растворение»).

Соответствующее имя получил и случайно залетевший в лабораторию микроб. Его назвали Микрококкус лизодестикус — микроб, дающий возможность наблюдать растворение.

Итак, Флемингом было сделано удивительное открытие. Что же ему помогло? Во-первых, конечно, случай, чудесное стечение обстоятельств. Ведь в чашку залетел именно тот микроорганизм, на который лизоцим оказывает наиболее сильное действие. И, во-вторых, необыкновенная любознательность и наблюдательность самого Флеминга.

Впрочем, здесь трудно сказать, что было ведущим — случай или наблюдательность. Скорее всего, одно определяло другое. И если Пастер говорил, что «судьба одаривает лишь подготовленные умы», то, по-видимому, так же верно, что подготовленный ум всегда найдет подарок судьбы. Получив такой подарок, Флеминг сразу решил, что это лишь начало пути. Прекрасный экспериментатор и широко образованный ученый, он знал, что открытие любого нового факта или явления всегда влечет за собой пересмотр каких-то уже укоренившихся в науке взглядов и возникновение новых теоретических построений, позволяющих объяснить открытие. И начинается это с вопроса: «Почему?» Такой вопрос: почему естественные секреты (выделения) организма обладают свойством убивать микробов, то есть почему они бактерицидны, и задал себе Флеминг.

Ответ напрашивался сам собой.

Конечно, для защиты уязвимых поверхностей. Со дня рождения любой высший организм соприкасается с тысячами тысяч самых разных микробов. Они проникают в нос, в рот, в кишечник, «лезут» в глаза. И конечно, чтобы не погибнуть, организм должен обладать средствами защиты от этих невидимых полчищ. Кровь со своей армией фагоцитов расправляется с микробами, проникшими во «внутреннюю среду» организма. Здесь защита обеспечена. Но ведь есть и незащищенные участки: слизистая оболочка полости рта и дыхательных путей, оболочки глаз, кожа. У них должны быть свои средства обороны, вещества, убивающие микробов. Лизоцим, по-видимому, и является таким естественным антисептиком.

Так рассуждал Флеминг.

Казалось бы, тут все логично. Но, увы, эти рассуждения, как говорят в науке, не согласовывались с существующей теорией; причем теорией, построенной таким великим авторитетом, как Илья Ильич Мечников, и разделяемой большинством микробиологов. Ведь давно известно, что кожа и слизистые оболочки защищаются от микробов «чисто механическим путем». «Природа, — писал Мечников, — для их защиты не употребляет антисептиков. Жидкости, которые омывают слизистую полость рта и поверхность остальных слизистых, либо совсем не бактерицидны, либо бактерицидны в незначительной степени. Благодаря слущиванию поверхностных клеток вместе с ними удаляются и микробы. Природа прибегает к этому механическому способу так же, как хирурги, заменившие применение антисептиков полосканием соленой водой».

Основную активную роль в борьбе с микробами Мечников отводил лейкоцитам — белым шарикам крови.

«Но, может быть, лейкоциты как раз потому и убивают микробов, что сами вырабатывают лизоцим?» — спрашивает себя Флеминг. Догадка оказалась правильной. Эксперимент и анализ показали, что кровь содержит лизоцим и располагается он главным образом внутри лейкоцитов. А если так, то лизоцим должен присутствовать везде, где живая ткань соприкасается с миром микробов, должен он быть и у растений.

И снова Флеминг оказался прав. Он обнаруживал лизоцим всюду: в полости рта, в сперме всех животных, в икре щуки, в женском молоке, в стеблях и листьях деревьев. Были исследованы все имеющиеся под рукой растения. Тюльпан, лютик, пион, крапива — все содержали лизоцим. Очень много его оказалось в репе. Однако все рекорды по содержанию естественного антисептика побил яичный белок. Разведенный в воде в отношении 1 : 60 000 000, он даже тогда продолжал растворять некоторых микробов.

Интересная деталь. Еще в 1913 году в русском журнале «Природа» была помещена заметка, в которой говорилось: «По исследованиям Коссивича, свежая скорлупа куриных яиц непроницаема для бактерий и грибов; напротив, в старых яйцах дело обстоит иначе. Установлено, что начиная с 8 недель яйцо становится доступным проникновению различных плесеней. В то же время способность белка уничтожать микробов тоже постепенно уменьшается».

Итак, факт бактерицидного действия яичного белка был открыт задолго до Флеминга. Но ведь констатация факта — это еще далеко не все. Ни теоретического обоснования, ни расширения опытов, ни попытки выяснить механизм действия и сделать какие-то общебиологические выводы не последовало. Факт остался фактом, а разразившаяся вскоре первая мировая война привела к тому, что он прошел почти незамеченным.

Флеминг же работал планомерно и целенаправленно. И вот он выясняет, что способностью растворять микробов обладали и такие, казалось бы, мертвые ткани, как волосы и ногти. Теперь Флеминг, читая лекции о естественных защитных силах организма, неизменно предлагал студентам исследовать срезы собственного ногтя, поместив их в суспензию микробов.

Почти мгновенное растворение микробных клеток поражало студентов «тем больше, — писал Флеминг, — что они перед этим слушали лекции физиолога, где им внушали, будто ноготь состоит из мертвой ткани».

Итак, лизоцим — это первая линия обороны организма от окружающих его микробов. Поначалу незначительное и как будто частное наблюдение в крохотной лаборатории Флеминга привело к пересмотру одного из пунктов общебиологической теории естественных защитных сил высших организмов. Человек узнал о новом и важном оружии, данном ему природой в борьбе с миром микробов.

Но на каких микробов действует лизоцим?

Флеминг ставит простой и очень показательный опыт: он испытывает действие человеческих слез на три группы микроорганизмов. Первая группа — 104 вида безвредных микробов, выделенных из воздуха лаборатории; вторая — 8 видов, болезнетворных для животных, но безопасных для человека; третья группа состоит из микробов, вызывающих болезни человека. Результат опыта: сильное действие лизоцима на 75 процентов микробов первой группы; сильное действие на вторую группу (погибает 7 видов из 8); на третью группу микробов (болезнетворных для человека) действие очень слабое.

Но Флеминг не обескуражен результатами. Он этого ожидал. Ведь болезнетворные микробы потому и вызывают заболевание, что им удается пробиться сквозь первую линию обороны организма. Значит, если найти способ повысить содержание лизоцима в организме, тогда, возможно бы, удалось остановить рост и болезнетворных микробов. Идея заманчивая. Здесь есть над чем поработать. Исследования продолжаются.

Идет 1928 год. В маленькой лаборатории Флеминга все так же тесно. Составленные в колонки чашки Петри, связки пробирок со старыми культурами, ощетинившиеся штативы с пробирками, заселенными заново, громоздятся, на столе и полках. Беспорядок в лаборатории давно стал предметом шуток сотрудников. Но Флеминг не обижается. Он уже доказал, что и беспорядок может быть плодотворным.

К тому же, располагаясь в центре заключенного в бесчисленные чашки и пробирки микробного царства, очень удобно работать: все под рукой. Чтобы взять любую нужную культуру, не надо даже вставать из-за стола. Работает Флеминг много и упорно. Сейчас он согласился написать для солидного микробиологического сборника статью о стафилококках и усердно изучает их многочисленные колонии, выращенные на агаре в чашках Петри. Чтобы лучше рассмотреть колонии под микроскопом, чашки приходится некоторое время держать открытыми. Это приводит к загрязнению чистой культуры микробами воздуха и усложняет работу. Поэтому Флеминг не в духе. К тому же ученый не любит, когда его отвлекают от наблюдений, а тут зашел бывший коллега по работе.

Разговаривая, Флеминг машинально снял крышки с нескольких чашек со старыми культурами. Большинство из них оказалось испорченными плесенью. Вполне обычное явление. Кто из начинающих заниматься микробиологией, столкнувшись с подобным, не отодвигал с досадой испорченную чашку? Флеминг прореагировал так же.

— Как только вы открываете чашку с культурой, вас ждут неприятности, — недовольно проговорил он, — обязательно что-нибудь залетит из воздуха. — Но вдруг замолк, внимательно рассматривая очередную культуру, а через некоторое время внешне спокойно произнес: — Это очень странно…

В чашке, как и во многих других, вместе с колониями стафилококков выросла плесень. Но там, где стафилококки соприкоснулись с плесенью, их колонии растворились, и теперь вместо желтой мутной слизи на их месте виднелись янтарно-прозрачные капли, напоминавшие росу.

Коллега Флеминга, много до этого работавший со стафилококками, рассмотрев все это, ничуть не поразился.

Конечно, плесень выделяет какие-то кислоты, вредные для стафилококков. Опять-таки обычное явление. Но, увидев, с каким интересом Флеминг относится к происшедшему, из вежливости сказал:

— Точно так же вы открыли лизоцим.

Флеминг ничего не ответил. Он просто пересадил культуру гриба в отдельную пробирку, а чашку Петри с безнадежно испорченной плесневым грибом культурой стафилококков аккуратно отставил в сторону. Эту чашку он хранил дольше всех своих культур — всю жизнь.

Конечно, в тот момент Флеминг и не подозревал, какой великий подарок приготовила ему судьба. Просто наблюдательный исследователь заметил нечто, на его взгляд, не совсем обычное. Но в том-то и была сила таланта этого ученого, что он мог увидеть новое там, где другие не замечали ничего заслуживающего внимания.

Семь лет назад таким образом был открыт лизоцим. Он не оправдал надежд Флеминга. Использовать лизоцим как средство борьбы с болезнетворными бактериями наподобие «магической пули» Эрлиха не удалось. И все-таки лизоцим оказался веществом далеко не бесполезным. Врачи применяют его при лечении глазных и некоторых кишечных заболеваний. В пищевой промышленности он используется для консервирования икры и предохраняет от гниения продукты питания.

И все это стало возможным лишь потому, что однажды внимательный наблюдатель, прежде чем выбросить засоренную культуру, тщательно обследовал ее и сказал: «Это интересно!» Теперь ему показалось странным что-то в культуре стафилококков, пораженной плесенью. Так было положено начало цепи новых поисков. Работу над стафилококками пришлось отложить. Флеминг целиком посвятил себя изучению необычной плесени.

Пройдет 12 лет, и весь мир узнает новое слово — «пенициллин», а Флеминг войдет в историю как один из величайших целителей человечества. По тому, что сделано Флемингом для людей, по масштабности благодеяния его имя стоит сейчас на одном из первых мест среди имен великих деятелей медицины.

Открытый Флемингом пенициллин по праву считается королем антибиотиков. Если даже основываться только на таком заболевании, как пневмония (воспаление легких), которой на земном шаре ежегодно болеет более 15 миллионов человек, то можно сказать, что пенициллин в течение четверти века с первых дней его применения спас уже многие миллионы больных воспалением легких от неминуемой смерти. Перестали страшить врачей заражение крови и гнойное воспаление брюшины (перитонит), которые раньше обязательно кончались смертельным исходом.

Необыкновенное снижение детской смертности во многих странах — это тоже в значительной степени результат применения пенициллина, так как детские инфекции часто осложнялись катаральной пневмонией.

Отступила перед пенициллином и такая страшная болезнь, как острый гематогенный остеомиелит (септическое гнойное воспаление костного мозга), чаще всего поражающий детей.

Невольно вспоминается взволнованный рассказ одного из крупных деятелей советской медицины, действительного члена Академии медицинских наук профессора Иосифа Абрамовича Кассирского.

«Еще за несколько месяцев до открытия пенициллина, — пишет Кассирский, — мне пришлось пережить гибель детей, заболевших этой страшной болезнью, внезапно вызываемой вселившимся в хрупкий детский организм стафилококком. Ничто не могло спасти жизнь детей, даже множественные трепанации костей и выпускание гноя наружу.

А как они страдали от этих операций! Было бы во имя чего страдать! Их страдания в 90 процентах случаев были бесплодны. Ради десятипроцентного шанса на спасение жизни ребенка шли на все…

И вот через несколько месяцев пришел пенициллин Флеминга.

Я еще сейчас вспоминаю лица этих детей. Они могли бы жить…»

Почти стопроцентное исцеление дает применение пенициллина в случаях заболевания эпидемическим менингитом. Панический ужас у родителей вызывало возникновение эпидемий этой болезни. Медицина здесь была бессильной, и смерть уносила 90 процентов заболевших.

С успехом применяется пенициллин при скарлатине, дифтерии и некоторых других заболеваниях.

В настоящее время официально признано, что средняя продолжительность жизни в цивилизованных странах резко повысилась благодаря пенициллину, победившему самые злые инфекции.

Средняя продолжительность жизни человека равнялась в Европе XVI века 21 году, XVII века — 26 годам, XVIII — 34 годам, в Европе конца XIX века — 50 годам. В России до революции — 29 годам. Теперь в некоторых странах средняя продолжительность жизни человека достигает 60 лет, а в нашей стране, учитывая благоприятные социальные условия, — 70 лет.

Таковы заслуги Флеминга перед человечеством. Но этого мало. С открытием пенициллина в истории медицины началась новая эра — эра антибиотиков.

Антибиотическая терапия, начало которой положил своими работами Флеминг, оказалась еще более эффективным способом борьбы с инфекцией, чем химиотерапия, рожденная «магической пулей» Эрлиха. Случайная плесень в старой чашке дала врачам такое мощное средство лечения инфекционных болезней, о котором они раньше не могли даже мечтать. Но случилось это далеко не сразу.

Более 10 лет разделяет тот день, когда наблюдательный Флеминг заинтересовался странной плесенью, и время, когда человечество узнало о новом лекарстве под названием «пенициллин».

Конечно, было делом случая, что в чашке со стафилококками поселилась плесень, поражающая именно эту культуру. Но еще более великой, просто почти невероятной случайностью следует признать то, что выделяемые чистым плесневым грибом вещества (антибиотики) оказались безвредными для высших организмов.

Мы знаем, что в почве обитают десятки и сотни различных грибов (в том числе и плесневых), способных вырабатывать антибиотики. Тысячи и тысячи спор этих грибов летают в воздухе. Но в маленькую каморку Флеминга залетели споры именно редчайшего, уникального, абсолютно непатогенного для высших организмов вида.

Сейчас, когда изысканием новых антибиотиков занимаются целые институты, испытания проходят сотни и тысячи штаммов грибов, выделенных из образцов почв, собранных почти со всего земного шара: от тундры до тропиков, от вершин Гималаев до глубоких пропастей. И все-таки великой редкостью остается получение культуры гриба, подобной той, которую Флемингу дал случай.

В том, что выросшая на знаменитой чашке плесень губительно действует на многих возбудителей болезней и абсолютно безвредна для человека, Флеминг убедился довольно быстро. Но это было лишь началом пути. Наблюдательность ученого и игра случая свое дело сделали, теперь им на смену пришли годы упорного труда, с тем чтобы растущую на чашках и в бульоне зеленую плесень превратить в лекарственный препарат.

Задача ясна, и ее надо решить. Этого требовала жизнь, требовала именем тех, кого уносили болезни.

Вот простудился и заболел воспалением легких брат Флеминга Джон. Два года назад его спасла от той же болезни противопневмококковая сыворотка. На этот раз болезнь была вызвана пневмококком того же типа, но сыворотка почему-то не помогла. Вылечить брата не удалось. «Магическая пуля» против пневмококков еще находилась в бульоне с плесневым грибом, но извлечь ее оттуда и использовать Флеминг никак не мог.

Снова и снова ищет ученый способ превратить зеленую плесень в лекарственный препарат. Уже получена из культуры гриба жидкость, которая содержит вещество, убивающее микробов. Вещество это он назвал пенициллином. Теперь все сводилось к тому, чтобы выделить пенициллин из общего раствора.

Удается Флемингу и это. Если жидкую культуру гриба подкислить, а потом взболтать с эфиром, можно получить раствор пенициллина в эфире. Теперь у Флеминга есть жидкий пенициллин. Вроде бы все идет хорошо. Но, увы, именно здесь, на самом, как казалось вначале, обнадеживающем этапе работы, Флеминга ждало глубокое разочарование. Жидкий пенициллин ни в коей мере не решал проблемы. Это был лекарственный препарат, но препарат, негодный к употреблению. Чтобы им пользоваться, надо было избавиться от эфира и получить чистый пенициллин в виде устойчивых кристаллов. Но именно это и оказалось невозможным. Все попытки удалить эфир кончались неудачей. Очень неустойчивый жидкий пенициллин в этих случаях просто разлагался.

Несколько лет безуспешно бился Флеминг над задачей получения чистого пенициллина и все-таки в 1935 году вынужден был сдаться. Одного творческого энтузиазма и упорства оказалось недостаточно. Пенициллин сочли веществом нестойким и практически непригодным в качестве лекарственного препарата. Флеминг занялся другими работами, и вопрос о пенициллине сняли с повестки дня.

Не следует, однако, думать, что Флеминг был единственным микробиологом, пытавшимся получить новый лекарственный препарат, используя способность микроорганизмов вырабатывать антибиотики. «Болели» этой идеей и некоторые другие исследователи.

…1938 год. Америка. Сотрудник Рокфеллеровского института француз Рене Жиль Дюбо начинает свои работы: поиски нового лекарственного антибиотика. С историей открытия пенициллина он знаком. Он хорошо знает, что судьба редко делает такие щедрые подарки, как это случилось со штаммом гриба, полученным Флемингом, да и нельзя в науке рассчитывать на случай. Дюбо начинает работу с четко намеченной целью.

Враг определен заранее: стафилококки — опасные гноеродные бактерии. Задача: найти среди великого многообразия почвенных микроорганизмов какие-то бактерии или грибы, способные разрушать живые клетки стафилококков и питаться за их счет. Как это сделать?

У Дюбо есть на этот счет свои теоретические предпосылки, а насколько они плодотворны, покажет эксперимент.

И Дюбо приступает к опытам, которые в те времена многим казались довольно странными и даже не совсем научными, впрочем, как и вся подготовка к ним. Действительно, ученый начал ходить по огородам и собирать в мешочки землю. К тому времени, когда, по мнению исследователя, мешочков набралось достаточно и можно было приступить к экспериментам, среди огородников Дюбо уже был известен как довольно основательный чудак; во всяком случае, за ученого его не принимали.

Начались лабораторные опыты, и настала очередь удивляться коллегам по работе. И было чему! Смешав собранные образцы огородных почв, Дюбо поместил их в ящик. Дальше пошло самое несерьезное. Каждый день он подходил к ящику и поливал его водой.

Прошла неделя. В ящике ничего не росло. Да и не могло расти — ведь оригинал-экспериментатор ничего не посеял. Но зачем же тогда поливать? Что могут дать чистая вода и земля? Земля и вода… Разве это наука?! Однако бесполезное поливание продолжалось еще неделю, и только потом Дюбо сменил воду на… культуру стафилококков. Ежедневное орошение стафилококками длилось больше года. (Впоследствии все эти манипуляции получили название метода накопительной культуры.)

В чем же логика этого «странного» эксперимента? Дюбо рассуждал так: «Собрав землю с различных огородов, я тем самым буду иметь в опыте множество разнообразных почвенных микроорганизмов, и — кто знает! — может быть, среди них случайно окажутся враги стафилококков. Тогда останется их выявить и дать возможность размножаться в достаточном количестве. Для этого нужно создать подходящие условия.

Начнем с того, что заставим голодать всех микробов, попавших в ящик: пусть съедят всю пищу, которая есть в почве, воду же мы им дадим. Теперь, после двухнедельного „питания“ водой, добавим стафилококков. Если в ящике есть микроорганизмы, способные питаться стафилококками, то они не только выживут, но и значительно размножатся, другие же микробы погибнут».

Наступило время решающего эксперимента. Дюбо берет две чистые пробирки и наливает в них культуру стафилококков, затем в одну из них добавляет немного земли из ящика. Пробирки ставятся на сутки в термостат при температуре 37 градусов — температуре тела человека, температуре, при которой стафилококки проявляют свои заразные свойства «во всей красе». Проходят сутки ожидания и сомнений: есть ли среди миллионов и миллионов микробов, собранный в щепотках огородной земли, хотя бы несколько недругов стафилококков?

Можно себе представить волнение Дюбо, когда он вынимал из термостата заветные пробирки с мутной взвесью стафилококков! Но Дюбо повезло: в пробирке, на дне которой помещалась земля, жидкость выглядела значительно менее мутной, чем в контроле. Мало того, на поверхности располагалась тоненькая пленка каких-то посторонних микробов. Это была победа!

Тонкие палочки, составлявшие поверхностную пленку, растворяли стафилококков. Дюбо выделил чистую культуру палочек и установил, что в ней содержится вещество, убивающее стафилококков.

Антибиотик, открытый Дюбо, оказался очень устойчивым и вскоре был получен в виде белого порошка. Ученый назвал его тироцидином. Проведенный химиками анализ этого вещества показал, что, по сути дела, оно состоит из двух антибиотиков: собственно тироцидина и грамицидина, очень мощного лекарства, убивающего многих болезнетворных бактерий.

Так «странные» опыты чудака-ученого завершились открытием нового оружия для борьбы человека с микробами.

Полученные Дюбо лекарства быстро нашли широкое применение в клинике при лечении гнойных ран и ряда других воспалительных процессов. Но, к сожалению, скоро выяснилось, что эти препараты нельзя применять внутривенно, так как они губительно действуют на красные кровяные шарики.

В общем антибиотик, полученный Дюбо, не стал настоящей «магической пулей». Найти «короля антибиотиков» было суждено другим. Однако это ни в коей мере не умаляет работы талантливого исследователя, сумевшего найти способ заставить мир микробов дать в распоряжение человека именно ту культуру, которую он искал.

Забегая вперед, скажем, что немногим позже (в 1942 году) двое советских ученых, Гаузе и Бражникова, поставив перед собой задачу получить антибиотик, подобный тироцидину Дюбо, смогли даже отказаться от орошения почвы взвесью стафилококков. В отличие от Дюбо они полагали, что микробы, выделяющие антибиотики, распространены в почве очень широко. Исследователи не ошиблись. В одном из опытов удалось выделить из подмосковной почвы 70 штаммов, угнетавших развитие других бактерий.

Дальнейшее изучение вскоре показало, что один штамм из 70 выделяет вещество, не только похожее на тироцидин, но даже являющееся чистым грамицидином. Так был получен советский грамицидин — грамицидин С. Препарат этот оказался во многом еще более активным, чем его американский предшественник.

Но вернемся к судьбе пенициллина, родившего своим поведением в лаборатории много надежд и разочаровавшего исследователей нежеланием существовать в виде стойкого соединения.

…Разбитая под Дюнкерком и разбомбленная гитлеровской авиацией Англия переживала тяжелые дни. Большинство заводов работало на оборону, производство многих лекарств прекратилось. А госпитали были переполнены ранеными. И вот тогда снова вспомнили о пенициллине. В 1940 году в Оксфорде уже целый научный коллектив во главе с биохимиком Чэйном и австралийским патологоанатомом Флори пытался преодолеть препятствие, перед которым отступил Флеминг. Работала оксфордская группа не жалея сил, самоотверженно и изобретательно, преодолевая одно препятствие за другим.

Вскоре им удалось добиться и первых обнадеживающих результатов. Выяснилось, что если заморозить концентрированный водный раствор пенициллина и в таком замороженном состоянии высушить при пониженном давлении (в вакууме), то он превратится в относительно устойчивый порошок.

Полученный препарат ввели больному… Исход оказался трагическим. Пенициллин вызвал резкое повышение температуры, за которым последовала смерть. Но работа продолжалась. Нужно было найти какие-то способы дополнительной очистки препарата от примесей, вызывающих повышение температуры.

Очистка при помощи колонок с окисью алюминия решила задачу. Полученный таким образом препарат убивал многих болезнетворных бактерий, не вызывая у больных никаких нежелательных явлений. Препарат оказался стойким. Продолжительность его жизни составляла уже несколько месяцев.

В результате дальнейшей тщательной очистки пенициллин был выделен в кристаллической форме. Он обладал активностью необычайной, превосходя в этом отношении своего предка — жидкий пенициллин Флеминга — в миллион раз. Это была уже полная победа.

Так окончилась история, начавшаяся с микроскопической споры плесневого гриба, которую случай занес в крохотную лабораторию Флеминга 12 лет назад.

Узнав о том, что удалось сделать оксфордским ученым, Флеминг, познакомившись с их работой, грустно сказал:

— Вот с такими учеными-химиками я мечтал работать в 1929 году.

И легко представить, сколько жизней было бы спасено, если бы работы Флеминга получили признание и материально-техническое обеспечение еще в то время.

Открытие пенициллина послужило толчком к изысканию новых лечебных веществ среди мира микробов. Теперь уже ни у кого не вызывало сомнения, что антибиотики, служащие производящим их бактериям, плесневым грибам и актиномицетам химическим оружием подавления микробов-конкурентов, могут оказаться мощными лекарственными препаратами.

Последние 15 лет работы по изысканию новых эффективных антибиотиков ведутся очень широко во многих странах. В разработку этой проблемы включилось несколько десятков крупных институтов, объединивших несколько тысяч научных работников: микробиологов, химиков и химиотерапевтов.

Поиски идут широким фронтом. Еще в 1956 году немецкие микробиологи Линдер и Валлахойзер подсчитали, что открыто около 400 антибиотиков, подавляющих рост болезнетворных бактерий. Однако лишь 14 из них нашли применение в медицинской практике. От остальных по тем или иным причинам пришлось отказаться.

Итак, поиски новых лекарственных препаратов — дело нелегкое, похожее на поиски иголки в стоге сена. В огромном арсенале химического оружия микробов лишь немногие вещества оказываются пригодными в качестве лекарств.

Впрочем, не все исследователи идут путем поисков антибиотиков среди естественных антагонистов — микробов, которых сама природа, борьба за существование сделали врагами.

Враги поневоле

Несколько лет назад в одной из литературных газет промелькнуло небольшое произведение, не имеющее, казалось бы, никакого отношения к серьезным научным проблемам. Это была хлестко и ярко написанная пародия на научно-фантастические рассказы. Как и полагается пародии, фантастика здесь доводилась до абсурда. Особенно запоминались следующие абзацы:

«На ракетодроме, сразу после посадки, марсианину Нави сделали земные прививки, но болезней всегда больше, чем прививок, и на другой день он схватил сразу пять болезней: холеру, свинку, коклюш, малярию и туляремию.

Свались на земного жителя столько недугов, бедняга умер бы, а Нави — ничего, излечился, даже не прилег на кровать! Он применил к себе метод лечения, называемый „науськивание микробов друг на друга“. От проглоченной марсианской таблетки микробы в животе у Нави стали ужасно нервными и пошли пожирать друг друга. Свинка съела малярию, малярия — туляремию. Эта, в свою очередь, расправилась с коклюшем, но была поглощена холерными микробами, а последние сами скончались от обжорства».

Можно ли представить себе большую нелепость, чем «науськивание микробов»? Фантастика! Автору даже на секунду не могло прийти в голову, что придуманный им способ лечения марсианина не так уж фантастичен. Мало того, «науськивание микробов» — это серьезная научная проблема, при решении которой получены результаты поистине удивительные.

Страшный холерный вибрион и в самом деле может стать жертвой даже безобидных дрожжевых грибков, если, конечно, суметь их «науськать». Идею эту выдвинул еще перед первой мировой войной ассистент Ильи Ильича Мечникова Игнатий Горациевич Шиллер, занимавшийся в то время вместе со своим великим учителем проблемой естественного антагонизма микробов.

«Действительно, почему бы, вместо того чтобы искать микроорганизмы, которые природа сделала врагами, не попробовать вызвать борьбу одного вида микробов против другого искусственно здесь, в стенах лаборатории?» — решил однажды он.

Мысль представлялась заманчивой, и начались эксперименты. И вот после долгих упорных трудов ученому, наконец, удалось заставить бороться друг с другом виды микробов, абсолютно мирно сосуществующие в обычных природных условиях.

Так, безобидная картофельная палочка (микроб, живущий на поверхности картофельных клубней) стала уничтожать опасного стрептококка — возбудителя гнойных заболеваний. В других опытах пивные дрожжи растворяли туберкулезную бациллу — микроба, как известно, весьма устойчивого. Но вот меняются условия эксперимента, и эта же палочка Коха легко становится победительницей дрожжей. Снова опыты, и обычно мирные в природных условиях дрожжи выступают как злейшие враги возбудителя брюшного тифа и т. д.

Способность микроорганизмов вступать в состояние борьбы в искусственных условиях Шиллер назвал явлением «насильственного антагонизма микробов». Но как, при помощи какой «волшебной палочки» удалось ученому дирижировать в мире микробов, превращая по своей воле во врагов обычно мирно существующие в природе и безразличные друг к другу виды микробов?

В общих чертах рецепт как будто не сложен: нужно просто хорошо знать биологию, условия жизни различных видов микроорганизмов, знать, если можно так сказать, их запросы и чаяния. Вот и все. А затем, сталкивая между собой «мирных» микробов в определенных условиях эксперимента, добиваться антагонизма между ними.

Допустим, нам необходимо заставить дрожжи уничтожать стафилококков — бактерий, вызывающих фурункулез. Мы знаем, что в обычных условиях дрожжи не убивают стафилококков (кстати, как и других болезнетворных микробов), а, наоборот, рост дрожжей часто заглушается этими бактериями. Но в то же время известно, что дрожжи для нормальной жизни нуждаются в первую очередь в сахарах, а затем уже в белках. Стафилококкам же необходимы только белки. Этим и воспользовался ученый.

Посмотрим, что произойдет, если поместить чистые культуры дрожжей и стафилококков в пробирку с дистиллированной водой, предварительно добавив туда сахар. Теперь, чтобы жить и размножаться, эти микроорганизмы должны вступить в борьбу за существование. Ведь они оказались «с глазу на глаз» друг с другом, на одной территории. Но условия борьбы неравные. В более выгодном положении дрожжи: у них есть пища — сахар. Стафилококки же сахаром питаться не могут, им нужен белок. Но где его взять? Только за счет тела дрожжей. Однако справиться с дрожжами голодные и слабые стафилококки не в состоянии. Дрожжи процветают. Для размножения им тоже необходим белок. И вот они начинают употреблять в пищу уже совсем ослабевшие и неспособные к сопротивлению клетки стафилококков. Освоив непривычное «меню», дрожжи вскоре начинают усиленно размножаться. Проходит несколько дней, и в культуре остаются только дрожжевые клетки, уничтожившие всех стафилококков.

Продолжим опыт дальше. Возьмем нашу пробирку и поместим в центрифугу. После центрифугирования дрожжи осядут на дно пробирки, а в верхней ее части расположится прозрачная желтоватая жидкость — центрифугат. Теперь, слив ее в другую пробирку, добавим туда свежую культуру сытых и сильных стафилококков. Оказывается, не пройдет и часа, как стафилококки исчезнут из пробирки: центрифугат растворит их без остатка.

Значит, в пробирке находится «оружие», которое дрожжи использовали в борьбе со стафилококками. Но ведь в естественных условиях дрожжи таких веществ не вырабатывают! Необычные условия существования, созданные человеком, заставляют мирных грибков производить средства нападения на бактерий. Вещества, убивающие бактерий, Шиллер назвал «лизинами».

В более или менее чистом виде лизины удалось выделить еще в 1915 году, то есть задолго до открытия пенициллина. По существу, это и были первые в истории науки антибиотики.

Итак, ключом для превращения мирных видов микробов в антагонистов служит изменение условий существования. Пользуясь таким методом, можно любой вид микробов натравить против другого и, таким образом, получить антибиотики — лизины. Но для этого нужно очень хорошо, до тонкостей знать, в какой пище, температуре и других условиях нуждается тот или иной микроб. А дело это далеко не простое…

Некоторым исследователям удалось даже «науськать» безвредных микробов на клетки раковых опухолей. В одном из экспериментов при помощи лизинов, полученных от картофельной палочки, было вылечено 29 крыс из 35, зараженных раком. Правда, говорить об использовании бактериальных лизинов для лечения раковых заболеваний человека еще рано. Пока проводятся опыты на животных. Сам Игнатий Горациевич Шиллер, заставляя предварительно голодать безвредную для человека картофельную бациллу, лечил гнойничковые заболевания кожи (стафилодермию). Используются лизины и при лечении некоторых других болезней. Работы по изучению явления «насильственного антагонизма микробов» развиваются все шире.

Теперь, после того, что мы здесь рассказали, едва ли покажется фантастичным способ лечения, который применил к себе упомянутый в начале главы марсианин Нави.

Только в XVI веке Антон Левенгук поведал людям о существовании мира микроорганизмов. Два столетия ушло на то, чтобы узнать, какие беды несут с собой болезнетворные микробы, и создать против них первую линию обороны — вакцины и сыворотки, мобилизующие защитные свойства высших организмов. И совсем небольшой срок прошел с тех пор, как наука перешла в активное наступление на возбудителей болезней. Всего полвека. Однако уже найдены средства борьбы со многими болезнетворными микробами. Созданы «магические пули» — химические препараты, и их становится все больше. Разгаданы «тайны» микробных войн, и мир микробов сам дал человечеству новое мощное оружие — антибиотики.

Антибиотики лечат не только человека, животных, но и растения. Можно привести немало примеров, как антибиотические вещества, образуемые микробами-антагонистами, активно подавляют фитопатогенных микробов внутри тканей пораженных растений.

Сейчас применение антибиотиков в борьбе с болезнями растений принимает все большие масштабы. Заводы некоторых стран мира производят специальные препараты — агримицин, агристрин, фитомицин, аккострептомицин. Изыскиваются антибиотики, предназначенные только для растениеводства. В Японии применяют такие новые препараты, как блистицидин — против грибной пятнистости риса, вентруциадин — против антракноза персиков и т. д. В Канаде препаратом Р-9, полученным от культуры актиномицетов, «лечат» в полях пшеницу и другие злаки от ржавчины. Немало в этом отношении сделано и в нашей стране.

Антибиотики эффективны при различных грибных болезнях растений — фузариозах злаков, хлопчатника, льна, сеянцев сосны, при раке томатов, клубней картофеля.

На I Всесоюзной конференции по применению антибиотиков в растениеводстве, состоявшейся в 1958 году, выяснилось, насколько перспективен и многообещающ этот метод борьбы с заболеваниями растений.

Но этого мало. Создавая новые штаммы продуцентов антибиотиков, микробов теперь заставляют выдавать это оружие в огромных количествах.

Если актиномицеты образуют в почве активного вещества 10–20 единиц в грамме, то в лабораторных условиях на искусственных питательных средах они синтезируют сотни и тысячи единиц в кубическом миллиметре. На заводах сейчас получают стрептомицин в количестве 5–8 тысяч, а пенициллин от 10 до 120 тысяч единиц в кубическом миллиметре.

Иногда же, как мы видели на примере работ Шиллера, микроорганизмы вынуждены учиться создавать вещества, которых в природе они не вырабатывали вообще.

Наступление продолжается.

Человек, познавший впервые мир микробов в виде «хаоса» (так определил место микробов в естественной системе великий систематик XVIII века Карл Линней), теперь не только основательно разобрался во многих взаимоотношениях его обитателей, но и находит способы управлять ими.

А может быть, проще? Может быть, человечеству следует найти способ вообще начисто уничтожить мир микробов и войти в новую «безмикробную» эру существования? В конце концов наши микроскопические предки «свое дело сделали», дав начало существам более высоко организованным и обеспечив им условия совершенствования (эволюция). Может, им уже пора освободить планету Земля от своего присутствия, предоставив ее потомкам?

Вопрос этот легче задать, чем на него ответить, но попробуем в нем хотя бы немного разобраться.

Новая наука — гнотобиология

Сразу расшифруем термин «гнотобиология» — наука о безмикробной жизни. Считается, что сейчас ей около 10 лет. Так было решено на IX Международном микробиологическом конгрессе, проходившем в Москве в 1966 году. В то же время именно здесь полностью оправдывает себя древнее изречение, что «часто новое — это хорошо забытое старое». Во всяком случае, мысль о том, могут ли высшие организмы существовать без микробов, родилась почти одновременно с самой наукой о микробах — микробиологией. Первым этот вопрос сформулировал Пастер. Но сначала немного рассуждений.

Если вы спросите биолога-натуралиста, каковы, по его мнению, наиболее подходящее для живых существ условия существования, он, не задумываясь, ответит, что, конечно, условия естественные, в которых данный вид сложился и обитает. Однако каждый, кто занимался разведением животных или растений, знает, что для них можно создать (обычно так и бывает) условия воспитания, резко отличные от естественных. И это не вредит. Наоборот, часто такие условия оказываются не только вполне пригодными для развития данного организма, но и даже более благоприятными.

И здесь встает простой вопрос: что понимать под условиями существования или, точнее, обитания в естественной среде? Обычный ответ: температура, влажность, освещенность, определенного типа пища, межвидовые отношения со своими «соседями» и т. д. И редко кто задумывается над тем, что одним из всеобщих и обязательных факторов условий естественной среды для любого существа, обитающего на нашей планете, является присутствие микроорганизмов. Микробы, если так можно выразиться, буквально пропитывают все более высокоорганизованные формы жизни.

Но до какой степени присутствие микробов необходимо для существования высших организмов? Должны ли мы всегда рассматривать микробов как злейших врагов, стремящихся погубить, разложить и уничтожить вышеорганизованные существа, или, наоборот, есть микроорганизмы не только полезные, а, быть может, и даже абсолютно необходимые для жизни животных и растений? Вот этот вопрос и предложил Французской академии наук в 1895 году Пастер. Сам он знал многое. Он знал, что большинство микроорганизмов, с которыми имел дело в своих исследованиях, попадая в организм человека или животного, как правило, вызывает заболевания, часто тяжелые и даже неизлечимые. И все-таки Пастер считал, что существование высших организмов вне окружающего их мира микробов невозможно.

«Я не скрываю, — писал он, — что, если бы у меня было время, я бы предпринял это исследование с предвзятой мыслью, что жизнь в этих условиях (безмикробных) невозможна». И Пастера не трудно понять. Ведь он хорошо знал, какое огромное значение для существования высших организмов имеют химические превращения, обеспечиваемые процессами брожения. Здесь ведь тоже работают микробы. И вполне естественно было полагать, что среди неисчислимого микробного населения нашего кишечника (143 миллиона бактерий на каждый миллиграмм содержимого) есть и виды, которые своим химическим действием обеспечивают организму усвоение пищи, а стало быть, и его существование. Короче говоря, вопрос стоял четко: могут ли высокоразвитые существа нормально жить и развиваться в безмикробной среде? Рассуждения здесь были бесполезны. Слово оставалось за экспериментом.

Самой первой попыткой в этом направлении были, по-видимому, опыты Тирфельдера и Нутталя, проведенные в 1895 году. Исследователи решили воспитать детенышей морской свинки, извлеченных из матки путем кесарева сечения, в абсолютно асептических условиях. Стерильность удалось соблюсти как при самой операции, так и при дальнейшем содержании животных. Питались морские свинки стерилизованным молоком. Опыт длился всего 10 дней, и результаты его можно было трактовать по-разному. Да, действительно, десять дней молодые морские свинки прожили в «безмикробном мире». Они не умерли. Мало того, они прибавили в весе. Но тут же выясняется: прибавили за счет… непереваренной пищи. Свернувшееся стерилизованное молоко заполнило их кишечник.

В общем первая экспериментальная попытка выяснить возможность безмикробного существования высших организмов четкого ответа не дала. «Живут?» — «Да». — «Сколько?» — «10 дней». — «А могут ли больше?» — «Неизвестно!»

И почти в то же время другой экспериментатор утверждает категорически: «Млекопитающие организмы в безмикробной среде существовать не могут!»

…Шоттелиус работал с цыплятами. Исследование длилось несколько лет, потраченных главным образом на преодоление бесчисленных технических трудностей в постановке опытов. Но изобретательность и упорство победили: Шоттелиусу удалось добиться асептических условий выращивания. И что же? Воспитанные в таких условиях цыплята были слабыми. В своем развитии они намного отставали от контрольных. Чаще они просто погибали. Но эксперимент продолжается. Стоит только в пищу подопытных цыплят добавить микробов (Bacilus colli — кишечная палочка), как их самочувствие улучшается и развитие идет нормально. Тем более что вскоре госпожа Мечникова наблюдает такую картину по отношению к головастикам. В безмикробной среде развитие головастиков замедляется, и метаморфоза (превращения головастика в лягушку) у них не происходит. В контрольной же группе все идет нормально.

Итак, в конце XIX — начале XX веков эксперимент вроде бы сказал свое слово: предвидение Пастера было правильным. Мир микробов и мир существ более высокоорганизованных за многие тысячелетия взаимной эволюции и сосуществования обрели столь тесные узы, что разорвать их невозможно.

И все-таки в 1912 году Кохенди приходит к совершенно противоположному выводу. Работал он, как и Шоттелиус, с цыплятами, на которых еще Пастер указывал как на существа, самой природой созданные для подобного рода экспериментов. Ведь в яйце цыпленок развивается в миниатюрном мире, не содержащем других живых существ. Техника эксперимента у Кохенди была по тому времени довольно сложной и совершенной.

На 18–19-й день насиживания яйца брались из-под курицы, дезинфицировались теплым однопроцентным раствором сулемы и помещались в специальный аппарат. Это была относительно большая (более метра) камера, в которой специальная система поддерживала постоянный приток стерильного воздуха определенной влажности. Камера делилась на два отсека. Меньший, куда помещались яйца, играл роль искусственной наседки. Там поддерживалась температура 40 градусов. Второй отсек был для новорожденных цыплят как бы выгульным двориком, где они находили стерилизованную пищу. Здесь цыплята могли свободно бегать, пить воду, клевать зерна и время от времени греться около искусственной наседки. Температура внутри «дворика» была 24 градуса.

Вот в таких условиях Кохенди выращивал цыплят в течение 15, 20, 33, а в некоторых опытах и 40 дней. Конечно, исследователю хотелось провести эксперименты более длительные, но тут подводила техника. Несмотря на все совершенство, аппарат, сконструированный Кохенди, вскоре становился тесен для цыплят.

Но посмотрим результаты этих опытов. Повторностей было много, и во всех случаях выращенные в безмикробной среде цыплята оказывались по росту и весу то одинаковыми, то чуть выше, то чуть ниже контрольных. Разница была всегда в пределе обычных индивидуальных колебаний. Не отличались «безмикробные цыплята» от контроля и по своему анатомическому и физиологическому развитию.

Вообще из опытов Кохенди совершенно однозначно можно было заключить, что существование позвоночных животных возможно, по крайней мере некоторое время, при полном отсутствии микробов, причем эти условия не вызывают никаких нарушений в жизни и развитии организма. Однако, как ни доказательны были эти результаты, они все же не свидетельствовали о том, что организм может провести всю свою жизнь и размножаться в асептической среде. Правда, принципиально такая возможность вскоре была установлена французами Делькуром и Гюэно, но для… мушек дрозофил. Эти исследователи, использовав сложную и хитроумную аппаратуру и проработав несколько лет, получили многие тысячи совершенно стерильных насекомых на протяжении более чем 20 поколений. И они с полным правом могли утверждать, «что мухи эти могут развиваться, претерпевать превращения и размножаться в течение многих поколений без всякого участия микробов. Рост их не только совершается быстрее, чем в условиях неасептических контрольных опытов, но и смертность их чрезвычайно сокращается; почти все яйца, откладываемые мухами, дают насекомых, способных к размножению, тогда как при развитии в обыкновенных условиях смертность нередко настолько значительна, что может даже повести к исчезновению целых поколений».

Итак, если теперь распространить выводы, полученные в опытах над насекомыми, на позвоночных, то есть основания думать, что все животные могут жить и развиваться в безмикробных условиях. Да, но можно ли это делать? Мухи есть мухи, и до позвоночных им далеко. Для окончательного суждения нужны были новые, более доказательные эксперименты, а это прежде всего более совершенное их техническое оснащение.

Такую технику удалось создать лишь в середине нашего века. Основную роль здесь сыграли новые пластмассы и пластики, обеспечивающие надежный и удобный противомикробный барьер в камерах различных конструкций. Были разработаны и оригинальные методы стерилизации пищи, вплоть до применения ионизирующей радиации. Создатели безмикробных камер использовали и последние достижения электроники и автоматики, контролирующие и поддерживающие внутри камер стабильные и четко регулируемые условия среды (температура, влажность, газовый состав и т. д.).

Короче, почти все достижения технической мысли нашего века были использованы гнотобиологией. И может быть, действительно справедливо считать эти годы временем рождения гнотобиологии как самостоятельной научной дисциплины, имеющей свои цели и задачи, свой метод исследования, свою терминологию. Сейчас как за рубежом, так и в нашей стране созданы целые колонии безмикробных цыплят, крыс, морских свинок, мышей, мух дрозофил, кроликов. В некоторых колониях животные развивались до семнадцатого поколения. И ряды гнотобионтов (безмикробных животных) все время пополняются. Дошла очередь и до крупных млекопитающих. Сейчас получены безмикробные котята, телята, поросята, ягнята и даже… ослики. Выращиваются и безмикробные обезьяны. Как правило, все гнотобионты-млекопитающие развиваются так же хорошо и ведут себя так же активно, как и обычные животные. Правда, в безмикробных условиях крупные млекопитающие пока не размножаются, но это, как говорится, «вопрос голой техники». Все дело в размерах камер. Вообще же успехи гнотобиологии уже существенны.

И все-таки, по утверждениям американского биолога Т. Д. Лаки, это лишь ранняя фаза развития гнотобиологии как науки. Конец этой фазы младенчества он определяет 1972 годом. Лаки можно верить, так как он сам много сделал для зарождения (точнее — возрождения) гнотобиологии. Понятен и его прогноз столь точной даты, поскольку она совпадает с одним из этапов американской программы освоения космоса, в которой именно на 1972 год запланирована посылка межпланетного корабля. И пожалуй, не будет большой натяжкой, если сказать, что среди множества технических, астронавигационных и прочих проблем, связанных с полетами на другие планеты, проблема видового состава и количества микрофлоры в замкнутом пространстве космического корабля является одной из важнейших.

Будущий полет на Марс продлится более двух лет. А как поведут себя в это время микробы, населяющие кишечник человека? Чем должны питаться космонавты?

Известно, что различные питательные вещества оказывают большое влияние на состав микрофлоры и взаимодействие между различными видами бактерий — это доказал еще Илья Ильич Мечников. К тому же сейчас установлено, что у человека, изолированного в биологически ограниченной среде, уже через две недели после изоляции наблюдаются сдвиги кишечной флоры, причем в сторону патогенных форм. Кабина космического корабля представляет собой именно такое биологическое ограниченное пространство, полностью изолирующее находящиеся в нем организмы от внешней среды. Это самостоятельный, замкнутый микромир со своей воздушной микрофлорой, которая будет получена на Земле. А какие сдвиги произойдут среди микробов воздуха в космическом корабле во время длительного полета? Ведь среди микробного населения воздуха, кроме безобидных микроорганизмов, есть и болезнетворные. А может быть, состав воздушной микрофлоры должен быть заранее заданным микробиологами, готовящими полет, и строго определенным? А может, проще: сделать воздух вообще стерильным?

Но тогда стерильной должна быть и пища космонавтов и они сами, то есть космонавты, должны стать гнотобионтами. А насколько это возможно? Нельзя же будущего космонавта растить в безмикробной камере с момента рождения до старта космического корабля. Мажет, давать космонавтам антибиотики? Какие?

На все эти вопросы должна ответить гнотобиология. Как они будут решены, мы, наверное, скоро узнаем. Во всяком случае, работы ведутся интенсивно. Предположительно можно сказать, что скорее всего внутри кабины космического корабля будет создан свой мир микробов, строго сбалансированный и контролируемый по видовому составу микрофлоры как самих космонавтов, так и окружающей их замкнутой среды корабля.

Но возможны и иные решения. В общем время покажет. Гнотобиология развивается быстро. Кстати, «космические» проблемы далеко не единственные, которые призвана решить эта наука.

Но сначала несколько слов о терминах. Термин «гнотобиологический» включает в себя и понятия «безмикробный» и те состояния, когда в организме присутствуют отдельные, известные экспериментатору виды микроорганизмов, при отсутствии всех других микробов. Для обозначения второго случая применяется термин «гнотофор». В гнотобиологии получены различные категории гнотофоров в зависимости от количества микробных видов, имеющихся в их организме. Наиболее простая система — «дибиотическая», когда один вид микроорганизмов находится в одном организме. Два вида микробов в организме обозначаются как трибиотическая система и так далее.

Изучение этих систем имеет очень большое значение для решения многих проблем как чисто микробиологических, так и общебиологических и медицинских. Помните проблему естественного и насильственного антагонизма микробов? А как недруги относятся друг к другу, попав внутрь организма? Или, наоборот, синергизм (содружество) микробов. Он проявляется во взаимном усилении воздействия на организм одного микроба другим. Известно много инфекционных заболеваний, вызываемых именно такими «дружескими» ассоциациями микроорганизмов. А как эти ассоциации складываются? В каких условиях и какой вид играет ведущую роль? Или, может, они равноправны и бороться надо сразу со всеми?

Четкие ответы на эти вопросы можно получить, лишь изучив трибиотическую систему (если речь идет о двух видах микробов). Исследование же дибиотических систем позволяет глубже понять механизмы иммунитета, так как здесь «в чистом виде» определены отношения высшего организма и заранее данного (а главное, единственного) вида микроорганизмов.

Используются гнотобиологические животные и в вирусологических исследованиях, при изучении вирусной природы рака и других вирусных заболеваний. В общем гнотобиотические животные — прекрасная, если не сказать, идеальная модель для решения самых разнообразных проблем медицинской микробиологии, модель, значение которой трудно переоценить. Ведь таким путем исследователи получают в руки еще один инструмент, позволяющий проникнуть в тайны мира микробов, и, что самое главное, именно микробов болезнетворных. А ведь узнать во всех деталях, как эти микроорганизмы взаимодействуют друг с другом и организмом высшим, — это значит получить ключ к созданию новых, более действенных способов борьбы с ними.

Ну, а если теперь вернуться к вопросу, с которого начался наш рассказ о гнотобиологии: не следует ли человечеству стремиться к тому, чтобы вообще уничтожить мир микробов и войти в новую «безмикробную эру» существования? Ответ может быть лишь один: нет, не следует, не следует хотя бы потому, что болезнетворные микробы составляют лишь малую часть представителей этого огромного и еще недостаточно познанного мира (в этом вы убедитесь из последующих очерков). Однако ликвидировать всех патогенных микробов, ликвидировать инфекционные болезни человечество может и должно. Оно к этому стремится, и так будет! Залог тому успехи микробиологии, о которых мы здесь рассказали.

В борьбе между миром микробов и миром людей победит человек. К сожалению, однако, путь этот не гладок, и виноваты здесь сами люди, но это уже тема следующего очерка.

В кривом зеркале человеческой злобы

Тайна «острова смерти»

«Не так давно четверо английских ученых, одетых в костюмы космонавтов, отплыли с королевской морской базы в Олтби на корабле „Лак Ив“ в свою ежегодную инспекционную поездку на „остров смерти“.

В течение двух часов они занимались сбором образцов почвы и воды на крошечном островке Гринард, расположенном в миле от пустынного шотландского побережья Западный Росс. Образцы были затем отправлены в английский сверхсекретный институт химико-бактериологических средств ведения войны в Партане, в графстве Уултирш. Хотя анализ проб еще не был произведен, руководитель инспекционной группы доктор Гордон Смит уже тогда мог с абсолютной уверенностью сказать о результатах, которых с нетерпением ждали корреспонденты в Олтби: запретный остров поражен сибирской язвой.

Смертоносный микроб язвы крайне вирулентен и с быстротой огня заражает овец, крупный рогатый скот, лошадей, свиней. У людей, пораженных этим микробом, появляется лихорадка.

Владельцы местных овцеводческих ферм приняли это сообщение довольно спокойно. Они и раньше знали, что на острове Гринард, когда-то знаменитом своими пастбищами, происходит что-то зловещее. Но что? Вплоть до нынешнего года правда о происходящем на острове тщательно скрывалась».

Так в стиле стандартного детектива начинается статья «Тайна „острова смерти“» специальной корреспондентки канадской газеты «Торонто дейли стар» Джейн Армстронг, опубликованная в сентябре 1966 года. И к этому мы еще вернемся. А пока…

«Бактерии вступили в бой еще до официального объявления войны. Сначала среди животных вспыхнула чума, затем были зарегистрированы многочисленные случаи пситтакоза, а потом появились такие болезни, о которых никогда в этих краях не слышали. Свирепствующие болезни сопровождались уничтожающими взрывами атомных бомб и отравляющими парами иприта. Население и армия были охвачены паникой, тем более что „пятая колонна“ неприятеля намеренно усугубляла ужас и преувеличивала рисовавшуюся опасность. В кульминационный момент, когда психическое напряжение уже достигло предела, враг добавочно использовал фитогормональные средства и различных вредителей посевов, которые уничтожили все продовольственные ресурсы. В этот момент наступила катастрофа: непобедимая в бою армия сложила оружие и должна была принять очень тяжелые условия капитуляции».

Нет, это не бред сумасшедшего, записанный психиатром, и не отрывок из произведения одного из «кровожадных фантастов», которых сейчас немало за границей.

Цитата взята из серьезной статьи видного зарубежного ученого, теоретика бактериологической войны, и цель этой жуткой картины — показать еще одну сторону действия бактериологического оружия: страх, панику, ужас, возникающие в стане противника.

Автор дальше так и пишет: «Историки этой войны с сожалением констатировали потом, что… поражение следует приписать прежде всего нервам, так как фактические результаты действия биологического оружия были несравнимо меньше, чем эффект действия огнестрельного, химического и атомного оружия, откуда следует, что паника и страх, неизменно сопутствующие бактериологическому оружию, составляют — по крайней мере теперь — основную черту его действия».

В общем получается, что, дескать, не так страшен черт, как его малюют. Но все-таки это черт! И чтобы он выглядел пострашней, его время от времени подмалевывают «случайно просочившимися в печать» сведениями, вроде тех, что дает статья Джейн Армстронг, с цитаты из которой начат этот очерк. Из нее мы узнаем, что в английском центре по производству химико-бактериологических средств войны в Партане работают 2 тысячи ученых, а «расходы предприятия равняются примерно 15 миллионам долларов», что там производится яд ботулинус «настолько сильный, что 8,5 унции его способны убить все живое на земле».

Впрочем, англичане здесь не оригинальны. Еще в 1946 году в США были опубликованы труды сотрудника научно-исследовательского центра по вопросам биологического оружия, располагающегося в Кемп-Детрике, Лэманна. Его теоретический расчет показал, что одного грамма чистого кристаллического колбасного яда (тот же ботулинус) достаточно для смертельного отравления 8 миллионов человек. Правда, от теории до практики, как говорится, дистанция огромного размера, но цифра сама по себе страшная, особенно для людей недостаточно сведущих. Кстати, если верить официальным данным, то в этот период в Соединенных Штатах в разработке проблем биологической войны было занято около 4000 человек. Каков же размах подобных исследований в настоящее время, точно сказать трудно, но вряд ли они сократились, тем более что сам Кемп (лагерь) Детрик уже давно превратился в Даун (город) Детрик.

В общем факт остается фактом, подготовка к бактериологической войне в империалистических странах ведется в широких масштабах.

Но что, собственно, представляет собой бактериологическая война? Каково ее научное определение?

Откроем Большую Советскую Энциклопедию: «Бактериологическая война — запрещенный международным правом и осужденный всем прогрессивным человечеством способ ведения войны с применением бактериологических средств (болезнетворных микробов, вирусов и их токсинов) в виде бактериологических бомб, путем распространения бактерий через воду и т. п.».

В настоящее время это определение должно быть расширено. Теперь на Западе все чаще пишут и говорят о войне «биологической», где применение болезнетворных бактерий и вирусов составляет лишь «часть программы», плюс к которой планируется использование насекомых, уничтожающих урожаи (саранча, колорадский жук, амбарный долгоносик и т. д.), а также веществ, способных после их распыления вызвать быструю гибель всей флоры в местности, подвергшейся нападению.

В сочетании с ядерным и химическим оружием это делает будущую войну столь мрачной и безнадежной, что даже сами ее приверженцы — западные империалисты — все чаще задумываются над возможными последствиями. Такая война — самоубийство мира. Но тем не менее исследования в области смертоносных биологических средств продолжаются, и люди должны знать, что им может угрожать.

А что произошло на крошечном островке Гринард, с которого начался наш рассказ? Как попали туда микробы сибирской язвы?

Раскрытие тайны «острова смерти» пролило свет на одно из событий второй мировой войны. Впрочем, предоставим слово автору:

«Во время второй мировой войны над островом Гринард были рассеяны с воздуха бактерии сибирской язвы с целью проверить возможность распространения эпидемий таким путем. В то время еще не было вакцины против этой болезни, столь редко встречающейся в Англии. Тогда этот эксперимент считали необходимым, так как в 1940 году через английских агентов в Европе, в частности в Румынии, стало известно, что немцы начали производство одного из видов бактериологического оружия — ОВ, вызывающего гибель людей и скота.

Результаты произведенных над островом Гринард экспериментов показали, что этот способ бактериологической войны осуществим. Ежегодные проверки через 20 лет после произведенных опытов свидетельствуют, что микробы язвы, находящиеся в почве на глубине одного фута, по-прежнему вирулентны».

Итак, 20-летний эксперимент со смертью! Впрочем, применение бактериологических средств имеет, к сожалению, историю куда более древнюю, и о ней мы расскажем. Здесь же пока заметим, что в действительности вызвать эпидемию не так просто, как рисуется в статье Армстронг. Но об этом позже.

Две стороны одной медали

Первой научной попыткой применения микробов для уничтожения живых существ была одна из работ Пастера. Разумеется, великий микробиолог ни в коей мере ни на секунду не ставил перед собой антигуманных целей. Наоборот, как всегда, Пастер стремился помочь людям.

…Франция прошлого века — это во многом страна виноделов. Французское шампанское знаменито на весь мир и составляет ощутимую статью национального экспорта. Конкурентов в этой области на внешнем рынке у французской винной промышленности нет. Но вдруг появляется враг внутренний. Враг, с которым виноделы борются из года в год, «терпя поражение», а главное, убытки. В масштабах страны ущерб просто огромен.

На французскую экономику напал… кролик. Обыкновенные дикие кролики расплодились в небывалом количестве. Копая свои бесчисленные норы, они обнажали камни винных погребов, в буквальном смысле слова «подрывая устои» винной промышленности. Ежедневно многие сотни бутылок ценного шампанского разбивались вдребезги, так и не успев попасть на рынок. И вот некая мадам Поммери из Реймса, занимающаяся оптовой продажей вин, обратилась за помощью к Пастеру. Мадам Поммери повезло.

Еще раньше по своим лабораторным работам ученый знал, что кролики очень чувствительны к бациллам куриной холеры. Это и было решено использовать как метод борьбы с ними. В Реймс едет ассистент Пастера доктор Луар и, заразив нескольких кроликов, выпускает их в окрестностях погребов предприимчивой мадам. Через три дня там было обнаружено тридцать два мертвых кролика. Напуганные столь необъяснимой для них массовой гибелью остальные сотни кроликов бежали. Шампанское было спасено. Метод борьбы с кроликами найден.

Ободренный успехом Пастер год спустя послал того же Луара в Австралию. Здесь необыкновенно расплодившиеся кролики наносили сельскому хозяйству страны еще более колоссальный урон, чем их коллеги виноделию Франции. Однако вызвать эпизоотию у австралийских кроликов не удалось. Доктор Луар едва начал свои опыты, как австралийские скотоводы, в общем-то без достаточных оснований опасаясь за свои стада, добились отъезда ученого из Австралии.

И все-таки опыт Пастера следует считать первой научно обоснованной попыткой применения болезнетворных микробов для уничтожения живых существ, и попыткой удачной. Отсюда лишь шаг до перенесения этих опытов на… людей. Повторяю: сам Пастер о подобном аспекте микробиологии не думал. Но такова, к сожалению, природа человека: как это ни печально, но история нас учит, что во все времена достижения человеческого разума использовали как в добрых, так и в злых целях.

На кораблях можно бороздить океаны, развивая торговлю, но на них же можно доставлять солдат для завоевания более слабых стран. Изобретение пороха не только повлекло за собой развитие инженерного дела, но и принципиально изменило способы ведения войны. Высвобожденная энергия атома одними используется для освещения городов, другие ту же энергию применяют, чтобы города уничтожать. Микробиология и эпидемиология не исключение. Добытые ими сведения о причинах возникновения и путях распространения эпидемий можно использовать как для предотвращения массовых заболеваний, так и для того, чтобы их вызывать.

Другими словами, здесь, как и в отношении остальных достижений науки, возможны два подхода: гуманный, цель которого сохранить жизнь и здоровье человека, и антигуманный, несущий болезни и смерть. Дело исследователя, его образа мыслей, совести, наконец, — выбрать тот или иной путь в науке и обществе. Это если говорить с позиций общечеловеческой морали. Однако в наш век действует еще один важный момент: социальная система, на которой основан государственный строй той или иной страны.

Ни одно социалистическое государство никогда не применит биологического оружия, так как это противоречит самой сути социализма, основанного прежде всего на гуманизме, но в то же время каждая страна социалистического лагеря не гарантирована от угрозы и возможности бактериологического нападения. Попытки же использовать микробов («заразу») в качестве орудия завоевания были давно. И пусть свою научную основу они обрели лишь в наш век, а до этого людьми двигала скорее злоба, чем действительное знание, о них стоит рассказать. Рассказать хотя бы потому, что это не должно повториться.

Как это ни странно, но первые упоминания о том, что болезнетворные микробы применялись для уничтожения людей, мы находим на заре истории человечества. Люди еще ничего не знали о мире микробов; микробиологии, как науке, было суждено родиться через тысячелетия, и все-таки в древнейших хрониках и книгах можно часто встретить то, что мы сейчас назвали бы «бряцанием бактериологическим оружием».

Например, в Моисеевых книгах читаем: «И наведу на вас мстительный меч… и пошлю на вас моровое поверье (читай — эпидемию), и преданы вы будете в руки врага». Или: «И накажу живущих в земле Египетской так, как Я наказал Иерусалим: мечом, голодом и мором». (Пророк Иеремия.) И так далее… Подобных «божественных» желаний в церковных книгах много.

Допустим, все это просто пустые легенды. Но вот факт исторический. Факт настолько конкретный и неопровержимый, что его можно считать прототипом бактериологической войны.

…XVIII век. 1763 год. Губернатор Новой Шотландии (Северная Америка) английский генерал Амхерст направляет своему подчиненному коменданту крепости Форт-Питт полковнику Буке деловое письмо. (Переписку нашел и обнародовал уже в наше время французский бактериолог Шарль Николь.) Между прочими распоряжениями в письме такие строки: «Не могли бы Вы попытаться распространить оспу среди взбунтовавшихся индейских племен? Необходимо использовать все средства для истребления этих дикарей». Полковник отвечает сразу же: «Я попробую их заразить оспой с помощью одеял, которые я уж как-нибудь им доставлю». Английский генерал соглашается не колеблясь: «Рекомендую Вам распространить оспу именно таким образом и использовать все возможные средства, чтобы уничтожить, наконец, эту отвратительную расу».

Индейские вожди были приглашены на «мирные» переговоры. «Дары данайцев» (два одеяла и платок, доставленные из госпиталя для больных оспой) сделали свое дело: через некоторое время среди индейских племен штата Огайо вспыхнула серьезная эпидемия оспы.

В качестве еще одного примера, как была использована оспа в прошлых войнах, можно привести высказывание Ваксмана, ученого, открывшего стрептомицин, о том, что войска страшного испанского конкистадора Писарро подарили индейцам одежду, принадлежавшую больным оспой. О предохранительных прививках против этой болезни тогда, разумеется, ничего не было известно, и вызванная эпидемия унесла около трех миллионов жизней.

Такова была поступь «цивилизации» на Американском континенте. И конечно, мы многого еще не знаем. Деяния подобного рода их авторы не стремились сохранить для истории.

В Европе в первую мировую войну также были попытки использовать бактериологическое оружие. На это решились немцы. Вот один из случаев, когда бактериологическая диверсия не удалась, так сказать, по причинам, не зависящим от ее инициаторов.

Дело происходило в Румынии в 1916 году. За несколько дней до того, как эта страна объявила войну Германии, в немецкое посольство прибыл ящик с надписью «Строго секретно». Груз был адресован военному атташе полковнику фон Хаммерштейну. Поскольку состояние войны с Германией было объявлено раньше, чем предполагалось, все немецкое имущество перешло в руки дипломатического представительства Соединенных Штатов, в то время еще сохранявших нейтралитет. Подозрительный багаж доставили в американское посольство и ящик закопали в саду. Однако об этом каким-то путем узнали румынские полицейские власти. Начались переговоры с американцами. Тянулись они долго, но в конце концов ящик все-таки выкопали и вскрыли. В нем, помимо взрывчатки, оказались стеклянные ампулы, наполненные какой-то темноватой жидкостью. Имелась и инструкция, рекомендовавшая вливание жидкости в корм лошадей и других домашних животных. Проведенный бактериологический анализ показал, что ампулы содержат живых бактерий сапа и сибирской язвы.

Другой пример. Верховное командование французской армии 26 марта 1917 года издало приказ, в котором сообщало о задержании немецкого агента, снабженного жидкостью и специальными кисточками для смазывания ноздрей у лошадей. В жидкости были обнаружены живые палочки сапа.

Весьма подозрительными кажутся историкам и многочисленные случаи столбняка, наблюдавшегося среди гражданского населения Соединенных Штатов после их вступления в войну. Расследование установило, что столбняк развивался у больных, которые при раздражении кожи или сыпи пользовались определенным сортом пластыря. Как выяснилось позже, в пластыре находились споры столбнячной палочки. Партии такого «лекарства» попали в США окольным путем из вражеских государств.

И опять же мы многого не знаем. Бесспорно одно: бактериологическое оружие в первую мировую войну было применено, но не дало ожидаемого эффекта. Однако сам по себе этот факт столь антигуманен, что под давлением мировой общественности и по предложению крупнейших в то время авторитетов в области микробиологии — Борде, Кэннона, Мэтсона и Пфейфера — ассамблея Лиги наций постановила осудить бактериологическую войну.

17 июня 1926 года в Женеве представителями сорока восьми государств (в том числе США и Японии) был подписан «Протокол о запрещении применения на войне удушливых, ядовитых и других подобных газов и бактериологических средств». Все государства, за исключением США, Японии, Бразилии, Никарагуа, Сальвадора и Уругвая, ратифицировали этот документ или присоединились к нему. Американский сенат тогда отклонил ратификацию договора, а в 1947 году президент Трумэн изъял его из сената как «устаревший». Подготовка США к бактериологической войне в то время зашла уже далеко. Но не будем забегать вперед.

Итак, две крупнейшие империалистические державы (США и Япония) отказались принять в качестве руководства к действию важнейший документ, призванный сохранить жизнь и здоровье людей, сразу же по его появлении. И именно эти страны впоследствии первыми пытались развернуть бактериологическую войну в широких масштабах, предварительно организовав массовое производство бактериологического оружия.

Индустрия смерти

…Октябрь 1936 года. Шестьдесят руководящих деятелей Японии ночью собрались на тайное совещание. Здесь представлены как гражданские, так и военные власти. Один из высших офицеров японской армии, Бушикава, знакомит собравшихся с состоянием исследований по изучению возможностей применения в предстоящей войне бактериологического оружия. Он подчеркивает, что исследования были начаты по прямому приказу императора Хирохито.

— Наша экспериментальная лаборатория, — говорит Бушикава, — закончила все подготовительные работы. Отряд, работающий на острове, полностью изолирован от внешнего мира. Не может быть лучших условий для такой работы. Есть все, что касается оборудования, химикалий, подачи воды, газа и тока.

Сам факт совещания и то, что на нем говорилось, стали известны миру лишь через 13 лет, в 1949 году, когда в Хабаровске проходил процесс по делу двенадцати бывших японских военнослужащих, виновных в подготовке и развязывании бактериологической войны. Хабаровский процесс полностью раскрыл тайну организации и деятельности современных «фабрик заразы».

Уже в 1935–1936 годах на территории оккупированной Маньчжурии японцы создали первые лаборатории для подготовки бактериологической войны. Конспирация строгая. Одно соединение называлось «Управление по водоснабжению и профилактике частей Квантунской армии», второе «Иппоэпизоотическое управление Квантунской армии». Название второго отряда внешне вроде бы и мудреное, но в переводе с языка науки довольно мирное: дескать, управление по предотвращению эпизоотий (эпидемий) среди животных. Руководил этим соединением, имевшим и другое шифрованное название — «Отряд 100», ветеринарный врач генерал Вакамацу. «Управление по водоснабжению» и т. д., названное «Отряд 731», возглавлял известный японский бактериолог генерал Исии Сиро. И вот что за этим стояло.

В «Отряде 731», например, было восемь отделов. Их работа:

Отдел 1. Задачи: экспериментальное выращивание микробов чумы, холеры, газовой гангрены, сибирской язвы, брюшного тифа и других заболеваний, которые, как тогда считалось, пригодны для применения в бактериологической войне. Отдел имеет «филиал». Это строго засекреченная тюрьма, узники которой служат подопытными кроликами для определения эффективности действия «продукции» отдела.

Отдел 2. Задачи: исследования в области применения бактерий в полевых условиях. Здесь конструируются бактериологические снаряды. Всевозможные: фарфоровые авиабомбы, артиллерийские снаряды, парашюты для сбрасывания бактерий и т. д. А также «мелочи»: автоматические ручки, трости, «сувениры», в которые можно поместить заразный материал. Отдел имеет в своем распоряжении авиационное подразделение. Ему же придана лаборатория, занимающаяся разведением большого количества (десятки миллионов) блох для распространения чумы.

Отдел 3. Задача: оправдать замаскированное название всего «отряда 731». Отдел действительно занимается водоснабжением и профилактикой, но в его мастерских производятся гильзы для бактериологических авиабомб системы «Исии».

Отдел 4. Задача: массовое производство бактерий. Это целая фабрика с мощным оборудованием и поточным производством. Производительность огромна. Обвиняемый Карасава показал, что при максимальной загрузке оборудования отдел 4 в течение месяца мог выдавать 300 килограммов бацилл чумы, 800–900 килограммов бацилл брюшного тифа, около 600 килограммов бацилл сибирской язвы, 1000 килограммов бацилл холеры, а также 800–900 килограммов бактерий паратифов и дизентерии.

С таким же размахом и жуткими целями была организована работа и остальных отделов «отряда 731».

«Отряд 100» по структуре и масштабам весьма сходен с соединением Исии Сиро. Однако задача, стоявшая перед генералом Вакамацу, была несколько иной. Он готовил заразу против домашних животных. «Важную роль», как цинично отмечал один из обвиняемых, в работе обоих отрядов играл опытный полигон на станции Аньда. Здесь творились чудовищные преступления: действие бактериологического оружия проверялось на людях, китайских и маньчжурских военнопленных. Их привязывали к вкопанным в землю столбам, а поблизости производили взрывы различных бактериологических снарядов, бомб, мин, гранат и т. д. Около привязанных к столбам людей разбрасывались зараженные чумой блохи, распылялись суспензии других, не менее страшных бактерий и пр. На одних военнопленных испытывалось действие новых вакцин, на других — определенных ядов и наркотиков. Жертвы, выдержавшие одно испытание, подвергались следующему, пока, наконец, не умирали. Многих пленных, уже непригодных для опытов, попросту убивали: ни один из них не дожил до конца войны.

Так «работал» этот страшный комбинат смерти. Японские агрессоры, несомненно, планировали бактериологическое нападение на СССР, и лишь молниеносный разгром Квантунской армии советскими войсками ликвидировал эту опасность.

Перед самой капитуляцией японские преступники уничтожили лаборатории и оборудование отрядов 731 и 100. Однако скрыть полностью следы своей страшной деятельности не удалось. И хотя главным преступникам, в том числе Исии, удалось скрыться от правосудия, двенадцать их пособников понесли заслуженную кару. Военный трибунал в Хабаровске приговорил их к исправительно-трудовым работам в лагерях сроком от 2 до 25 лет.

Как выяснилось на Нюрнбергском процессе, готовилась к бактериологической войне и гитлеровская Германия, и притом в широких масштабах. Вот показания немецкого генерала Вальтера Шрейбера: «Несмотря на многократные и определенные заключения санитарной инспекции армии (опиравшейся на данные разведки и заявления врачей с Восточного фронта), на основании которых не следовало опасаться применения бактериологического оружия со стороны Советского Союза, начальник главного штаба вермахта фельдмаршал Кейтель приказал начать подготовку к бактериологической войне. В июле 1943 года в главном штабе вермахта была созвана секретная конференция, на которой мы присутствовали вместе с майором Кливе в качестве представителей санитарной инспекции армии».

Здесь участников совещания оповестили, что сам фюрер поручил Герингу заняться подготовкой к бактериологической войне, наделив его широкими полномочиями, и что поражение немецких войск под Москвой и Сталинградом требует скорейшего применения новых способов ведения войны.

«На этой конференции, — сообщил далее Шрейбер, — была создана рабочая группа под названием „Бактериологическая война“. Геринг со своей стороны назначил себе заместителя по вопросам бактериологической войны. Им стал шеф немецких врачей профессор Бломе, занявшийся практическим руководством подготовки бактериологической войны. В целях ускорения подготовки бактериологической войны против Советского Союза под Познанью был создан институт, в котором выращивались как бактерии (в том числе бациллы чумы), так и вредители растений. Руководил институтом профессор Бломе. В институте имелось оборудование для проведения бактериологических экспериментов на людях. Проводились также опыты по распылению с самолетов жидкостей, содержащих бактерии».

И в этот раз быстрое наступление Советской Армии сорвало планы преступников: организованного применения бактериологического оружия не произошло. Профессору Бломе вместе с его институтом пришлось бежать, оставив большую часть оборудования в Познани.

Но немцы не отказались от планов применения бактериологического оружия против нашей страны. В беседе со Шрейбером профессор Бломе просил его помощи в создании и оборудовании нового института, уже на территории Германии, где Бломе намеревался продолжать работу по выращиванию бактерий чумы, колонии которых успел вывезти из Познани. И не из-за недостатка усердия этих двух преступников гитлеровцы не успели создать такой институт — великий рейх рушился под ударами Советской Армии.

До самых последних дней войны во многих немецких концентрационных лагерях продолжались опыты на военнопленных, которых заражали сыпным тифом, сибирской язвой, дизентерией, туберкулезом и другими инфекционными болезнями. Помимо этого, немецкие фармацевтические фирмы, занимавшиеся производством лекарств против инфекционных болезней, «покупали» узников из лагерей, заражали их различной инфекцией, испытывая новые препараты. Так погибли тысячи людей. Молниеносные победы Советской Армии на территории Европы в последние месяцы войны не только освободили несчастных жертв гитлеровской «науки» из концентрационных лагерей, но и не позволили фашистам организовать последнюю отчаянную оборону с помощью бактериологических средств ведения войны. Генерал Шрейбер прямо признал на Нюрнбергском процессе, что «только быстрый марш Советской Армии спас Европу и человечество от страшной катастрофы».

Итак, два самых агрессивных капиталистических государства в последней войне — Япония и фашистская Германия — всерьез готовились к бактериологической войне. Но агрессоры были разбиты. Их человеконенавистнические планы официально осуждены на Нюрнбергском и Хабаровском процессах. Казалось бы, человечество навсегда освободилось от страшного призрака бактериологической войны. Однако у стран оси нашелся преемник — Соединенные Штаты Америки.

5 января 1946 года Джордж У. Мерк, бывший председатель комитета по вопросам биологической войны в составе химической службы армии США, направил военному министру Петтерсону доклад, из которого явствовало, что систематические исследования в области бактериологической войны начались в США еще в конце 1941 года. Их проводил комитет, созданный Национальной академией наук в соответствии с директивами военного министерства. Работы велись в условиях строжайшей секретности.

В докладе подчеркивалось, что главной целью исследований были поиски соответствующих методов обороны (вдруг Япония применит бактериологическое оружие!), но «не сбрасывалось со счетов также исследование перспектив наступательных действий, поскольку нельзя было пренебрегать возможностью расплаты той же самой монетой». Поэтому производились опыты с большим количеством возбудителей болезней людей, животных и растений. Взятые для исследования бактерии культивировались на специально подобранных питательных средах с тем, чтобы в результате они приобрели высшую степень вирулентности.

Видимо, работа шла небезуспешно, так как, несмотря на использование специальной защитной одежды и другие меры предосторожности, действие «продукции» пришлось испытать на себе и некоторым сотрудникам, к чему они, разумеется, не стремились. Так, в Кемп-Детрике и подчиненных ему лабораториях за это время 25 сотрудников заболели сибирской язвой, 17 — бруцеллезом, 7 — туберкулезом, 6 — сапом и 1 — пситтакозом. Уже по этим трагическим случаям можно судить, с каким размахом было поставлено дело. Как мы упоминали, к этому времени в разработке проблем бактериологической войны в США было занято около 400 сотрудников многих лабораторий. Результаты не замедлили сказаться. Мерк в своем докладе не без гордости сообщает, что, хотя японцы начали работы в области бактериологической войны раньше, чем США, тем не менее к концу войны они не добились таких «выдающихся» результатов, как американцы. «В своих исследованиях государства оси остались позади США, Великобритании и Канады», — пишет Мерк.

Из материалов Хабаровского процесса мы знаем, в каких масштабах было организовано производство бактериологического оружия японскими милитаристами. Соединенные Штаты их превзошли!

И, будто не замечая всей гнусности и античеловеческой сущности этих страшных мероприятий, Мерк с чисто американской деловитостью подчеркивает в своем докладе «необыкновенную дешевизну» бактериологической войны. Действительно, стоимость всей программы исследований в области бактериологии составляла в то время 50 миллионов долларов, которые, по сравнению с расходами на атомное и термоядерное оружие, казались просто грошами.

Доклад Мерка изъяли сразу же после его опубликования: уж слишком велико было возмущение общественного мнения. Но подготовка к бактериологической войне и производство страшного микробного оружия от этого, разумеется, не пострадали. «Индустрия смерти» в империалистических странах (главным образом в США и Великобритании) продолжала развиваться. Стало ясно, что рано или поздно бактериологическое оружие будет испытано в широких масштабах. Так оно и случилось.

Чума идет в атаку

Первая крупная попытка практического применения бактериологического оружия была предпринята в 1940 году под личным руководством уже нами упомянутого японского микробиолога генерала Исии Сиро. Это он «организовал» и «обеспечил» грузом заразы экспедицию самолетов в район китайского города Нинбо. Задача: разбросать в окрестностях города блох, разносчиков чумы. Налет оказался эффективным: вскоре в городе вспыхнула эпидемия, унесшая многие жизни. По указанию Исии был снят документальный фильм о том, как совершалась эта «акция» и к чему она привела. Делался фильм в «учебных целях». Эта бактериологическая диверсия не была единственной, проведенной японцами во время войны в Китае. Вот еще один случай среди других, ему подобных.

По приказу того же Исии в 1942 году в момент отхода японских войск из Центрального Китая 130 килограммов бактерий паратифов и сибирской язвы использовали для заражения водоемов, полей и пищевых продуктов на оставляемой территории. Тифом и паратифом были заражены и сотни китайских военнопленных. Как только у них появлялись первые признаки заболевания, их выпускали на «свободу».

В общем японские милитаристы шли на самые гнусные преступления, лишь бы развязать бактериологическую войну в широких масштабах. О том, почему им это не удалось, мы уже говорили.

Однако все «акции» генерала Исии меркнут перед тем, что пытались предпринять Соединенные Штаты Америки, воюя с Корейской Народно-Демократической Республикой. Правда, и здесь не обошлось без участия японского генерала, привлеченного американцами в качестве «главного консультанта» по применению биологического оружия в корейской войне. Вот как это было.

…25 июня 1950 года. Американские войска вместе с частями южно-корейского диктатора Ли Сын Мана нападают на Корейскую Народно-Демократическую Республику. Северная Корея становится ареной агрессивной войны со стороны США. Почти год длится военная кампания, но борющийся за свою свободу и независимость корейский народ один за другим срывает военно-стратегические планы агрессоров. Тогда командующий американскими войсками генерал Риджуэй зимой 1951 года делает соответствующие распоряжения, и в Корею прибывают избежавшие приговора Хабаровского трибунала японские военные преступники: генералы Исии, Вакимацу и Китано. Как сообщало агентство Телепресс, они прибыли в Корею, чтобы «произвести эксперименты на корейских и китайских военнопленных и усовершенствовать биологические средства войны в целях их применения в зимней кампании против населения Кореи и Китая. Они прибыли на судне, груженном оборудованием для ведения бактериологической войны…»

В том же году американское министерство обороны приглашает в США еще одного знакомого нам «специалиста» — немецкого генерала Вальтера Шрейбера. Гитлеровский военный преступник получает пост советника американских военно-воздушных сил по вопросам «профилактической медицины». Функции его определены как «конфиденциальные и не подлежащие обсуждению». Итак, закончив почти десятилетнюю подготовительную работу и заручившись «квалифицированными (читай — уже имеющими опыт преступлений перед человечеством) консультантами», американские империалисты зимой 1951 года начали бактериологическую войну против Корейской Народно-Демократической Республики.

На позиции корейских войск и различные районы тыла с американских самолетов посыпались неисчислимые количества насекомых — носителей чумы, холеры и других заразных болезней. Это были не разрозненные «акции» генерала Исии в сороковые годы в Китае, а то, о чем он всегда мечтал, — систематическое и планомерное бактериологическое наступление, рассчитанное на массовое уничтожение людей. Чтобы не быть голословными, приведем небольшую выдержку из протеста, направленного правительством Корейской Народно-Демократической Республики в Организацию Объединенных Наций 8 мая 1951 года.

«…28 января в районах Нансодон и Енсудон, расположенных юго-восточнее Игхоня, военные самолеты противника разбросали большое количество не встречавшихся в Корее до войны насекомых трех видов, похожих на черную муху, на блоху и на клопа. 29 января военный самолет противника в районе Игхоня разбросал большое количество мух и блох. 11 февраля военные самолеты противника сбросили на позиции наших войск в районе Чхолвоня большое количество бумажных коробочек и бумажных пакетиков, наполненных блохами, пауками, комарами, муравьями, мухами и другими видами мелких насекомых. В районе Саньяини было разбросано большое количество мух, а в районе Пхенчана — большое количество блох, мух, комаров и других насекомых. 13 февраля самолет противника в районе Кымхва разбросал большое количество мух, комаров, пауков, блох и других мелких насекомых. 15 февраля самолеты противника разбросали в районе Пхенчана большое количество разных насекомых. 16 февраля… и т. д. и т. п.».

В общем список этот можно было бы продолжить. Американское бактериологическое нападение охватило многие районы и велось планомерно. Однако использование только зараженных насекомых американскому командованию показалось недостаточным.

И вот отдел бактериологической войны при американских химических войсках изготовляет 16 видов бактериологического оружия, которое при разбрасывании бактерий может заражать воздух и воду и тем самым вызвать массовое заражение людей. Преступники шли на все. И в марте 1951 года это оружие было испытано на военнопленных из состава корейской Народной армии и китайских народных добровольцев. Место испытаний — остров Кочжедо. Факт этот был также приведен в заявлении правительства КНДР. Вскоре с подобным же протестом выступило и правительство Китайской Народной Республики, на территорию которой также было совершено бактериологическое нападение.

Изложенные в обоих заявлениях факты вызвали волну возмущения и протеста во всем мире, даже в самих США. Были созданы две международные комиссии, подтвердившие, что Соединенные Штаты действительно совершили «неслыханные преступления перед человечеством, используя бактериологическое оружие массового уничтожения». Вмешательство мировой общественности избавило корейский народ от необходимости бороться с новыми шестнадцатью видами бактериологического оружия, которое США смогли лишь испытать, но уже не решились применить в широких масштабах. Не принес ожидаемых результатов американцам и «дождь» смертоносных насекомых, обрушенный на города и села Корейской Народно-Демократической Республики. Хорошо организованная разъяснительная работа среди населения и четко налаженная противоэпидемиологическая служба сделали свое дело: многочисленные случаи заболеваний ни разу не переросли в эпидемию.

Итак, ожидаемого эффекта применение бактериологического оружия командованию США не дало. Война была проиграна. Оборона оказалась сильнее средств нападения. Из этого, к сожалению, не следует, что неудачи в Корее заставили американских империалистов навсегда отказаться от бактериологической войны в будущем. Совершенствование биологического оружия продолжается.

Их планы

…Май 1947 года. Соединенные Штаты Америки. В серьезном научном журнале «Джорнал оф иммюнолоджи» (Иммунологический журнал) появляется статья трех бактериологов: Розбери, Кэбета и Болдта. Название статьи категорично: «Бактериологическая война». Имеет статья и предысторию. Дело в том, что написана она была еще пять лет назад, и 8 июня 1942 года в качестве доклада была направлена так называемому «национальному научно-исследовательскому совету». Правда, тогда она называлась несколько по-иному. Полностью это звучит так: «Бактериологическая война. Критический анализ доступных возбудителей, возможностей их военного применения и способов защиты от них». Как утверждал потом один из основных авторов, Розбери, хотя это и был неофициальный документ, но основан он исключительно на доступных источниках: в общем такой документ «могло составить любое лицо в любой части света, способное усвоить соответствующую литературу». И все-таки доклад 5 лет оставался строго секретным и был опубликован лишь в 1947 году.

Рассчитанная сугубо на специалистов статья содержала подробное описание и разбор, с точки зрения их пригодности в бактериологической войне, 70 видов инфекционных заболеваний, 33 из которых, по мнению авторов, оказались пригодными, 37 они «забраковали».

Это была настоящая энциклопедия бактериологической войны, где каждый из семидесяти смертоносных микроорганизмов разбирался со всех сторон. Вот таких:

а) «токсичность» (читай: «сила» заразы);

б) «военная эффективность» (как скоро убьет и как быстро передается от больного организма к здоровому);

в) «возможность производства данного микроба в большом масштабе» (на чем культивировать и можно ли быстро набрать десятки и сотни килограммов материала);

г) «устойчивость к воздействию внешней среды» (каким путем, в какое время и при помощи каких средств можно перебросить противнику);

д) «возможность распространения по территории противника» (как быстро возникает эпидемия или эпизоотия, когда речь идет о животных; у растений — эпифитотия);

е) «возможность иммунизации и лечения» (эта сторона характеристики доставила авторам много «разочарования», так как против большинства инфекционных заболеваний человечество уже нашло средства лечения и предохранительные прививки);

ж) «степень трудности обнаружения и индентификации данной инфекции» (есть ли быстрые методы установления «лица» обнаруженной инфекции? Оказывается, как правило, есть);

з) «обратное действие» (как скоро возникает эпидемия на территории или в войсках стороны, применившей бактериологическое оружие, если у противника такую эпидемию удалось искусственно вызвать).

И вот так все семьдесят!..

Это был «труд». И он был оценен американским командованием: все три бактериолога вскоре стали сотрудниками Кемп-Детрика. Что же там планируется?

Ну, прежде всего скажем, что опыт применения бактериологического оружия в Китае и Корее, по мнению западных теоретиков, себя не оправдал. Как выяснилось, рассчитывать следует скорее на «эффект психологический», чем на военный. Любая экономически достаточно развитая страна, имеющая хорошо организованную противоэпидемиологическую службу, может быстро «погасить» бактериологическую диверсию без какого-либо ощутимого ущерба для собственного, военного потенциала. Правда, это верно лишь в том случае, когда речь идет о бактериологической войне против людей. Ни чума, ни холера, ни другие подобные им инфекции не могут дать желанного перевеса воюющей стороне, если ее противник имеет хорошо налаженную противоэпидемиологическую службу. К тому же нельзя забывать и «обратное действие» такого оружия. В устах западных теоретиков бактериологической войны на первом месте по-прежнему в качестве «идеального» бактериологического оружия против людей («живой силы») остается действие яда, вырабатываемого бациллой Клостридиум ботулинум, о котором мы уже говорили.

Яд этот выделяет своеобразный микроб, развивающийся в мясных или растительных продуктах. Само отравление (влекущее, как правило, почти 100-процентную смертность) даже не требует присутствия живого микроба — достаточно продуктов его выделения — токсина-яда. Производство такой отравы не сложно, и любое крупное бактериологическое предприятие может сравнительно быстро выдать 100 килограммов более или менее очищенного ботулинового токсина — количество, вполне достаточное (если верить теоретическим расчетам), чтобы уничтожить все население земного шара. Как бактериологическое оружие данный токсин имеет преимущество перед другими видами инфекций — он не обладает «обратным действием», то есть не передается от человека к человеку. Но это и его «недостаток» — невозможность вызвать эпидемию.

В общем можно сказать, что применение болезнетворных микробов и продуктов их выделения (токсинов) в качестве средств уничтожения людских резервов противника себя не оправдало.

Правда, из этого, к несчастью, не следует, что от войны подобного рода на Западе отказались вообще. Так, например, там серьезно разрабатывается «бактериологическое оружие гуманного аспекта». Вот что это такое.

Есть такая «хорошая» болезнь — лихорадка денге. Возбудитель ее — фильтрующийся вирус. Встречается она почти на всем земном шаре, правда, в основном там, где климат более или менее теплый и где могут существовать ее переносчики — комары. В Европе лихорадка денге есть. «Хороша» она еще и тем, что в случае возникшей эпидемии не приводит к большой смертности (1–1,5 процента), однако вывести человека на довольно длительный срок из строя может. Розбери считает, что это «просто идеальное» бактериологическое оружие ввиду его «гуманного характера». Единственное, что тревожит его и некоторых других авторов, это «возможный не всегда правильный выбор места и времени диверсии», дескать, переносчики — комары в данной местности могут не прижиться. И все-таки лихорадка денге остается «особенно пригодной» для военных целей.

Однако, по-видимому, в настоящее время разработка средств ведения бактериологической войны против людей на Западе не является ведущей. Применение болезнетворных микробов в качестве оружия получило другие акценты. Прямое уничтожение противника в XX веке не единственный способ подорвать его военно-промышленный потенциал и выиграть войну. Видимо, поэтому сейчас чаще говорят уже о войне биологической, чем о войне бактериологической: об уничтожении с помощью микроорганизмов культурных растений и животных, а не людей. Разработка же такого типа бактериологического оружия ведется интенсивно.

И хотя на первый взгляд перспектива биологической войны против животных и растений и не представляется столь грозной, как применение такого оружия для уничтожения людей, при ближайшем рассмотрении все выглядит совсем по-иному. Совершенно ясно, что, если бы неприятель с помощью бактериологических средств уничтожил всех или большую часть домашних животных и растений в стране, исход войны был бы решен. Государство, подвергшееся такому нападению, не могло бы долго продержаться. Западные теоретики считают, что удачно примененное бактериологическое оружие против животных и растений в срок, значительно более короткий, чем всякого рода блокады, может лишить страну мяса, молока, сыра, масла, яиц и хлеба. Поэтому в Кемп-Детрике проблема эта изучена весьма обстоятельно, и особенно с точки зрения нападения.

Интенсивно работая над получением бактериологического оружия против домашних животных, американские ученые выделили несколько особенно опасных инфекций, о которых говорится, что они «весьма перспективны». Вот некоторые из них.

Повальное воспаление легких крупного рогатого скота. Это остроинфекционное заболевание с высокой смертностью (30–50 процентов). Возбудитель его — микроскопический гриб Перипневмониа коутагиоза бонум. Повальное воспаление легких крупного рогатого скота в Европе известно с середины XVIII века, к середине же следующего столетия оно перекинулось также в Америку, Африку и Австралию. В то время эта болезнь была настоящим бедствием. В одной только Англии в 1860 году ее жертвой пало около 187 тысяч голов скота.

Чума рогатого скота. Возбудитель — фильтрующийся вирус. Заболевание с очень высокой смертностью (до 75 процентов). Эпизоотии чумы рогатого скота известны с IV века. В этих случаях единственный способ прекращения эпизоотии — безоговорочный убой больных и подозреваемых по чуме животных. Кроме коров, к возбудителю чумы восприимчивы также овцы и козы.

Ящур. Острое и очень заразное заболевание, поражающее крупный рогатый скот, свиней, овец и коз. Первые случаи ящура описаны в XVI веке в Северной Италии. Оттуда болезнь распространилась по всей Европе, унося миллионы животных. В одной только Германии в 1920–1921 годах от ящура погибло 218 445 голов скота. В 1938 году болезнь бушевала в Польше и нанесла сельскому хозяйству огромный ущерб. Некоторые ученые считают ящур самым заразным заболеванием животных, так как выделения ящурных больных не теряют свою инфекционность даже в разведении 1 : 10 000 000. Этот факт, а также и то, что путем соответствующих пассажей вирус ящура может дать такую страшную форму, когда смертность от него достигает 70 процентов, делает его одним из сильнейших средств бактериологической войны против животных. Таково мнение специалистов Кемп-Детрика.

Мы не будем здесь давать характеристику другим инфекциям, планируемым в качестве бактериологического оружия в войне против домашних животных. Сказанного, по-видимому, достаточно, чтобы представить, как широко поставлена эта работа. Особенно если добавить, что, помимо трех названных заболеваний, американским исследователям кажутся «вполне пригодными» для бактериологического нападения инфекционный энцефаломиелит лошадей, пастереллезы (группа тяжелых инфекционных заболеваний крупного рогатого скота, овец, коз, свиней, кроликов и домашней птицы), чума свиней, шотландский энцефаломиелит овец, чума птиц и т. д.

Совершенно очевидно, что не менее страшный «букет заразы» заготовлен и в биологической войне против растений, тем паче, что западные теоретики считают это наиболее перспективным средством ведения войны. Действительно, без полезных растений в короткий срок оказалась бы невозможной жизнь животных и людей, по крайней мере в отдельных районах земного шара. Без корма быстро погиб бы скот, а уничтожение зерновых и плодовых культур лишило бы людей растительной пищи.

Итак, не убивая людей и животных, не разрушая деревень, городов и предприятий, можно — по крайней мере теоретически — победить даже более сильного противника, использовав против него в определенный момент достаточно эффективные средства, поражающие растения.

Кстати сказать, пытаясь развязать бактериологическую войну на территории Северного Китая и Северной Кореи, американское командование, помимо бактериологического оружия, уничтожающего людей и животных, применяло также и инфекцию, поражающую культурные растения. С самолетов неоднократно сбрасывались листья и другие части растений, зараженные болезнетворными грибами. Так, были обнаружены грибы страшного врага сои — Церкоспора соини Хара. Далее, была установлена зараженность сброшенных листьев грибами Оломерелла, вызывающими болезнь хлопчатника и поражающими также яблони и груши. Кроме того, международная комиссия ученых доказала факт военного использования гриба Макрофома Куматсуки Хара, — грозного и чрезвычайно патогенного вредителя плодовых культур.

Чтобы не утомлять читателя, мы не будем здесь больше перечислять возбудителей болезней растений и вредителей сельскохозяйственных культур, которые планируются в биологической войне против растений. В качестве примера из прошлого лишь кратко расскажем об одной из эпифитотий — эпифитотии фитофторы картофеля (гриб, поражающий клубни).

…Ирландия. Конец XVI века. Длительные политические и военные распри опустошили и разорили страну. Народ голодает. И вдруг является «заморский» спаситель. Это завезенная в Ирландию культура картофеля. Быстро выясняется, что картофель легко выращивать, что он дает высокие урожаи и очень питателен. Разведение картофеля принимает небывалые по тому времени масштабы. Проходит всего пятьдесят лет, и он становится основой питания населения.

Идет время, и никто не подозревает, что именно это обернется для Ирландии катастрофой. 1845 год. Внезапно и неожиданно на картофельных полях вспыхивает эпифитотия фитофториоза. Болезнь распространяется со скоростью пожара. Буквально за год свирепый гриб полностью уничтожает весь урожай картофеля в стране. Эпифитотия перекидывается на Британские острова и в Западную Европу, но здесь ущерб от нее не так велик, как в Ирландии, где выращивают почти исключительно картофель. В Ирландии же положение без преувеличения трагическое: около миллиона человек умирает от голода, и еще миллион эмигрирует из страны. И все это дело рук внешне безобидного гриба, который любой неспециалист легко посчитает за обыкновенную плесень. Кстати, в арсенале биологического оружия, вырабатываемого в Кемп-Детрике, фитофтора тоже числится. Цель же применения всего, что дает этот комбинат смерти, там не скрывают. Так, Розбери, рассуждая о возможности обратного действия биологического оружия, пишет без обиняков: «В будущем мы (читай: американцы) могли бы совершенно безнаказанно распространить заразу где-нибудь, например, в окрестностях Тобольска, так как океан защитил бы нас от ее обратной волны». Комментарии, как говорится, излишни!

Если повернуться на 180 градусов

Здесь нам снова придется вернуться к Пастеру. Помните предприимчивую мадам Поммери из Реймса, побудившую ученого впервые использовать болезнетворные бактерии против кроликов, разорявших ее винные погреба? И вот, в то время как одни микробиологи (типа Исии Сиро и Розбери и Ко) изыскивали бактериологические средства уничтожения людей, домашних животных и… сельскохозяйственных растений, другие продолжали работать в направлении, начатом Пастером, пытаясь обратить способность патогенных микробов поражать высшие организмы на пользу людям.

Особенно успешными и показательными оказались работы по уничтожению вредителей полей и лесов.

По подсчетам специалистов, вредные насекомые ежегодно уничтожают до 33 миллионов тонн продовольственного зерна. Такого количества хлеба хватило бы, чтобы прокормить 150 миллионов человек в течение года. На состоявшемся в 1957 году в Гамбурге Международном конгрессе по защите растений отмечалось, что от сельскохозяйственных вредителей ежегодно во всех странах мира теряется пятая часть всего урожая пшеницы, шестая — картофеля и фасоли, половина урожая яблок. В 1947–1956 годах в Англии от картофельной огневки ежегодно пропадало полмиллиона тонн картофеля. А все потери урожая в этой стране по той же статье за год оцениваются суммой в 140 миллионов фунтов стерлингов. Огромны потери такого рода и в США, Канаде, Франции, Италии, Японии и в других странах. Значительны они и в нашей стране.

По счастью, насекомые — вредители сельскохозяйственных культур имеют и своих врагов. Довольно часто такими врагами являются так называемые энтомопатогенные микробы, вызывающие у насекомых различного рода инфекционные болезни. В первую очередь они поражают личинки и гусеницы насекомых.

Заманчивая мысль использовать энтомопатогенных микробов для заражения и истребления вредных насекомых привлекала ученых давно. Здесь полностью оправдался бы принцип: «Враги наших врагов — наши друзья».

Первые попытки в этом направлении предпринимались еще в прошлом столетии. Так, культура гриба энтомофтора довольно успешно применялась в борьбе с хлебным жучком и свекловичным долгоносиком, вредителями сахарного тростника и кокосового ореха, с кукурузным мотыльком и вредной черепашкой. Культурами некоторых энтомопатогенных грибов в небольших водоемах заражали личинки комаров, вызывая их гибель.

Однако больше всего в этих исследованиях уделялось внимания энтомопатогенным бактериям. Таких микроорганизмов немало. Есть среди них и довольно значительная группа бактерий, так называемых цереус. Она включает много различных видов и разновидностей, обладающих большой энтомопатогенной активностью к целому ряду вредных насекомых.

Впервые группу бактерий цереус изучил немецкий ученый Берлинер. В 1926 году ему удалось выделить из больной гусеницы амбарной моли культуру бактерий, оказавшихся болезнетворными для насекомых. Работа проводилась в Тюрингии, и бактерия была названа бациллой тюрингензис. Бацилла оказалась очень «злой». Ученый легко в этом убедился, применив ее против гусениц амбарной моли: вспыхнувшая эпизоотия быстро очистила растения от вредителя. Но главное было впереди. Через некоторое время выяснилось, что бацилла тюрингензис поражает не только амбарную моль, откуда она была впервые выделена, но и вызывает заболевание и других насекомых. В Югославии ее использовали против лугового мотылька, во Франции — против капустной белянки, в Панаме — против вредителей корней банана — и везде результаты были положительными.

В США и Канаде с помощью цереус успешно истребляют вредителей леса — непарного шелкопряда. Вообще эта группа бактерий, с точки зрения их использования в качестве биологической защиты от насекомых, оказалась очень перспективной.

В нашей стране бактерии группы цереус применялись в борьбе с капустной огневкой, репной и капустной белянкой, непарным шелкопрядом и другими вредителями. В коллекции Всесоюзного института защиты растений имеются культуры бактерий, активно поражающие плодожорку, кольчатого шелкопряда, яблоневую моль, листоверток. Очень удачны оказались опыты по применению энтомопатогенных бактерий в борьбе с сибирским шелкопрядом. О них стоит рассказать поподробнее.

Если бы вы попали в тайгу на участок, подвергшийся нападению сибирского шелкопряда, вы бы увидели жуткую картину царства смерти. На много километров вокруг стоят начисто обглоданные, лишенные хвои кедры, сосны, ели и лиственницы. Ветви лиственных деревьев тоже голы. И ничего живого. Ушли соболь и белка, улетели птицы и насекомые, исчезли и все остальные обитатели тайги. Деревья умирают. Влагообмен почвы нарушен. Идет заболачивание. Тайга гибнет. Всего 500 гусениц сибирского шелкопряда за десять дней сжирают могучий четырехсотлетний кедр. А ведь только одна бабочка шелкопряда откладывает 600–800 яичек. Нападает же шелкопряд буквально тучей, и местами на одно дерево приходится до 2 тысяч насекомых. Ущерб от сибирского шелкопряда в тайге огромен.

Долгое время с этими страшными вредителями боролись с помощью дуста. Но эффект был невелик. Ядохимикаты быстро смывались дождями, да еще оказывались токсичными для животных. К тому же само мероприятие стоило дорого, так как на обработку одного гектара леса требовалось 40–50 килограммов ядохимикатов.

Ученые Сибирского отделения Академии наук СССР решили избрать иной путь борьбы с сибирским шелкопрядом. В 1956 году ими был выделен сильный энтомопатогенный микроб — возбудитель болезни шелкопряда. Так как исходный материал был получен из лесов Тувинской автономной области, микроб назвали тувензисом. Вскоре был изготовлен и бактериальный препарат — туверин. Препарат оказался очень эффективным. Его разбрызгивали с самолетов над самыми пораженными участками леса и всегда получали отличный результат. На обработанных лесных массивах Восточной Сибири и Тувинской автономной области гибель гусениц в результате возникающей среди них эпизоотии достигала 92–100 процентов. Деревья после обработки туверином почти полностью сохраняли хвою и листву. Действует туверин быстро. Уже на второй день гусеницы шелкопряда перестают пожирать хвою и листву, а на четвертый-пятый они почти полностью погибают, свисают с ветвей, с коры деревьев и надолго остаются источниками инфекции для других гусениц. Для человека, животных и растений туверин безвреден. Сейчас туверин выпускается в нашей стране на одном из заводов бактериальных препаратов. Для обработки гектара леса, зараженного шелкопрядом, требуется всего лишь 300–500 граммов бактериального концентрата, что обходится в 6–8 раз дешевле, чем обработка ядохимикатами.

В качестве средств в такой защите применяются не только энтомопатогенные бактерии, но и вирусы. Ведь насекомые подвержены вирусным заболеваниям в не меньшей степени, чем заболеваниям бактериальным. Вирусные препараты, вызывающие массовую гибель насекомых-вредителей, известны как за рубежом, так и в нашей стране. Их применение также дает хорошие результаты, как применение препаратов бактериальных.

В общем сейчас ни у кого не вызывает сомнения, что патогенные бактерии и вирусы могут сослужить человеку верную службу, помогая бороться с вредителями лесов и полей, тем более что это уже делается.

И становится грустно, когда подумаешь, что где-то выделяются, разводятся и «совершенствуются» формы микробов и вирусов, назначение которых уничтожение людей, домашних животных, растений. Как много получило бы человечество, если бы огромные средства, силы и научные знания, которые сейчас тратятся на создание биологического оружия, были бы направлены на пользу человека. Если бы вместо бактерий чумы, холеры и других инфекционных болезней искались новые способы уничтожения инфекций; если бы, например, вместо поисков путей распространения сапа нашли бы способ его предупреждения и лечения; вообще, если бы работа лабораторий типа Кемп-Детрик была повернута на сто восемьдесят градусов.

Накопленные микробиологией, вирусологией и эпидемиологией знания о мире микробов и вирусов должны быть применены только на благо человечества, не преломляясь в кривом зеркале человеческой злобы.

В глубинах микромира

За гранью светового микроскопа

Благодаря работам гениальных «охотников за микробами», главным образом Пастера и Коха, к концу XIX века в медицине сложилось стройное учение об инфекциях. Суть его проста: любая инфекционная болезнь должна иметь своего возбудителя. И действительно, один за другим открывались возбудители различных заразных заболеваний.

Микробиологи уже знали возбудителей сибирской язвы, туберкулеза, столбняка, чумы человека, сапа, рожи свиней и многих других болезней. Выделение все новых и новых микроорганизмов шло столь стремительными темпами, что к началу нашего столетия были выявлены возбудители большинства распространенных болезней человека и животных.

Исследователи научились не только выделять болезнетворных микробов, но и культивировать их в искусственных лабораторных условиях на питательных средах.

Казалось бы, путь борьбы человека с опасными представителями мира микробов предопределен. И хотя в то же время как бы в подтверждение положения, что нет правил без исключения, накапливались факты, не соответствующие классической теории инфекций, на них особого внимания не обращали. Не удается выделить и охарактеризовать возбудителей бешенства или ящура — неважно! Ведь это все равно должны быть микробы, и рано или поздно их удастся получить в чистой культуре, нужно лишь создать подходящую среду. Поиски продолжались. Никто не мог даже допустить мысли, что природа и здесь приготовила человеку «сюрприз» и существует огромнейший мир организмов, в тысячи и сотни тысяч раз более мелких, чем микробы. На этот раз из состояния неведения вывел человечество не любознательный дилетант, как это случилось с миром микробов, открытым Левенгуком, а ученый-экспериментатор.

Все началось с событий, не имеющих, казалось бы, никакого отношения к медицине и волновавших людей, довольно далеких от нее. Это были промышленники-табаководы, начавшие терпеть убытки от болезней табака, которые снижают урожай и ухудшают качество продукции. Многочисленные курильщики выражали недовольство.

Но табаководы ничего не могли поделать. Болезнь распространялась, охватывая все новые плантации. Называлась она табачной мозаикой. Название древнее и довольно удачное. Чередование здоровых и больных участков на листьях табака, пораженных болезнью, действительно похоже на мозаику. Этим сравнением исчерпывались почти все сведения о заболевании.

Впрочем, не совсем так. Относительно причин болезни у табаководов некоторые соображения были. Однако мнения разделились. Одни винили солнце; другие, наоборот, видели все зло в холодных ночах и туманах; третьим казались подозрительными парники, в которых выращивалась рассада. Были и такие, кто полагал, что болезнь просто необъяснима и возникает из-за колдовства.

Но как лечить растения? Классическая теория инфекций требовала прежде всего найти возбудителя-микроба. И промышленники позвали на помощь ученых.

В Голландии мозаичной болезнью табака занялся в 1886 году немецкий микробиолог Майер. Довольно быстро ему удалось установить инфекционный характер заболевания. Нашел он и что сок больных растений, профильтрованный через двойной бумажный фильтр, теряет свое заразное начало.

Майер делает вывод: возбудителем болезни является бактерия. Начинаются безуспешные поиски бактерии и попытки выделить ее в чистую культуру. Так, подойдя к порогу великого открытия, ученый свернул в сторону. Почтение перед классической теорией инфекций, уверенность, что все болезни вызываются микробами, которых можно увидеть в микроскоп, не позволили Майеру сделать последнего шага и испробовать иные способы фильтрации сока больных растений.

Изучение табачной мозаики было организовано также и в России, где болезнь особенно распространилась на табачных плантациях Крыма и Молдавии. Вот туда-то Департамент сельского хозяйства и промышленности и послал начинающего способного ученого Дмитрия Иосифовича Ивановского. Вначале он пошел по пути Майера.

Много дней провел Дмитрий Иосифович за микроскопом, отыскивая в соке больных растений микроба-возбудителя. Но микроб был неуловим. Безуспешными оказались попытки вырастить культуру возбудителя на питательных средах. Среды готовились самые разнообразные, но посевы сока больных растений ничего не давали, предполагаемый возбудитель не появлялся.

«Все эти опыты, потребовавшие массу времени и труда, — писал впоследствии ученый, — дали отрицательный результат; микроорганизм, очевидно, не способен расти на искусственных субстратах».

Тогда Ивановский перешел к опытам с фильтрацией. Он растер листья с небольшим количеством кипяченой воды и профильтровал через бактериальный фильтр, так называемую свечу Шамберлена.

Фарфоровые цилиндры этого прибора имеют отверстия меньше размеров любого микроба. Если в листьях есть бактерии, они останутся внутри фильтра и их можно будет выделить. Фильтрат же, прозрачная жидкость, полученная после прохождения сока через фильтр, должен стать стерильным и не вызывать заражения — так гласила классическая теория инфекции.

Исходя из этого, Ивановскому не было никакого смысла пробовать заразить здоровые растения, нанося фильтрат на листья. Это было просто нелогично. Ведь ясно, что никаких бактерий там нет. Да и Майер уже однажды убедился в стерильности профильтрованного сока, о чем Ивановский знал. И все-таки вопреки правилам Ивановский решил испробовать полученный фильтрат. Он сделал царапины на здоровых листьях и нанес на них несколько капель профильтрованного сока. Через некоторое время листья оказались пораженными табачной мозаикой. Несколько раз подряд повторил ученый свои эксперименты, но результат был один и тот же: картина табачной мозаики неизменно воспроизводилась.

Чем же руководствовался молодой исследователь?

Толчком послужили работы французского бактериолога Эмиля Ру, недавно прочитанные Ивановским. Ру впервые доказал, что болезнетворное действие дифтерийных бактерий может определяться не самим микробом, а выделяемым им ядом — токсином.

Казалось бы, что при заболевании табака картина такая же: виновник — какой-то токсин. Но интуиция ученого подсказывает Ивановскому, что это все-таки не так. Он верит, что находящееся в профильтрованном соке заразное начало — какие-то существа, пусть во много раз более мелкие, чем бактерии, и способные проходить даже через фарфоровые поры свечи Шамберлена, но именно живые существа.

И Ивановский решает доказать, что он прав. Однако возбудителя не удается ни вырастить в культуре, ни увидеть под микроскопом.

Но почему обязательно видеть? Ведь есть и другие пути доказательства. И вот в течение нескольких повторяющихся опытов (такой метод носит название пассирования) исследователь переносит сок от больных растений к здоровым.

Расчет здесь прост: если в каком-то из пассажей, в ходе которых первоначальный сок от больных растений все более разбавляется, не появится картина заболевания, тогда можно считать, что причиной болезни является яд, количество которого при многократном разведении стало слишком малым. Если же окажется, что бесконечное количество пассажей вновь и вновь приводит к заражению здоровых растений, нужно будет говорить о живом агенте, организме, развивающемся в растении от пассажа к пассажу.

Так был открыт первый вирус, существо невидимое, лежащее за гранью светового микроскопа, но именно существо. Тайна табачной мозаики получила разгадку. Ни солнце, ни холодные ночи, ни тем более колдуны оказались ни при чем.

Кстати, как теперь установлено, переносчиком этого вируса служит сам человек. Достаточно прикоснуться сначала к больному, а потом к здоровому растению, чтобы перенести инфекцию.

Очень велика и устойчивость вируса табачной мозаики. Он сохраняет свою инфекционность даже через много лет после высушивания табачных листьев. А потому распространению болезни невольно способствуют и сами курильщики. К тому же вирус табачной мозаики весьма заразителен и для многих других растений. Известен случай, когда листья зараженного табачной мозаикой помидора сохранили активный вирус после того, как 25 лет (!) пролежали засушенными и упакованными в ящик.

Вирусы в истории человечества

За 70 лет, отделяющих нас от работ Ивановского, учение о вирусах разрослось в самостоятельную науку — вирусологию. Днем ее рождения принято считать 12 февраля 1892 года, когда Ивановский доложил результаты своих исследований на одном из заседаний Академии наук.

Нужно сказать, что ученые того времени да и сам Дмитрий Иосифович не поняли всей грандиозности открытия. Не получило оно признания и в ближайшие годы, хотя уже через шесть лет крупный авторитет голландский микробиолог Бейеринк повторил работу Ивановского и подтвердил ее результаты, а в том же году немцам Леффлеру и Форшу удалось установить, что возбудитель ящура у крупного рогатого скота — тоже фильтрующийся вирус.

Даже через 20 лет после открытия Ивановского в обзорах по микробиологии можно было прочесть буквально следующее:

«По настоящее время известно не менее восемнадцати болезней (ящур, желтая лихорадка, детский паралич, повальное воспаление легких рогатого скота, чума птиц и т. д.), обусловливаемых, как не без основания полагают, ультрамикроскопическими организмами, величина которых колеблется в пределах между 0,0014 и 0,000014 миллиметра.

За исключением микроорганизма, вызывающего желтую лихорадку, который, как известно, одну из стадий своей жизни проводит в теле комара и представляет собой, по всей вероятности, простейшее животное, прочие ультрамикроскопические паразиты относятся, вероятно, к бактериям. Кроме болезней человека и животных, так называемая мозаическая болезнь табака также обусловливается действием фильтрующихся микробов».

Итак, пусть мельчайшие, пусть невидимые, а все-таки бактерии!

Микробиологам, воспитанным на постулатах классической теории инфекций, даже на миг трудно было предположить, что за этими первыми открытиями стоит огромный и совершенно новый мир существ, скрытый в глубинах микрокосма. Мир не менее своеобразный, чем тот, который открыло науке применение светового микроскопа.

Что же несли людям представители этого неведомого мира?

Сейчас можно твердо сказать, что потери человечества от вирусных инфекций намного превышают урон от заразных заболеваний, вызываемых бактериями, патогенными грибами и простейшими. Вот несколько примеров.

Оспа. Это вирусное заболевание описано еще за 1000 лет до нашей эры. Потери человечества от вируса оспы огромны. По неполным подсчетам, в одном лишь XVIII веке от этого заболевания умерло около 60 миллионов человек.

Грипп. Хотя вирусная природа гриппа была окончательно установлена в 1933 году, само заболевание известно уже несколько столетий. Распространяется вирус гриппа с необыкновенной быстротой, иногда вызывая пандемии — эпидемии в глобальных масштабах.

Особенно страшной по своим последствиям была пандемия 1918–1919 годов, охватившая тогда почти половину населения земного шара. В эти годы от гриппа и его осложнений погибло около 20 миллионов человек, больше, чем на полях сражений за всю первую мировую войну. По счастью, более легко протекала вспыхнувшая в 1957 году пандемия так называемого азиатского гриппа, хотя число заболевших на этот раз превысило миллиард.

Только в Соединенных Штатах азиатским гриппом переболело 80 миллионов человек, то есть половина жителей страны.

Желтая лихорадка. Моряки прошлого века дали этому тяжелому заболеванию свое имя — «Желтый Джек».

На протяжении нескольких столетий «Желтый Джек» был буквально бичом мореходов, торговавших с Африкой. Есть предположение, что именно этой болезни обязаны своим возникновением легенды о неприкаянных «мертвых» кораблях «Летучем Голландце» и «Старом моряке».

Во время французской революции, когда был отменен карантин в европейских портах, вирус желтой лихорадки проник в Европу и одновременно распространился также в Северной и Южной Америке. Здесь «Желтый Джек» сыграл свою зловещую роль при строительстве Панамского канала. Из-за вспыхнувшей эпидемии строительство пришлось прекратить.

Вот некоторые подробности этой трагедии, приведенные в одном из журналов того времени: «Желтая лихорадка на Панамском перешейке не так давно еще свирепствовала с необычайной силой; достаточно сказать, что в 1851 году из 2000 рабочих (африканских негров и китайцев), привезенных на перешеек для постройки железной дороги, уже через 6 месяцев после начала работы ни одного не осталось в живых. В 1881 году явились французы для прорытия Панамского канала; вскоре же у инженера Дигнера скончались от желтой лихорадки жена и трое детей. Другой инженер, прибывший с 70 молодыми, полными сил помощниками, тоже стал жертвой желтой лихорадки; в первый же месяц по приезде и он и все его помощники погибли. Из 25 сестер милосердия 24 вскоре же не стало. Французская компания ставила на работы ежегодно 10 200 рабочих: в 9 лет от желтой лихорадки погибло 22 169 рабочих, что составляет в среднем 240 человек на каждую тысячу ежегодно!»

Известны случаи, когда вирусные инфекции даже влияли на развитие исторических событий.

Возникновение Республики Гаити также связано с желтой лихорадкой.

Эпидемия распространилась в рядах французской армии, посланной Наполеоном на усмирение местных повстанцев. Закрепить одержанные военные победы французы не смогли: против «Желтого Джека» их ружья были бессильны, и французы покинули остров. Из 25 тысяч человек только 3 тысячам удалось выжить и вернуться на родину.

Сказанного достаточно, чтобы представить, какие страшные бедствия несут человечеству вирусные инфекции. Можно только добавить, что энцефалит, корь, полиомиелит, трахома и десятки других заболеваний своим происхождением обязаны вирусам. Есть серьезные основания полагать, что в основе образования раковых опухолей также лежит деятельность вирусов.

И великая заслуга русского ботаника Дмитрия Иосифовича Ивановского перед человечеством заключается в том, что он первый нашел путь в дотоле неведомый, а потом еще долго и невидимый мир ультрамалых существ, среди которых природа скрыла некоторых злейших врагов жизни и здоровья человека.

Неисчислимый урон наносят вирусы и хозяйственной деятельности человека — ведь вирусные инфекции поражают и животных, и птиц, и насекомых, и растения.

В одной только Англии ежегодные потери от вирусных болезней в картофелеводстве составляют сотни тысяч тонн. На территории Республики Гана в 1945–1947 годах каждый год гибло около 15 миллионов деревьев какао, пораженных вирусной болезнью.

Разразившаяся в 1959 году в Англии вспышка так называемой птичьей чумы привела к тому, что было уничтожено 1,5 миллиона голов домашней птицы. Общий убыток составил 1250 тысяч фунтов стерлингов. И здесь ничего нельзя было поделать. Уничтожение больных птиц — это пока единственное известное средство, дающее возможность ограничить распространение заболевания. Такие же меры применяются в Англии и при заболеваниях крупного рогатого скота ящуром — болезнью, способной передаваться человеку.

Большую угрозу для шелководства представляют вирусные заболевания шелковичных червей.

Здесь мы привели всего лишь несколько примеров вирусных инфекций, поражающих человека, животных, растения и насекомых.

Не вдаваясь в подробности, сейчас можно смело сказать, что вся, буквально вся, живая природа пронизана и пропитана вирусами. Количество их видов исчисляется многими сотнями, и каждый год приносит все новые и новые открытия. Лишь за последние пять лет найдено около 70 новых вирусов, обитающих в организме человека, и многие из них способны вызывать тяжелые заболевания. Не минула эта общая участь и представителей мира микробов.

Микробы микробов

Второй год первой мировой войны. Парижские клиники и инфекционные госпитали забиты больными сыпным тифом, малярией, кишечными заболеваниями.

Переполнена и больница Пастеровского института. Потери в войсках от заразных болезней, вызываемых грязью, скученной окопной жизнью, не меньше, чем от огнестрельного оружия. В одном из полков, расположенных в окрестностях Парижа, вспыхнула эпидемия дизентерии. Установить ее источник поручили сотруднику Пастеровского института молодому врачу канадцу д’Эреллю.

Прежде всего, конечно, необходимо выделить возбудителя заболевания. Это несложно: испражнения больных кишмя кишат дизентерийными палочками. Но уже на первых этапах работы исследователя подстерегала неожиданность. Дизентерийные культуры, засеянные на плотную питательную среду, давали иногда довольно странную картину роста. Культуры оказывались испещренными какими-то прозрачными пятнами. Создавалось впечатление, что бактерии в этих местах культуры явно чем-то уничтожены.

Но чем? Почему дизентерийный микроб, заполняя собой всю площадь посева, отказывается расти на некоторых участках? Что это — случайность? Причина появления «пустых» пятен заинтересовала д’Эрелля, как и семью годами позже Александра Флеминга, когда он обнаружил пенициллин. Дальше работа шла по определенному плану.

Обследуя больных дизентерией, находящихся в клинике Пастеровского института, д’Эрелль ежедневно брал от одного и того же больного несколько капель испражнений и помещал их в пробирку с питательным бульоном.

Пробирка с посевом ставилась на ночь в термостат при температуре 37 градусов. Бактерии размножались, а утром культура фильтровалась через фарфоровую свечу Шамберлена. В результате все бактерии оставались внутри фильтра. А что содержал фильтрат? Д’Эрелль не знал. Но именно это он и хотел выяснить. Опыт продолжался. 10 капель фильтрата вносились в пробирку с чистым питательным бульоном, а затем туда же засевалась свежая культура дизентерийных палочек. Расчет прост. Если в фильтрате присутствует какой-то агент, убивающий бактерий, то дизентерийный микроб погибнет и бульон станет прозрачным.

День шел за днем, а результаты неизменно были неутешительными. Несмотря на то, что в бульон добавлялся фильтрат, бактерии благополучно размножались. Начиненный бульон становился еще более мутным.

И все-таки однажды утром, подойдя к термостату, д’Эрелль обнаружил, что пробирка с культурой, куда накануне добавили фильтрат, стала прозрачной.

Что это — победа или случайная ошибка, «грязный» опыт?

Долго, до поздней ночи ждал взволнованный исследователь, когда же все-таки дизентерийный микроб начнет развиваться и среда помутнеет. Но бульон оставался прозрачным, будто в него никогда и не поселяли микробов. Еще не веря в успех, д’Эрелль решил добавить в эту пробирку новую, свежую порцию дизентерийных палочек.

Прошло 12 часов, и содержимое пробирки снова полностью просветлело!

Сомнений не могло быть: фильтрат, добытый из испражнений больного, содержит что-то убивающее дизентерийную палочку. И удивительное совпадение: именно в этот день больной почувствовал себя лучше, а в скором времени и полностью выздоровел.

Теперь уже опыт следовал за опытом. Д’Эрелль брал растворенную неизвестным агентом культуру дизентерийных палочек, фильтровал ее и каплю фильтрата переносил в свежую культуру. Через 15 часов дизентерийные микробы растворялись. Из этой культуры также готовился фильтрат. Опыты повторялись многократно, но с каждым последующим переносом капли фильтрата из предыдущего посева в свежую культуру активность неизвестного агента не только не ослабевала, но, наоборот, возрастала.

Было ясно (вспомните пассажи Ивановского), что в фильтрате присутствует нечто живое, способное к размножению за счет гибели дизентерийной палочки. Бактериофаг — пожиратель бактерий, так назвал д’Эрелль открытое им существо. «Я потому называю его живым существом, — писал в 1921 году д’Эрелль, — что ассимиляция пищи, способность размножаться принадлежат к числу важнейших признаков жизни».

Сообщение об открытом д’Эреллем живом агенте, «пожирающем» бактерий, появилось в докладах французской Академии наук в 1917 году и сразу же привлекло внимание ученых. К этому моменту микробиология как наука уже, если можно так выразиться, достаточно созрела, чтобы принять столь удивительное открытие. Со времени первых работ Ивановского прошло четверть века, и фактов, показывающих, что многие болезни человека, животных и растений вызываются вирусами, накопилось немало.

И все-таки не каждый микробиолог мог сразу поверить, что микроскопические живые существа — бактерии, являющиеся виновниками болезней высших организмов, сами подвержены болезням, вызываемым вирусами.

Но факты — вещь упрямая, тем более что открытие д’Эрелля быстро получило подтверждение в работах других исследователей.

Вспомнили и не замеченную в сумятице войны статью английского бактериолога Туорта, описавшего еще в 1915 году растворение стафилококков. Растворяющий агент в этих опытах так же действовал и при переносе фильтрата исходной культуры в свежую. Выяснилось, что еще в конце прошлого века в журнале «Русский архив патологической и клинической медицины» подобные же наблюдения над культурой возбудителя сибирской язвы в дистиллированной воде были опубликованы русским микробиологом Николаем Федоровичем Гамалеей. Просветлявшаяся при этом жидкость, так же как и в опытах д’Эрелля, приобретала способность растворять свежую культуру бацилл сибирской язвы. Непонятное исчезновение холерных вибрионов наблюдал при исследовании вод реки Куры талантливый грузинский микробиолог Элиава.

Казалось бы, д’Эрелль не открыл ничего нового. Думать так было бы большой ошибкой и несправедливостью. Огромная заслуга д’Эрелля перед наукой в том, что он был первым, кто сумел понять общебиологическое значение открытого им вируса бактерий, сумел правильно описать природу наблюдавшегося явления и объяснить ее действием именно живого начала.

Работы д’Эрелля послужили резким толчком к развитию общей вирусологии. К настоящему времени бактериальные вирусы подверглись, пожалуй, более интенсивному исследованию, чем какие-либо другие, так как бактерии представляют идеальный объект для работ такого рода. Условия существования, механизмы размножения и даже морфология (строение) фагов теперь уже изучены весьма подробно.

С открытием бактериофагов раздвинулись и границы познания человеком органической природы, границы жизни. Стало ясно, что, кроме мира микробов, видимых в микроскоп, существует столь же огромный и принципиально иной мир вирусов, поражающих как все высшие организмы, так и самих микробов. А если вспомнить, что в те времена медицина еще не имела «магических пуль» — сульфамидов, что антибиотики еще предстояло открыть, станет понятно, какие большие надежды связывались с открытыми д’Эреллем бактериофагами — пожирателями болезнетворных бактерий.

Казалось, что ключ к победе над бактериальными инфекциями найден.

Вирусы против микробов

12 июля 1925 года в египетский порт Александрия вошел греческий пароход. Обычный карантинный осмотр команды, и дежурный врач с ужасом констатирует: на судне чума, больны двое матросов. О случившемся сразу же сообщают директору располагающегося в Александрии Международного санитарного комитета. Этот пост занимает теперь уже знаменитый д’Эрелль.

Немедленно он приступает к изготовлению противочумного бактериофага, а на корабле в ту же ночь к двум больным чумой прибавляется третий — судовой офицер. Опасность эпидемии назревает.

Прежде всего д’Эреллю необходимо вырастить культуру чумного микроба. Возбудитель взят у одного из больных, посеян в питательный бульон и помещен на сутки в термостат. Когда культура хорошо развилась, д’Эрелль добавил к ней каплю взвеси противочумного бактериофага, выделенного им из испражнений крысы еще в 1920 году.

Проходит несколько часов, и культура чумной палочки светлеет. Бактериофаг свое дело сделал. Теперь остается культуру отфильтровать, ввести фильтрат больным и ждать результатов, надеясь на успех.

А есть ли надежда? Д’Эрелль считает, что да, и у него есть к тому основания. Ведь это уже не первый случай применения бактериофага в качестве лечебного средства. Попытку лечения при помощи «живого лекарства» — фага — д’Эрелль предпринял еще в 1918 году на больных дизентерией в клинике Пастеровского института. Попытка была удачной. После приема бактериофага в состоянии больных наступало значительное улучшение, за которым следовало быстрое выздоровление.

А 1919 год? Тогда во Франции распространился так называемый тиф пернатых. Д’Эрелль приготовил бактериофаг против возбудителя заболевания и испытал его на 100 птицефермах. Эффект был поразительным. Смертность кур, достигавшая прежде 95 процентов, снизилась до 5!

Успех сопутствовал д’Эреллю и на этот раз, в Александрии. Больные греческие моряки уже на следующий день почувствовали себя лучше. Еще через два-три дня у них снизилась температура, а вскоре они выздоровели окончательно. Страшная чума, как правило приводившая к смерти, отступила перед «живым лекарством» д’Эрелля. Попав в организм больного, армия бактериофагов уничтожила чумные бациллы.

1927 год. Эпидемия азиатской холеры свирепствует в провинции Пенджаб. И неутомимый д’Эрелль направляется в Индию, чтобы испытать свое открытие на холерных вибрионах. Вмешательство д’Эрелля дает много: применение противохолерного бактериофага приводит к снижению смертности с 62,9 процента до 8,1!

После того как в печати появились работы д’Эрелля о терапевтическом действии фагов, применение бактериальных вирусов в качестве лекарственного средства получило широкое распространение во многих странах мира. Бактериофаг стали использовать для предупреждения и лечения самых различных болезней: холеры, чумы, бациллярной дизентерии, брюшного тифа и других инфекций.

Особенно широко терапевтическое и профилактическое действие фагов изучалось в нашей стране. В Тбилиси под руководством профессора Элиавы и при участии самого д’Эрелля был создан первый в мире Научно-исследовательский институт бактериофагии.

Испытание препаратов фага, выяснение лечебной ценности велось в самых разных районах страны. Теоретические проблемы бактериофагии разрабатывали такие крупные советские микробиологи, как Николай Федорович Гамалея, Зинаида Виссарионовна Ермольева и многие другие.

Результаты применения фагов порой были просто блестящими. В 1938 году в нескольких районах Афганистана, граничащих с нашей страной, вспыхнула эпидемия холеры. Чтобы предупредить распространение заболевания на советскую территорию, было решено использовать бактериофаг. Работы проводили Ермольева и Якобсон. Холерный бактериофаг давали пить населению, выливали в колодцы и водоемы. В итоге ни одного случая заболевания холерой в пограничных районах не наблюдалось. Возникновение возможной эпидемии было предотвращено.

И все-таки в качестве лечебного препарата бактериофаг не оправдал всех возлагавшихся на него надежд.

Случалось, что бактериофаг не только не облегчал течения заболевания, но даже и ухудшал состояние больного. Происходило это потому, что в организме больного иногда взамен разрушенных бактериофагом бактерий развивались новые, устойчивые к фагу формы, обладавшие еще большей болезнетворностью, чем формы исходные. К тому же со временем у бактериофага как средства лечения болезней появились серьезные «конкуренты» — сначала сульфамидные препараты, а затем и антибиотики.

Но следует ли из сказанного, что терапевтическое использование фага невозможно в принципе? Может быть, бактериофаг способен активно уничтожать бактерии только в условиях эксперимента, в пробирке, а при попадании в организм его активность снижается или исчезает совсем? Отнюдь нет!

Эксперименты показывают, что фаги способны разрушать бактерии и размножаться за их счет в живом организме с не меньшим успехом, чем в пробирке.

Причины случавшихся неудач применения бактериофагов в качестве лекарственных препаратов совсем иные. И, пожалуй, главная из них — необычайно высокая специфичность фагов, их исключительно жесткая приспособленность к строго определенным видам и разновидностям бактерий. Стоит микробу лишь незначительно измениться, выделить из своей среды новые генетические формы, и они становятся недоступными для данного фага, причем различия между исходной и изменившейся формами совершенно не касаются их внешнего вида, морфологии. Даже самый опытный микробиолог скажет: «Это одни и те же бактерии». Но фаг сразу «чувствует», что это уже не «его», а иная форма.

Почему так происходит? Чем объяснить высокую специфичность действия фагов? Чтобы ответить на эти вопросы, нужно хотя бы в общих чертах познакомиться с образом жизни, способами существования бактериофагов и вирусов, понять, что отличает эти ультрамалые существа от всей остальной органической природы. А различия эти весьма существенны.

Прежде всего давайте попробуем представить себе размеры вирусов.

Как известно, в сантиметре 10 миллиметров. Одна тысячная доля миллиметра представляет собою микрон. А тысячная доля микрона называется миллимикроном. Другими словами, миллимикрон равен миллионной доли миллиметра. Вот это и есть единица, в которой измеряются вирусы.

Не следует, однако, думать, что раз вирусы столь малы, то все они имеют одинаковые или близкие размеры. Нет. Даже в этом мире ультрамалых существ есть свои «великаны» и «карлики». Так, к «великанам» следует отнести вирусы оспы, имеющие диаметр 260 миллимикрон, и пситтакоза (опасное заболевание, которым человек может заразиться от попугаев), достигающие размеров в 500 миллимикрон. По сравнению с ними абсолютными малютками выглядят вирусы некроза табака и японского энцефалита — 16–18 миллимикрон. Это, пожалуй, самые мелкие из известных науке вирусов.

Промежуточное положение среди вирусов занимают фаги. Их величина в зависимости, от расы колеблется от 30 до 100 миллимикрон. У каждой расы все фаговые частицы имеют одинаковые и строго определенные размеры.

В общем размеры вирусов так малы, что наиболее мелкие из них приближаются к крупным молекулам органических веществ. Удалось установить, что одна клетка листа табака, пораженного мозаичной болезнью, содержит около 600 миллионов вирусных частиц. И, естественно, возникает вопрос: а как же они существуют? Вот об этом следует сказать особо.

Все представители мира вирусов: вирусы человека, животных, растений и насекомых; бактериофаги (вирусы бактерий); актинофаги (вирусы грибов актиномицетов) — все они по образу жизни являются паразитами. Но это не паразитизм, который можно часто встретить в мире существ более высокоорганизованных, когда какой-то животный, растительный или микробный организм существует за счет другого. Червь печеночный сосальщик обитает в печени свиньи, а гриб, называемый ржавчиной пшеницы, поражает листья и стебли этого растения.

Печеночный сосальщик и ржавчинный гриб — паразиты, сами они добывать пищу не могут, а потому существуют, «высасывая соки» из своих хозяев. Но ведь эти организмы получают от своего хозяина лишь средства питания. В то же время у них есть собственный обмен веществ, свои ферменты, биохимические реакции — словом, все то, что позволяет им извлечь из пищи энергию и за счет ее жить.

Иное дело вирусы. Паразитируют они внутри клеток, используя для своего размножения и энергию клетки и находящиеся в ней химические вещества. Здесь взаимодействие происходит на уровне молекулярного строения клеток. Вирусы вступают в связь не с целостным организмом и даже не с его клетками, а с отдельными химическими соединениями, молекулами, из которых клетка построена. Здесь идет, если можно так выразиться, разбой на уровне молекул. И вот в этом-то главная особенность существования вирусов, отличающая их от остальных существ живой природы.

Каков же механизм взаимодействия вирусов с клеткой, какие вещества участвуют в нем и к сколь серьезным по своей общебиологической значимости обобщениям и открытиям привело познание строения и способов размножения вирусов, мы расскажем в одной из следующих глав. А пока вернемся к бактериофагу.

Итак, необыкновенно высокая специфичность действия фагов объясняется их образом жизни, тем, что, будучи внутриклеточными паразитами, они взаимодействуют с клеткой-хозяином на уровне ее молекулярного строения.

И достаточно бактерии изменить свой обмен веществ, достаточно в поверхностной оболочке бактерии произойти каким-то химическим перестройкам, как она становится неуязвимой для данного фага.

Такова одна из причин неудач, случавшихся при применении бактериофагов в качестве лекарственных препаратов. И путь здесь один: дальнейшее тщательное и глубокое изучение условий взаимодействия бактериофагов с бактериями. Многое здесь уже познано, но многое еще предстоит понять и познать, чтобы представить себе всю сложность и своеобразие этого процесса, протекающего на молекулярном уровне.

Однако нет сомнения, что со временем, когда все стороны поведения фагов как в пробирке, так и в живом организме будут достаточно изучены, медицина вновь вернется к использованию «живого лекарства» д’Эрелля. В борьбе с бактериями бактериофаг еще не сказал своего последнего слова. А удивительное свойство фагов, их исключительная верность строго определенному типу бактерий уже сейчас находят применение в борьбе с болезнями.

Фаг в роли ищейки

Есть такая отрасль медицины — эпидемиология. Однако не надо думать, что врачи-эпидемиологи занимаются только изучением эпидемий, как это может показаться из названия их специальности. Основная задача эпидемиологов в наше время — предотвращение эпидемий. Мы уже рассказывали о роли, которую сыграл бактериофаг в 1938 году, когда вспыхнувшая в Афганистане эпидемия холеры грозила перекинуться в нашу страну. Тогда применение бактериофага остановило распространение заболевания на государственной границе.

Казалось бы, это история. 30 лет в наш век — срок большой. Да и о холере мы знаем в основном по книгам. В нашей стране ее нет. Но холерный вибрион не сгинул начисто. В природе он существует. И время от времени то в одной, то в другой азиатской стране происходят вспышки этого страшного заболевания. Вот и сегодня, когда я пишу эти строки, радио сообщило об эпидемии холеры в одной из провинций Индии.

Для советского человека стало привычным, что эпидемий инфекционных заболеваний в нашей стране не возникает, и мы редко задумываемся над вопросом: а почему? Мы забываем, что, как пограничники, охраняют наш мирный труд, целая армия врачей эпидемиологов и бактериологов стоит на страже здоровья.

Вот случай из работы английских эпидемиологов.

Трое детей, проживавших в районе города Винчестер, в июне 1948 года почти одновременно заболели брюшным тифом. Детишки признались, что пили речную воду. Так в руки врачей попала первая нить для поисков источника инфекции. Вскоре удалось установить, что бактерии брюшного тифа, выделенные из организма заболевших, сходны с возбудителями тифа, полученными из воды, которую взяли в местах, где гуляли дети. Поиск пошел дальше. Нужно было выяснить, каким путем бациллы брюшного тифа попадают в реку. Вначале следы привели к одному из речных притоков, потом к стоку нечистот и оттуда через длинную канализационную систему к одинокому домику, где проживал человек, оказавшийся носителем бактерий брюшного тифа.

Работу проделали огромную, обследование продолжалось более года. А источник инфекции был расположен всего в трех километрах вверх по течению от места, где заразились дети.

Каким же образом бактериологам удалось проследить весь путь распространения возбудителя, исключая многие и многие побочные варианты? Что им давало возможность из десятков присутствовавших в нечистотах, кишечнике больных, речной воде других бактерий брюшного тифа опознать именно виновников этих случаев заболевания?

Здесь на помощь врачу приходит бактериофаг. И если выше мы сравнили бактериологов и эпидемиологов с пограничниками, то фага можно уподобить их верному помощнику, собаке-ищейке, способной среди сотен посторонних следов найти след нарушителя и вести по нему своего хозяина.

Так же безошибочно бактериофаг среди многих штаммов возбудителей отыскивает представителей одной, строго определенной группы и позволяет установить их присутствие в кишечнике человека, нечистотах, речной воде, молоке и т. д.

Исключительно высокая специфичность действия, о которой говорилось выше, необыкновенная привязанность к определенным типам микробов делает фага незаменимым помощником бактериолога в трудной работе выяснения путей распространения инфекций. Сейчас известно 58 различных типов брюшнотифозных бактерий и столько же соответствующих им типовых фагов.

Имея в распоряжении такую коллекцию, можно всегда точно определить фаготип той или иной культуры возбудителя брюшного тифа; прием этот так и называется — фаготипирование и в своем исполнении довольно прост.

Чашку Петри заполняют питательной средой, а дно расчерчивается на отдельные участки. Затем над каждым участком по поверхности среды размазываются капельки испытываемых культур, а через некоторое время в центр подсохших пятен наносятся капельки фага. Теперь остается поместить чашку в термостат при температуре 37 градусов и через несколько часов проверить результаты анализа.

За это время бактерии успеют разрастись и образовать колонии (газоны), видимые простым глазом. Если испытуемые штаммы к фагу нечувствительны, то бактериальные газоны останутся целыми и неповрежденными. В случае же, когда бактериофаг встретился со своим типом, бактериальный газон будет либо растворен бактериофагом, либо окажется поврежденным.

Именно таким методом и был прослежен путь возбудителя в случае заболевания английских детей. Таким способом легко отличить возбудителей паратифа B^1 от бактерий брюшного тифа, в то время как симптомы этих болезней очень схожи.

Удалось недавно подобрать фаг, помогающий определять бациллы сибирской язвы. Советский микробиолог Дрожжевкина приготовила смесь фагов (поливалентный фаг), использование которой позволяет отличать возбудителей бруцеллеза — бруцелл от так называемых нетипичных форм. В этом случае фаг выполняет работу, с которой раньше справлялся не каждый бактериолог. Применяется метод фаготипирования для опознавания возбудителей и некоторых других опасных заболеваний.

Но научная мысль работает дальше.

Ведь чтобы определить, к какому типу относится, допустим, брюшнотифозный микроб, его нужно сначала выделить из среды обитания в чистую культуру, разобраться во всем пестром и многообразном микробном населении, скажем, той же речной воды. А представляете, сколь сложна и кропотлива такая работа? И хотя с тех пор, как стало известно, что сотни болезней передаются от человека к человеку бактериями, предложено много методов, с помощью которых можно обнаружить болезнетворных микробов в воде, продуктах питания и других средах, наиболее достоверным до самого последнего времени оставался именно бактериологический анализ.

Но он же и самый трудоемкий.

Вот вроде бы простая задача: установить, есть ли в данной пробе воды дизентерийный микроб. Начинается работа. Прежде всего готовится питательная среда и разливается в чашки Петри. Все делается, разумеется, стерильно, чтобы никакой посторонний микроб не помешал последующему анализу. Наконец питательная среда остыла и затвердела, для микробов готовы и кров и пища. Теперь в чашки помещают капельки воды, которую предстоит исследовать, и ставят их в термостат, где поддерживается температура человеческого тела. Через сутки на питательной среде появляются окрашенные и неокрашенные налеты — колонии размножившихся бактерий. Тогда берут заранее приготовленные пробирки с питательной средой, пересевают в них подозрительные по виду и форме колонии и опять ставят в термостат.

Наконец через сутки наступает последний этап анализа — надо определить: какие же бактерии размножились в пробирке? Однако внешне микробы, как правило, очень сходны, и, чтобы окончательно установить, с кем в данном случае имеешь дело, нередко приходится прибегать к новой серии трудоемких анализов. Каждый из них в отдельности обычно тоже не дает четкого ответа. О том, какая же найдена бактерия, приходится судить по совокупности признаков. Одним из них является взаимодействие с фагом.

Если дизентерийный фаг уничтожает выделенную бактерию и сам размножается — значит, это была дизентерийная палочка. Все, казалось бы, хорошо.

Однако медлительность и сложность бактериологического анализа почти всегда приходит в столкновение с запросами практики. Врачу важно поскорее узнать, возбудитель какой болезни находится в крови больного, в воде колодца или реки, в пищевых продуктах.

А нельзя ли изменить весь подход и отказаться от предварительного выращивания подозрительных бактерий на питательных средах?

Нельзя ли узнать о присутствии искомой бактерии в воде или продуктах питания по каким-то косвенным признакам? Мысль исследователей обратилась к бактериофагу.

Метод фагодиагностики болезнетворных микробов кишечной группы был предложен в 1955 году советскими микробиологами Владимиром Дмитриевичем Тимаковым и Давидом Моисеевичем Гольдфарбом и назван авторами реакцией нарастания титра фага. Чувствительность этого метода очень высока и превышает чувствительность обычного бактериологического анализа иногда в 10 тысяч раз. Даже в случаях, когда количество возбудителя брюшного тифа составляет всего несколько бактерий на 0,5 литра воды, их удается обнаружить уже через 16–20 часов. Минимальные количества дизентерийных бактерий в воде определяются через 14–20 часов, а в испражнениях — спустя 9–10 часов. И это когда обычным методом бактерий не удается обнаружить вообще: так мала их концентрация. С успехом применяется реакция нарастания титра фага и для выявления в воде возбудителя холеры.

Так изучение бактериофагов привело к разработке дешевых, быстрых, а главное — точных методов опознавания типов и видов болезнетворных бактерий и в окружающей среде и в организме человека. У врачей-эпидемиологов появился верный союзник, помогающий быстро и безошибочно отыскивать источники инфекции, а значит, и предотвращать развитие эпидемий.

Расшифровав и познав характер взаимоотношений между бактериями и бактериальными вирусами, наука привлекла бактериофагов на службу охраны здоровья человека.

Впрочем, изучение отношений между самими вирусами, по-видимому, может дать медицине также немало. Перспективы здесь многообещающие.

Интерферон

Пожалуй, в наше время вряд ли можно найти вирусолога, который не знал бы, что означает это слово. А каких-нибудь десять лет назад его не существовало вовсе. Так же, как не было слова «пенициллин», пока Александр Флеминг не дал это название антибиотику, вырабатываемому плесневым грибом.

Интерферон тоже «родился» в Лондоне, но совсем недавно — в 1957 году.

Четверть века назад двое английских ученых — Финдлей и Мак-Каллум, работая с вирусными инфекциями, описали необъяснимое, но весьма интересное явление. По их наблюдениям, обезьяны, зараженные лихорадкой долины Рифт (есть и такое вирусное заболевание), становятся невосприимчивыми к вирусам желтой лихорадки. Почему? Может быть, здесь какую-нибудь роль играет иммунитет? Но нет, антитела, вызванные вирусами одной лихорадки, иммунитета к другой не создают: их действие специфично.

Так в чем же дело? Проанализировав свои наблюдения, исследователи выдвинули гипотезу: по-видимому, решили они, завладевший «жизненным пространством» вирус лихорадки долины Рифт просто не впускает своего соперника.

Это явление получило название «интерференции вирусов». А вскоре было установлено, что распространено оно довольно широко.

Лабораторные опыты четко показывали, что вирус, завладевший клеткой, «не впускает» в нее другого. Как? Может, здесь происходит борьба вирусов и тот, кто первым попал в клетку, имеет более выгодную позицию? Ведь побеждает всегда он.

Вопрос совсем запутался, когда американские исследователи установили, что даже убитые вирусы успешно сопротивляются «сосуществованию» и мешают проникновению в клетку вирусов других рас. Значит, никакой вражды между вирусами нет. Они не борются друг с другом. От вторжения новых «жильцов» обороняется сама клетка. Но как?

Разгадка была найдена в 1957 году в лаборатории лондонского исследователя Алека Айзекса. Вначале родилась рабочая идея. Ученый рассуждал так: «Если клетка, уже зараженная одним вирусом, не допускает вторжения другого, то должен же быть какой-то материальный субстрат, вещество, при помощи которого клетка обороняется. Другого-то объяснения явлению интерференции вирусов нет. А раз так, то вся задача сводится к тому, чтобы это вещество найти и выделить».

Вместе со своим сотрудником Линдеманом Айзекс приступил к опытам. На культуру клеток воздействовал вирусом гриппа, предварительно убитым, или, как говорят вирусологи, инактивированным, высокой температурой.

И вот эта среда, в которой существовали клетки, через несколько часов после начала опыта вдруг стала губительно действовать на испытуемые вирусы. В ней имелось что-то такое, что не позволяло новым вирусам проникать в ранее зараженные клетки. Это «нечто» и было выделено в чистом виде. Айзекс и Линдеман дали ему звучное название «интерферон».

Интерферон сразу же заинтересовал вирусологов, и его дальнейшее изучение пошло довольно быстро.

Прежде всего было установлено, что вещество это белковой природы. Возникает оно в результате взаимодействия вируса с клеткой и, попав в клетку, лишает возможности развиваться любому другому вирусу.

Заметьте, любому!

Вскоре выяснились и другие удивительные свойства интерферона. Хотя это по своей природе белок, его тем не менее можно безбоязненно вводить в животные организмы. Он не вызывает при этом отрицательной реакции, как всегда случается при попадании чужеродного белка. И еще одно: интерферон, образуемый клетками обезьяны, оказывается активным при испытании на клетках человека. Вирус, которым пытались заразить обработанные интерфероном ткани человека, не размножался и погибал. В общем все свойства интерферона говорили, что со временем он может стать прекрасным лечебным препаратом против вирусных инфекций.

Впрочем, более правильным будет сказать, что именно изучение интерферона в качестве возможного лекарственного препарата и привело к выяснению всех его перечисленных свойств.

У нас в стране сразу же после открытия Айзекса интерфероном заинтересовалась член-корреспондент Академии медицинских наук СССР Зинаида Виссарионовна Ермольева.

С группой сотрудников — Фурер, Болезиной и Фадеевой — профессор Ермольева отработала методику получения интерферона, выяснила его антивирусную активность и другие свойства. А когда исследователи получили 18 экспериментальных серий интерферона, наступил момент испытания его целебных свойств на лабораторных животных.

Прежде всего необходимо было выяснить степень токсичности самого лекарства. Вспомните, как часто случалось, что химические препараты или антибиотики, уничтожая возбудителей болезни, оказывались также ядовитыми и для самого организма.

История эта повторялась и при попытках воздействовать химическими препаратами на вирусы. В пробирке вирусы погибали, но вместе с тем препараты убивали и клетку.

А как поведет себя в организме интерферон?

Но на этот раз опасения были напрасны: интерферон оказался абсолютно нетоксичным и не причинил организму никакого вреда. Теперь встал вопрос о его ценности как лечебного препарата.

Грипп для мышей — смертельное заболевание, животные гибнут от жесточайшего воспаления легких. Но стоило мыши ввести в нос или в лапку интерферон, как заболевания гриппом не возникало. После длительной проверки на животных решено было испытать интерферон на людях.

Тридцать четыре человека, больных тяжелой формой токсического гриппа, подверглись в клинике вирусных инфекций Института имени Дмитрия Иосифовича Ивановского лечению интерфероном, и в ряде случаев целебное действие препарата не вызвало сомнения.

В год, когда проводилась первая клиническая проверка интерферона, гриппозных больных было мало, и поэтому препарат удалось испытать лишь на малом количестве людей: больше не нашлось. А чтобы препарат считался безусловно прошедшим клиническую проверку, он должен излечить или предупредить заболевание по меньшей мере у нескольких сотен человек. Изучение целебного действия интерферона продолжается.

Клинические испытания нового препарата проводились и в Англии. Здесь изучалось, способен ли интерферон противостоять вирусу оспы. 38 добровольцам был впрыснут интерферон, и на следующий день в этот же участок кожи ввели ослабленный вирус оспы. Как и следовало ожидать, интерферон подавил вирус оспы, и у испытуемых не наблюдалось даже местной реакции на введение вируса.

Итак, «магическая пуля» против вирусных инфекций в принципе найдена. То, что мы здесь рассказали, только начало. Сейчас к изучению профилактического и клинического действия интерферона, выяснению механизма его влияния на вирусы привлечено внимание ученых многих стран. И хотя основное — интерферон действует на проникший внутрь клетки вирус губительно, не позволяя ему размножаться, — установлено, многие моменты этого сложного, проходящего на молекулярном уровне процесса взаимодействия в треугольнике «клетка — вирус — интерферон» еще предстоит познать. Но время это не за горами.

Залог тому — успехи вирусологии последних лет. Они столь огромны, что переросли уже рамки науки о вирусах и повлекли за собой решение самых кардинальных биологических проблем. И связано это прежде всего с выяснением строения и биологической роли нуклеиновых кислот.

ДНК

Если посмотреть высказывания крупнейших современные ученых о перспективах развития мировой науки, то большинство из них сводится к одному: после революции, происшедшей в физических науках в результате создания теории относительности, квантовой механики и расщепления атомного ядра, предстоит не менее грандиозная революция в биологии, именно в науке о наследственности — генетике.

По-видимому, тенденция развития естествознания действительно такова. Мало того, революция эта уже началась, и как лозунг совершившегося переворота на ее знамени написано: ДНК.

ДНК — всего три буквы — телеграфно краткое обозначение одного из химических веществ. Но сколько надежд ученых самых разных специальностей сейчас связано с этим веществом! И не только ученых. Сложившись в лучах последних достижений физики, химии, биологии и математики, эти три буквы так ярко засверкали на небосклоне науки, что сразу стали известны и неспециалистам. Ведь где бы ни упоминались эти три буквы, с ними были связаны ответы на извечные, волнующие всех вопросы. Вопросы, которые задает себе человечество уже несколько тысячелетий, а наука только сейчас начинает находить на них ответы.

Действительно, почему организмы, ежесекундно обновляясь в ходе обмена веществ, остаются самими собой? Почему, наконец, при всем огромном многообразии живых форм в природе мы наблюдаем их постоянство? Каждый вид животных характеризуется множеством определенных признаков, и они передаются из поколения в поколение. Почему? Почему дети, как правило, похожи на своих родителей? Как происходит передача наследственных признаков и свойств? Какие удивительные вещества и «механизмы» обеспечивают точность процесса наследования?

За всеми этими вопросами стоят три буквы — ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), вещество, изучение строения и роли которого привело науку к раскрытию одной из самых сокровенных тайн живой природы — наследственности.

О том, как это произошло, каков в представлении современной науки «механизм» наследственной передачи признаков и свойств, об огромном вкладе микробов, вирусов и бактериофагов в решение этой проблемы и пойдет дальше речь. Но сначала оставим на время мир ультрамалых существ и коротко познакомимся с некоторыми фактами из генетики (науки о наследственности) и цитологии (науки о строении клетки).

Единица жизни

Говорят, что мысль о существовании закона всемирного тяготения пришла Ньютону в голову, когда он увидел падающее яблоко. В физике наступила новая эра, а Ньютоново яблоко вошло в историю как пример мелочи, могущей натолкнуть ученого на великое открытие. Чаще же этот случай рассматривается просто как исторический анекдот.

Однако есть в истории науки факт, не менее разительный, чем Ньютоново яблоко, и в то же время абсолютно достоверный. Речь пойдет о кусочке пробки. Да, обыкновенной бутылочной пробки, приведшей к открытиям, пожалуй, столь же грандиозным и важным для биологии, как и установление закона всемирного тяготения для физики.

Но расскажем обо всем по порядку.

Событие это произошло в Англии в 1667 году и, как часто бывает, вначале не привлекло к себе внимания. В самом деле, что особенного можно было усмотреть в том, что некто Гук, по должности всего лишь ассистент известного физика профессора Бойля, издал книгу, в которой описывал сконструированный им микроскоп?

Чтобы привлечь внимание современников к своему микроскопу, Гук, как человек предприимчивый, не только описал конструкцию прибора, но и снабдил книгу рисунками тех удивительных вещей, которые можно было увидеть при помощи микроскопа. Был среди них и рисунок, изображавший кусочек пробки. Под микроскопом она выглядела совсем необычно. Не пробка, а пчелиные соты! Весь кусок — сплошные ячейки, плотно прилегающие друг к другу. Между ячейками тонкие перегородки, а внутри — пустоты. «Клетки» — так назвал Гук эти ячейки, с той поры слово «клетка» не сходит со страниц научных трудов биологов. Клетка стала предметом самого тщательного изучения исследователей всех стран. Создалась целая наука о клетке — цитология.

Что же так привлекает ученых в клетке? Почему они, не жалея труда и сил, стремятся познать тайны строения и жизнедеятельности клеток? Какие общебиологические закономерности стоят за этой микроскопической ячейкой?

Чтобы ответить на эти вопросы, придется хотя бы несколько слов сказать и о других открытиях, к которым вскоре привело применение микроскопа в биологии.

В конце XVII века голландские ученые Свамердам и Левенгук, рассматривая под микроскопом каплю воды из пруда, заметили в ней массу крохотных, разнообразных по форме животных, быстро двигающихся в разных направлениях. Микроскоп открыл целый мир существ, дотоле неизвестных. Свамердам чуть не сошел с ума при виде чудес этого «невидимого» мира. Он сжег свои рисунки, изображающие его обитателей, считая, что человек не должен проникать в тайны, скрытые от него богом. Менее суеверный Левенгук продолжал наблюдения. Вскоре он издал большой труд под названием: «Тайны природы, открытые при помощи микроскопа». В ней были описаны представители мира одноклеточных — инфузории и коловратки.

Известные человеку границы жизни расширились. И опять открытие было связано с клеткой — найденные Левенгуком животные состояли всего из одной клетки.

Вскоре были найдены и одноклеточные растения — микроскопические водоросли.

Итак, в капле воды, взятой из пруда, существовал целый мир микроскопических существ — одноклеточных животных и растений. Казалось бы, пределы распространения жизни найдены.

Но вскоре тот же Левенгук открывает еще один, дотоле неведомый мир живой природы, мир бактерий. И опять каждая бактерия представляет собой отдельную клетку.

Итак, уже первые десятилетия использования микроскопа привели к величайшим открытиям. Мир одноклеточных животных. Мир одноклеточных растений. Мир бактерий. Жизнь. Везде жизнь! И везде она связана с клеткой.

Благодаря тому же Левенгуку наука узнает, что в крови плавает несметное количество кругловатых телец, известных теперь под именем красных и белых кровяных шариков. Это тоже отдельные клетки.

Изучает Левенгук и строение мышц и нервов. Оказывается, они построены из не видимых простым глазом волокон. И только слабый микроскоп не позволил Левенгуку увидеть мышечные клетки.

Шло время.

Микроскопы совершенствовались. В работу включались все новые и новые исследователи, и шаг за шагом набирался и нарастал материал, из которого возникло лучшее и красивейшее из творений науки XIX века — клеточная теория строения организмов. Теория, которую Энгельс отнес к числу величайших открытий человечества.

Суть клеточной теории заключена в нескольких положениях. Каждое живое существо — будь то растение, животное или человек — состоит из клеток, то есть таких же или подобных им маленьких ячеек, которые разглядел Гук под своим микроскопом в пробке.

Другими словами, мир един в своем многообразии: все живые существа либо построены из множества клеток, либо представляют собой одну клетку. Так в бесконечной внешней несхожести бесчисленных видов живых существ, населяющих нашу планету, несхожести, объясняемой до этого прихотью божьей, была найдена общность, открывающая путь к дальнейшему познанию живой природы.

Не менее важно для биологии и другое обобщение клеточной теории. Коротко его можно сформулировать так.

Развитие каждого организма, какое бы сложное строение он ни имел впоследствии, всегда начинается с одной клетки. И если трудно уловить сходство, допустим, между слоном и ежом, то, когда каждый из этих организмов представлял собой всего лишь одну клетку, их почти невозможно было различить. Затем эти клетки делились, размножались, их становилось все больше, организмы развивались, и в одном случае получился еж, а в другом слон. Тело этих животных построено из очень многих клеток. Образно можно сказать, что клетки — это кирпичи, из которых сложено здание организма, его ткани и органы. Поэтому не удивительно, что еще в прошлом веке клетку называли «единицей жизни».

«Стало общепризнанной истиной, законом природы, что клетка — органическая единица — необходимое условие существования всего растительного и животного царства, — альфа и омега органической жизни; с нею занимается заря этой жизни, с нею же угасает и последний луч ея; весь мир растений и животных — собрание клеточек». Эти слова были сказаны почти сто лет назад.

Логика пути

Пожалуй, ни одна биологическая структура не привлекла к себе столь пристального внимания ученых, как ядро клетки и хромосомы. Уже более ста лет (клеточное ядро было открыто в 1835 году Робертом Брауном) идет непрерывный штурм этой микроскопической крепости. Сейчас проблемой занимаются тысячи ученых самых различных специальностей: цитологи, генетики, вирусологи, физико-химики, биохимики, математики.

Какие же факты заставляют ученых именно в клеточном ядре и хромосомах искать механизмы наследственной передачи?

Прежде всего некоторые общие закономерности развития организмов, которые уже сравнительно давно удалось выявить биологам.

Ближайшие потомки всегда в той или иной степени похожи на своих предков. Во всяком случае, потомство всегда повторяет основные черты строения родителей. Это так привычно, что часто даже не вызывает вопроса: почему? Причиной такого сходства является наследственность. Что же такое наследственность? Как протекает процесс передачи наследственных признаков от отцов и матерей к детям? Какие структуры в клетках организмов являются носителями индивидуальных признаков всякого существа? Или, другими словами, каковы материальные, вещественные основы наследственности? Ответить на эти вопросы стало возможным лишь после того, как были установлены основные положения клеточной теории строения организмов, а главное, изучено строение самих клеток, этих микроскопических «единиц жизни».

Сходство детей с родителями является едва ли не самой общей биологической закономерностью. Все живые существа — от примитивнейшего вируса до человека — обладают способностью передавать потомкам по наследству основные черты своего строения. Вот эта способность воспроизводить себя в потомках и называется наследственностью.

Следует сказать, что понятие наследственности применимо не только к целостным организмам. Наследственностью обладает и каждая отдельная клетка организма.

Известно, например, что в процессе жизни организма мышечные клетки делятся и количество их увеличивается, но мышца остается мышцей. Это значит, что каждая клетка при делении производит новую клетку, как правило похожую на себя, себе подобную.

Однако, если способность живых организмов повторять свои наследственные особенности в поколениях — одна из самых общих закономерностей живой природы, то не менее общей закономерностью является и их способность изменяться.

Изменчивость и наследственность представляют собой как бы две стороны одного явления. В природе идет постоянный процесс передачи наследственных свойств от родителей к детям и так же постоянно идет процесс изменчивости. Ведь дети никогда не представляют собой абсолютных копий родителей.

Биологическая дисциплина, занимающаяся явлениями наследственности и изучением законов, управляющих сходствами и различиями между родственными органами, называется генетикой.

Итак, развитие каждого организма, как бы сложно он ни был построен, всегда начинается с клетки. Клетка, дающая начало каждому сложному организму, называется яйцом, или яйцеклеткой. Яйцеклетки вырабатываются в теле женской особи. Но чтобы яйцо начало развиваться, необходимо оплодотворение его другой половой клеткой — мужской.

В результате слияния женской и мужской половых клеток (яйцеклетки и сперматозоида) образуется одна новая клетка — оплодотворенное яйцо, или, как его еще называют, зигота. Из нее путем многочисленных делений развивается сложный организм, состоящий иногда из многих миллиардов клеток, составляющих его ткани и органы.

Таким образом, преемственность, связь между различными поколениями организмов, осуществляется через одну клетку. И поскольку из этой клетки, как правило, развивается организм, имеющий черты сходства с родителями, естественно сделать вывод, что основные черты строения будущего организма заложены уже в зиготе и половых клетках, в результате слияния которых она образовалась. К такому пониманию биологическая наука пришла давно.

Но это только общее, хотя и правильное, заключение. Оно ведь не может объяснить, как, в виде каких материальных структур качества и признаки родителей заложены в половых клетках. И пока наука не была вооружена микроскопической техникой, ученые серьезно полагали, что в половых клетках уже в готовом виде присутствует миниатюрный организм с зачатками всех будущих органов, а поэтому развитие — лишь рост этих зачатков. Спорили лишь о том, где помещается этот микроскопический организмик — в яйцеклетке или сперматозоиде. Когда же для изучения половых клеток применили сильные микроскопы, спор решился сам собой — обе стороны были не правы.

Оказалось, что по своему строению половые клетки в принципе не отличаются от других клеток тела. Никакого маленького организмика, который потом должен вырасти, в них нет. Они, как почти все клетки, имеют оболочку, протоплазму, ядро.

Какая же часть клетки играет основную роль в передаче наследственных признаков от материнской клетки к дочерней, от родителей к детям: ядро или протоплазма? Этот вопрос давно волновал ученых.

В настоящее время, когда процесс деления клеток у различных видов животных и растений детально изучен, можно считать общепризнанным, что в большинстве случаев ведущую роль в передаче наследственных признаков играет именно клеточное ядро.

О роли ядра можно судить по тем последствиям, которые влечет за собой удаление его из клетки или пересадка ядра из одной клетки в другую.

При современной технике микрохирургии такие операции вполне доступны. Можно проделать, например, следующую операцию. Взять амебу и при помощи стеклянной иглы разрезать на две части: безъядерную и содержащую ядро.

Теперь, наблюдая за поведением полученных частей, мы увидим такую картину. Безъядерная часть некоторое время двигается, но вскоре округляется, становится нечувствительной к воздействиям внешней среды и гибнет. Та же, где осталось ядро, нормально реагирует на внешние раздражители, двигается, поглощает пищу и вовремя делится. Итак, протоплазма без ядра существовать не может.

Но здесь возможны и возражения. Дескать, это все равно, что отрезать кому-то ногу и ожидать, что она будет самостоятельно жить. Но вот другой опыт. При помощи микроскопического стеклянного кружочка из амебы удаляется ядро. Амеба сейчас же округляется и начинает вести себя, как безъядерная часть в предыдущем опыте. Однако, если осторожно ввести ядро обратно, нормальная жизнедеятельность амебы восстанавливается. Здесь уже совершенно четко видно, что изолированная протоплазма нежизнеспособна и что ее жизнедеятельность каким-то образом вызывается и регулируется ядром.

Опыты по пересадке ядра в некоторых случаях помогают также установить, на какие функции клетки оно влияет. Таковы, например, опыты, проделанные на водорослях ацетобуляриях. Каждая из этих водорослей, хотя и имеет подошву, стебелек и шапочку, представляет собой всего одну клетку. Шапочка у этих водорослей восстанавливается заново, если ее удалить механическим путем, допустим, оборвать. Кроме того, форма шапочки является характерной для каждого вида ацетобулярий.

Водоросли эти довольно велики для одноклеточных и достигают шести сантиметров.

Итак, у водоросли одного вида удаляли шапочку, и, до того как она успеет регенерировать (восстановиться), в эту водоросль пересаживали ядро, взятое от ацетобулярии другого вида. Теперь легко наблюдать интересное явление: восстановившаяся заново шапочка имела форму, среднюю для этих двух видов.

Мало того, если водоросли с удаленной шапочкой пересаживали не одно, а несколько ядер другого вида, то ее новая шапочка становилась больше похожей на шапочки тех водорослей, от которых брали ядра, чем на шапочки своего вида.

Совершенно очевидным образом клеточное ядро влияло на процессы формообразования. Но ведь форма шапочки — признак наследственный, характерный для каждого вида ацетобулярий!

Вопрос о том, какая же часть клетки (ядро или протоплазма) играет основную роль в передаче наследственных признаков от материнской клетки к дочерней, от родителей к детям, явился предметом многих споров и дискуссий в самом недавнем прошлом. Сейчас мало у кого вызывает сомнение, что такая роль принадлежит именно ядру.

Особенно это становится ясным, если познакомиться со строением ядра и его поведением в процессе деления клетки.

Если поместить под микроскоп живую клетку и попытаться рассмотреть структуру ее ядра, то в большинстве случаев такая попытка окажется безуспешной.

Во многих живых клетках часто невозможно различить не только внутреннее строение ядра, но и само ядро. Чтобы ядро стало ясно видно и доступно изучению, клетки обрабатывают специальными красками, которые впитываются веществом ядра гораздо лучше, чем цитоплазмой.

Теперь на окрашенном препарате можно различить нежную ядерную оболочку, а в самом ядре одно или несколько крошечных телец, так называемых ядрышек. Но этого мало. Все ядро оказывается пронизанным пересекающимися по разным направлениям и переплетающимися нитями, зернами и глыбками. Это ядерная сеть. Она очень хорошо красится ядерными красками, и поэтому получила название «хроматина» (от греческого «хрома» — цвет). Все остальное пространство в ядре заполнено вязкой жидкостью — ядерным соком.

Таково вкратце строение «покоящегося» ядра, когда клетка не делится.

Но вот клетка начинает делиться, и весь ядерный аппарат приходит в движение. Ядро увеличивается в размерах и становится почти шарообразным, если в покоящейся клетке его форма была иной. Количество хроматина в ядре быстро нарастает. Отдельные хроматиновые зерна слипаются друг с другом, образуя нить, свернутую в тугой клубок. Но процесс идет дальше. Постепенно плотный клубок хроматиновой нити делается рыхлым, а сама нить становится короче и толще. Это уже не нить, а лента. Проходит еще некоторое время, и лента хроматина распадается, дробится на отдельные участки всегда определенного количества. Образующиеся таким путем куски хроматиновой ленты получили название хромосом. «Хрома», как вы помните, по-гречески — цвет; «сома» — тело. Хромосома — красящееся тельце. Ничего больше, кроме обозначения реально существующих и возникающих в ходе деления клетки отдельных участков хроматиновой ленты, это слово не значит. Однако запомните его хорошенько, ибо очень многое как в судьбе отдельной клетки, так и в судьбе сложнейших многоклеточных организмов связано именно с хромосомами.

Но вернемся к процессу деления клетки.

Обычно для его изучения используются, так сказать, «мертвые», окрашенные препараты. Однако современная техника микроскопирования и киносъемок позволяет в некоторых случаях наблюдать и деление живой клетки. Несколько лет назад мне довелось присутствовать на демонстрации одного из первых фильмов такого рода.

…Клетка жила на экране. Ее цитоплазма мягко колыхалась, переливаясь и мерцая возникающими и пропадающими бликами гранул и вакуолей. Ядро выглядело то более светлым, то вдруг начинало темнеть. Иногда оно как будто вздрагивало. Его строение ни на минуту не оставалось постоянным: шел процесс образования хромосом, шла полная реконструкция ядра. Вот вдруг исчезло ядрышко. Затем, совершенно неожиданно для наблюдателей, пропала и ядерная оболочка. Ядра как такового уже не стало: ядерный сок смешался с цитоплазмой. И весь вид клетки стал иным. Там, где когда-то было ядро, теперь лежали хромосомы. Они располагались почти правильной звездой, напоминая одну из фигур хоровода «Березка».

Зал замер. И, хотя здесь собрались цитологи, люди, просмотревшие под микроскопом не одну тысячу препаратов, все глядели на экран с напряженным вниманием. Наступал самый существенный и замечательный момент — деление ядра. На глазах у всех должно было произойти чудо, на котором природой основано существование всего живого. И оно произошло. Изображение вдруг дрогнуло, и хромосом стало вдвое больше. Из одной звезды образовались две, наложенные друг на друга. Каждая хромосома расщепилась вдоль строго пополам, и теперь на ее месте лежали две дочерние хромосомы, абсолютно похожие друг на друга и на свою прародительницу. Так все хромосомы клетки воспроизвели самих себя.

Но картина двух «звезд» держалась недолго. Вначале незаметно, а потом все быстрее и быстрее хромосомы начали расходиться к противоположным полюсам клетки. Пары хоровода распались, дочерние хромосомы неотвратимо удалялись друг от друга. Клетка делила свое наследство. Происходило это все удивительно четко. Как будто на двух половинах экрана показывали из двух аппаратов один и тот же фильм. И в левой и в правой сторонах клетки хромосомы совершали одинаковые движения. Но вот, наконец, они остановились, собравшись в кучку у противоположных полюсов клетки. Здесь между хромосомами начали образовываться соединения и перемычки. Хромосомы теряли свою индивидуальность, складываясь в хроматиновые ленты, свернутые в клубок. Затем каждый из клубочков оделся нежной ядерной оболочкой. Так в результате сложных превращений из одного материнского ядра образовались два новых.

Параллельно с делением ядра протоплазматическое тело клетки также подвергалось изменениям. В момент расхождения хромосом к полюсам клетки на ней по экватору появились перетяжки (бороздки). Они все больше и больше углублялись в тело клетки, и в конечном итоге она оказалась расчлененной пополам. Процесс деления клетки завершился. Теперь вместо одной материнской клетки на экране были две новые. Каждая из них жила своей жизнью. И в каждой ритмично пульсировало свое ядро.

Дочерние клетки, как правило, очень похожи друг на друга, а также на ту исходную, из которой они произошли. И, наблюдая процесс деления клетки, легко понять, откуда возникает такое сходство. Ведь весь механизм деления был направлен именно на то, чтобы вещество материнской клетки распределилось между дочерними как можно более точно. И особенно это относится к веществу ядра, к его хроматиновой части. Вспомним, как распределялся хроматин. Хроматиновая лента распалась на сегменты — хромосомы; хромосомы расщепились вдоль на половинки, из которых и образовались новые ядра. Таким образом, количество хроматина было разделено предельно точно. И что особенно важно подчеркнуть, произошло не только точное распределение хроматина по количеству, но он оказался также точно распределенным и качественно. Ведь вновь образовавшиеся хромосомы (половинки) расходились всегда в противоположные стороны.

На основании изучения механизма деления клеток и роли хромосом в равномерном распределении ядерного вещества в биологии возникло представление, что именно через хромосомы и происходит передача наследственных признаков от клетки к клетке. Такое представление получило название хромосомной теории наследственности.

Давайте посмотрим, на какие же еще факты опирается эта теория. А факты интересные. Так, изучение количества хромосом в клетках различных животных и растительных органов выявило удивительную закономерность. Выяснилось, что в каждой клетке (любого организма данного вида) содержится строго определенное число хромосом, характерное для данного вида. Например, в клетках тела кролика всегда присутствуют 44 хромосомы. У кошки их 36, у лошади — 60. Твердые пшеницы имеют 28 хромосом, мягкие — 42 хромосомы, а у кукурузы их 20.

Но числовой разброс велик. И вот границы. У одного из видов круглых червей в клетках тела имеется всего лишь 2 хромосомы, в то время как у микроскопического морского животного радиолярии их около 1600. Таким образом, число хромосом в клетках тела характерно для каждого вида животных и растений. На этом основании утвердилось правило, что все особи внутри каждого вида должны иметь одинаковое число хромосом. Это положение получило название «закона постоянства числа хромосом».

Число хромосом в клетках тела человека равно 46. Такое число хромосом содержат все клетки тела человека, независимо от того, идет ли речь о клетках сердца или печени, пальца или легкого. Почему? На этом стоит остановиться подробнее.

Под микроскопом легко видеть, что присутствующие в клетках хромосомы далеко не одинаковы. Они отличаются друг от друга по длине, форме, наличию утолщений или перетяжек и т. д. Каждая хромосома имеет как бы свое лицо. Однако, присмотревшись внимательно, можно найти и «лица», похожие друг на друга. Еще внимательнее: и вы видите, что таких похожих не больше двух. Пары! Да, в каждой клетке нашего тела не просто 46 хромосом, а 23 различные пары. Как бы двойной набор одного определенного ассортимента. Такой двойной набор хромосом называется диплоидным, а отсюда и содержащие его клетки диплоидными. Все клетки нашего тела диплоидны. Исключение составляют только зрелые половые клетки, или гаметы (яйцеклетки и сперматозоиды), в которых содержится не двойной, а одинарный, или гаплоидный, набор хромосом (у человека 23 хромосомы).

В чем же смысл такой, всегда двукратной, разницы в количестве хромосом между воспроизводящими (половыми) и телесными клетками?

Давайте рассуждать. Как вы помните, развитие любого организма начинается с одной клетки — зиготы. Образуется зигота в результате слияния двух клеток: мужской и женской. И каждая из них привносит в зиготу свой (одинарный) гаплоидный набор хромосом.

Уже в первичной клетке, из которой впоследствии разовьется новый организм, наследственные признаки родителей представлены на равных началах. Зигота имеет уже двойной (диплоидный) набор хромосом, который и будет воспроизведен во всех клетках тела при последующем росте и развитии. Следовательно, биологический смысл присутствия в клетках тела всегда двойного набора хромосом заключается в том, чтобы представить в потомстве наследственность обоих родителей.

Итак, детальное изучение процесса деления клетки приводило к выводу, что передача наследственных признаков и свойств исходной клетки связана с распределением вещества ее ядра между клетками дочерними. Было бесспорно установлено, что важнейшими структурами, обеспечивающими необходимую точность такого распределения, являются хромосомы.

И естественно, следующим логическим шагом было выяснение химического состава хромосом. Оказалось, что они построены главным образом из двух химических соединений: белка и нуклеиновой кислоты. Оба эти органические соединения представляют собой гигантские молекулы с огромными (миллионными) атомными весами.

Итак, по химическому строению хромосомы — нуклеопротеиды, соединение белка с нуклеиновой кислотой.

Но какое из этих веществ ответственно за передачу наследственных признаков? Белок или нуклеиновая кислота? А может, оба вместе? И наконец, каким образом на микроскопически маленьких образованиях, хромосомах, «записано» огромное число «сведений» о чертах строения будущего взрослого организма или пусть даже отдельной клетки?

Загадка казалась неразрешимой. Решить ее одной генетике (науке о наследственности) было не под силу. Здесь нужны разносторонний, комплексный подход, усилия ученых многих специальностей. И особенно это было необходимо по отношению к нуклеиновой кислоте. Биологическая роль и строение белков во многом не представляли секрета. А что можно сказать о нуклеиновых кислотах?

70 лет… первого знакомства

В 1871 году двадцатипятилетний физиолог швейцарец Мишер, работавший в лаборатории немецкого биохимика Гоппе-Зейлера, опубликовал несколько работ. Он сообщил, что нашел в ядрах лейкоцитов неизвестные вещества, содержащие фосфор. Мишер назвал их нуклеинами («нуклеус» — ядро). Конечно, он тогда не знал, что открыл новую главу в биологии. Не подозревал он и о том, что глава эта долго еще останется открытой на первой странице.

Почти 70 лет с момента открытия нуклеиновых кислот (так их стали называть впоследствии) оставалось неизвестным их назначение.

Между тем нуклеиновые кислоты находили в составе буквально каждого живого организма, каждой его клетки. Их нашли и у животных, и у растений, и у микробов, и даже у мельчайших живых существ — вирусов. Некоторые вирусы вообще состояли только из белка и нуклеиновой кислоты. Значит, догадывались ученые, нуклеиновые кислоты должны иметь какое-то очень важное значение. Но какое? Этого никто не мог сказать. Назначение нуклеиновых кислот оставалось загадкой. И в учебниках после описания химического состава этих соединений и некоторых их химических свойств, хотя и говорилось, что они играют важную биологическую роль, никогда не конкретизировалась — какую.

Только перед самой войной, в 1941 году, советский ученый Кедровский и швед Касперсон высказали догадку, что нуклеиновые кислоты принимают участие в синтезе белка. Кроме того, удалось установить, что существуют два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая кислота, располагающаяся всегда в клеточных ядрах, и рибонуклеиновая, находящаяся в протоплазме. Сокращенно их обозначают теперь как ДНК и РНК.

Вот, пожалуй, и все, что знали биологи об этих соединениях до 1944 года, когда были опубликованы поразительные работы английского микробиолога Эвери с сотрудниками.

Результаты, которых никто не ожидал

По установившейся в науке о микробах терминологии кокки — это бактерии, имеющие круглую форму. Пневмококки — бактерии, вызывающие крупозную пневмонию, воспаление легких. Микробиологи давно выяснили, что у пневмококков существуют разновидности, или типы, которые и были обозначены римскими цифрами I, II, III, IV и т. д. Различия, стоящие за этими цифрами, довольно четкие, а для высших организмов и весьма ощутимые, так как связаны они с вирулентностью микробов, то есть их способностью распространяться в организме и вызывать болезнь. Но есть и различия, которые можно просто увидеть и по ним отличить один тип от другого.

У III типа есть массивная полисахаридная капсула, окружающая клетки, которая у пневмококков II типа под микроскопом имеет вид узкой полоски. Вирулентность пневмококков, их способность вызвать болезнь как раз зависит от наличия или отсутствия полисахаридной капсулы.

Английский микробиолог Гриффит работал с пневмококками, изучая их способность поражать мышей. И привлекали Гриффита именно пневмококки II и III типа. Результаты своих опытов он опубликовал в 1928 году. Они были столь разительны, что объяснить их автор не мог. И не удивительно.

Понадобилось еще 16 лет усилий целых коллективов ученых и сложнейшие исследования, чтобы понять, что же все-таки произошло в опытах Гриффита. А опыты были не ахти какие сложные. Повторить их не составляло большого труда. Но вот объяснить?!

…Итак, в распоряжении Гриффита пневмококки II и III типов.

Вначале проводится проверка штаммов на их вредоносность.

Вот мышам вводится взвесь пневмококков II, бескапсульного типа (авирулентного). Как и следовало ожидать, все животные остаются живы. Применение штамма III (вирулентного) типа, имеющего массивные полисахаридные капсулы, приводит к поголовной гибели мышей.

Теперь Гриффит берет пробирку со взвесью пневмококков этого штамма и нагревает ее на газовой горелке. Температура должна убить культуру микробов, и они станут безвредными. И действительно, введя животным убитых нагреванием пневмококков, Гриффит убеждается, что ни одна из мышей не гибнет. Собственно говоря, пока ничего поразительного не происходит, все естественно и закономерно. Но Гриффит продолжает эксперимент дальше.

В пробирку с убитыми температурой пневмококками III типа добавляется взвесь живой культуры II типа пневмококков. Они живые, но, как показывает контроль, для мышей безвредны (авирулентны). Теперь мышам вводится смесь пневмококков двух штаммов; вирулентного, но мертвого III и живого, но авирулентного II типа. И неожиданный результат — все животные гибнут. Почему? Казалось бы, такая смесь не должна причинять животным никакого вреда, ведь порознь ни убитые огнем пневмококки III типа, ни живые, но вообще безвредные пневмококки II типа не дали ни одного случая гибели.

Может быть, в опыте допущена какая-нибудь ошибка? Ну, например, нагревание убило не всех пневмококков III типа? Гриффит тщательно проверяет каждый этап эксперимента, ставит его несколько раз подряд, но эффект все тот же: смесь штаммов вызывает безусловную гибель подопытных мышей. В группах контрольных, где используется каждый штамм отдельно, все животные живы. Необъяснимо, но факт! И совсем уже поразительно другое: когда из погибших животных Гриффит выделяет пневмококков, то все они оказываются… III типа.

Под микроскопом видны массивные полисахаридные капсулы, а гибель мышей, которым Гриффит вводит этих микробов, подтверждает их высокую вирулентность. Что же произошло? Почему ранее убитые нагреванием пневмококки III типа «воскресли»? Объяснить этого Гриффит не в состоянии. Не могут найти объяснения и другие исследователи, повторившие опыты Гриффита. Но странное явление установлено, и его надо изучить и понять. Конечно, мертвые пневмококки III типа не «воскресали». Но что же тогда? Может быть, в смеси штаммов, используемых Гриффитом, живые авирулентные пневмококки II типа в присутствии убитых нагреванием превращались в III тип, приобретая его капсулу и вирулентность? Но ведь это же невероятно. Такого никогда не бывало. И все-таки английский микробиолог Эвери с сотрудниками решает вести работу, исходя именно из такого невероятного предположения.

Причем Эвери хочет изучить возможность такого превращения не в опытах на животных, что у биологов называется in vivo, а исследовать это явление вне организма, то есть in vitro, в пробирке. Задача заключалась в том, чтобы выделить и определить химическую природу веществ, под влиянием которых может произойти превращение (трансформация) одного типа пневмококков в другой. И вот, проработав несколько лет и преодолев огромные технические трудности, Эвери и его сотрудники на нескольких парах штаммов пневмококков доказали, что трансформация одного типа в другой существует.

Насколько это была кропотливая и трудоемкая работа, можно судить хотя бы по тому, что в первых опытах Эвери частота трансформации составляла лишь одну на миллион обрабатываемых клеток.

Вещество, под влиянием которого происходит превращение пневмококков, Эвери назвал трансформирующим фактором. Дальнейшее изучение химической природы выделенного вещества, проведенное Эвери, Мак-Леодом и Мак-Карти, анализы, проделанные другими исследователями, позволили установить, что это дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). Произошло это в 1944 году.

Итак, если из пневмококков III типа выделить дезоксирибонуклеиновую кислоту и добавить ее в питательную среду, где растут пневмококки II типа, то эти последние приобретают некоторые ранее им не свойственные признаки, в точности соответствующие признакам III типа пневмококков, из которых была выделена ДНК. В частности, пневмококки II типа «одеваются» в массивные полисахаридные капсулы, которых у них до этого никогда не было.

После выделения и дальнейшего выращивания трансформированные клетки не только сохраняли капсулу, но и приготовленные из них экстракты обладали той же трансформирующей способностью, как и полученные из исходного штамма. Тем самым было показано, что трансформация in vitro приводит к точно такому же наследственному изменению, какое происходило in vivo шестнадцать лет назад в опытах Гриффита.

Наследственный для одного типа пневмококков признак наличия капсул стал наследственным уже для другого типа. Это был первый в истории случай наследственной передачи признаков с одной разновидности микробов на другую через искусственно выделенное химическое вещество. Дезоксирибонуклеиновая кислота — вещество, через которое передаются наследственные признаки, — материальный субстрат наследственности. Только такой вывод можно было сделать из опытов Эвери. Вывод этот был столь разительным, что не все генетики с ним сразу согласились. Действительно, почему следует отдать предпочтение какой-то нуклеиновой кислоте, когда в экстрактах, которыми пользовался Эвери, имелась, хотя и очень незначительная, примесь белков? Белок и нужно считать тем веществом, которое передало наследственные признаки от одного типа пневмококков другому. Ведь белок — основа жизни.

Жизнь — форма существования белковых тел. Вся живая природа — от гигантского дуба до маленькой былинки, от слона и кита до микроскопической бактерии — построена из белков. Да и строение самих белковых молекул известно. Немногим более 20 «строительных кирпичиков» — аминокислот, из которых складываются молекулы белков, встречается в природе. Как будто очень немного. Однако если допустить, что в образовании существующих в живой природе белков принимают участие всего лишь 16 аминокислот, и то число возможных сочетаний, в которые способны вступить эти соединения в различных количественных отношениях, будет поистине астрономическим. Оно выражается цифрой 24 с 17 нулями! Поскольку каждая такая комбинация дает определенный белок, не удивительно, что белки различных видов животных и растений, а также индивидуумов данного вида и различных тканей каждого индивида представляют собой нечто более или менее своеобразное, специфическое. Так обстоит дело с белками.

А что можно сказать про нуклеиновые кислоты? Строение их молекул неизвестно, их место в общей цепи обмена веществ в клетке непонятно. И приписывать ДНК участие в передаче наследственных признаков просто абсурдно.

Так рассуждали некоторые биологи, и в тот период в какой-то мере их можно было понять. Для доказательства наследственной роли ДНК опытов Эвери было мало.

Новые факты

Всего несколько лет прошло со времени опубликования работ Эвери, как биологию потрясла новая сенсация. На этот раз героем дня оказались бактериофаги — самые мельчайшие и примитивнейшие существа в природе. Каких-нибудь 25 лет назад некоторые биологи не признавали их даже за живые организмы и считали просто соединением нескольких белковых молекул. И вот теперь этому существу было суждено сыграть важную роль в развитии генетической науки.

Выяснилось, что бактериофаг — организм, но столь примитивный, что построен только из белка и нуклеиновой кислоты. Так была найдена «живая модель хромосомы». Как вы помните, хромосома по своему химическому строению тоже нуклеопротеид — соединение белка с нуклеиновой кислотой. Теперь, исследуя бактериофаг, можно было полученные результаты (разумеется, с какой-то долей приближенности) переносить на хромосомы сложных организмов. Например, мы знаем, что при делении клеточного ядра происходит расщепление хромосом и их становится вдвое больше.

А как размножается бактериофаг? Это явление исследовали английские ученые Хершей и Чейз в 1952 году.

Прежде всего они решили выяснить, что же, собственно, проникает в бактериальную клетку: весь фаг или только какая-то его часть? Вот как проходил этот эксперимент.

Сначала исследователи вырастили бактерий на питательной среде, содержащей радиоактивную серу и радиоактивный фосфор. Затем размножили там фаг. Он вобрал в себя оба радиоактивных элемента: серу — в белки, фосфор — в нуклеиновую кислоту. Меченый фаг пустили на бактерий, выращенных на обычной среде. А через некоторое время (достаточное, чтобы фаг успел проникнуть внутрь бактерий) отделили остатки фагов, задерживающиеся на поверхности клеток. И что же? Почти весь фосфор фага (97 процентов) оказался внутри бактерий, а вся сера — вне клеток. Но ведь фосфор метил только нуклеиновую кислоту. Значит, она внедрилась в клетки, а белок фага, меченный серой, остался «за бортом».

Изящно поставленный эксперимент дал четкий ответ: при заражении бактерий фагом внутрь бактериальной клетки проникает только стержень фага — нить, состоящая из ДНК. Почти вся белковая оболочка (97 процентов) остается снаружи и в бактериальную клетку не попадает.

Впоследствии эти опыты были подтверждены и при помощи электронного микроскопа, позволяющего видеть пустые белковые оболочки (тени) фагов, после того как их нуклеиновая кислота проникла внутрь бактериальной клетки. А в 1962 году данные, полученные на бактериофаге, были подтверждены и на вирусах животных.

Советский ученый Виктор Михайлович Жданов совместно со своей сотрудницей Букринской, применив тот же метод радиоактивной метки гриппоподобного вируса Сидней, пришел к заключению, что и в этом случае в клетку проникает лишь нуклеиновая кислота вируса. Проходя затем в клеточное ядро, она обеспечивает образование вирусного потомства.

Однако вернемся к размножению фага. Итак, фаг (вернее, его ДНК) проникает в бактериальную клетку. Теперь, когда бактерия погибает, из нее выходят молодые фаги. Они имеют такое же строение, как и бывший родительский организм. Их ДНК одета уже белковой оболочкой.

Что же произошло?

Вывод напрашивался сам собой: родительская ДНК, внедрившаяся в бактериальную клетку, во-первых, размножилась там и, во-вторых, каким-то образом приобрела оболочку из бактериальных белков.

Здесь многое казалось неясным. И прежде всего трудно было объяснить, как происходит размножение нуклеиновой кислоты внутри бактериальной клетки: принятая в то время в химии структурная формула ДНК исключала эту возможность. Однако факт оставался фактом.

Молодые фаги обладали всеми признаками своего прародителя, и в передаче этих признаков участвовала ДНК — ведь белок в бактериальную клетку почти не попадал. Отсюда снова был сделан очень важный для генетической науки вывод: передача признаков по наследству связана с дезоксирибонуклеиновой кислотой, обладающей способностью к самовоспроизведению (редупликации). Видимо, и генетически активной частью хромосом, представляющих по своему строению нуклеопротеид, следует считать ДНК.

Хромосомы, как известно, при делении ядра самоудваиваются. На примере бактериофага можно видеть, что молекулы ДНК тоже способны воспроизводить самих себя. Но как это происходит? Каково строение этих удивительных молекул, которые в отличие от других химических соединений могут размножаться?

Многие крупнейшие ученые бились над разрешением этого вопроса, применялись самые новейшие методы исследования, высказывалось много остроумных предположений о структуре нуклеиновых кислот. Но решение не приходило. Ни одна из предложенных моделей не могла объяснить все свойства этих соединений. И только в 1953 году английский физик Крик, занимавшийся во время войны разработкой способов обнаружения немецких подводных лодок, и молодой американский ученый Уотсон, проведя рентгеноструктурный анализ нуклеиновых кислот и собрав все сведения об их строении, предложили свою модель структуры ДНК, которая оказалась столь удачной, что в настоящее время стала общепризнанной.

Исходя из модели Уотсона и Крика, можно объяснить все разнообразие свойств нуклеиновых кислот, в том числе и участие в передаче признаков по наследству.

Особенности строения молекулы ДНК таковы: во-первых, она состоит из двух параллельно расположенных цепочек, и, во-вторых, эти цепочки, соединяясь через «перекладины» — основания, взаимодополняют друг друга. Такое строение называется комплементарным. Установление комплементарной структуры молекулы ДНК позволило понять, как происходит размножение бактериофага.

Проникшая внутрь бактериальной клетки ДНК «размножается» в результате расхождения скелетных цепочек молекулы и затем «покрывается» белковой оболочкой, образуя новые нуклеопротеиды-бактериофаги. Однако для сходства дочерних бактериофагов со своими предками необходимо не только, чтобы их ДНК была такой же, как у родителей, но и белок по своему строению не отличался от родительского, имел бы одинаковые с ним химический состав и строение.

И действительно, при размножении бактериофага возникают новые особи, похожие на родительские, имеющие тот же специфический, так сказать, «бактериофаговый» белок. Отсюда легко предположить, что синтез фаговых белков внутри бактериальной клетки, после того как туда проникла ДНК фага, идет под ее контролем.

Как же осуществляется этот контроль? Как объяснить, что из имеющегося в бактериальной клетке огромного множества «кирпичиков-аминокислот» для построения оболочки фага «выбираются» именно те и именно в таком порядке, какие существуют в фаговом белке?

Здесь в работу вступают законы взаимодействия биологических полимеров между собой — законы так называемой биологической информации.

Аминокислоты бактериальных белков размещаются относительно друг друга в строгом соответствии с чередованием оснований, в молекуле фаговой ДНК. Возникает фаговый белок. Бактериофаг размножается. Молодые особи имеют то же строение, что и бывший прародитель.

Конечно, картину размножения бактериофага и передачу наследственных признаков мы нарисовали очень грубыми мазками. Упущены многие частные и мелкие детали. Однако в принципе многие ученые-генетики в настоящее время представляют механизм передачи наследственных признаков именно так.

Если мы вспомним, что хромосомы по своему химическому строению являются нуклеопротеидами, то станет легко перенести закономерности, полученные при изучении микроорганизмов, на высшие организмы.

Следует только предположить, что на ДНК хромосомы половых клеток высших организмов как бы «записаны» все качества, признаки и свойства, которые должны быть переданы от родителей к детям. «Запись» эта сделана определенным чередованием пуриновых и пиримидиновых оснований в молекуле ДНК. В данном случае делается допущение о существовании так называемого «генетического кода», или «генетической информации». Было установлено, что число комбинаций оснований в молекуле ДНК столь велико, что может обеспечить зависимый синтез любых специфических белков всех органических форм от вируса до человека.

Забегая вперед, скажем, что гипотеза генетического кода не только оправдала себя, но и, по-видимому, сам код скоро будет до конца расшифрован, и мы узнаем, какое сочетание пуринов и пиримидинов в молекуле ДНК определяет место каждой аминокислоты при синтезе белковых молекул.

Итак, в пятидесятых годах нашего столетия вещество наследственности, через которое передаются признаки и свойства от поколения к поколению, было найдено. Материальные основы наследственности обрели химическую форму. Но эксперименты продолжались. В ходе работ шло не только подтверждение генетической роли нуклеиновых кислот, но и были сделаны новые, до этого, казалось бы, невероятные, открытия.

Существо, созданное руками человека

ВТМ — вирус табачной мозаики — как уже говорилось, был открыт в 1892 году русским ученым Дмитрием Иосифовичем Ивановским. В 1935 году американский вирусолог Стенли выделил ВТМ в чистом виде и даже получил его кристаллы.

Этот первый случай выделения вируса в химически чистом виде поставил тогда в тупик многих микробиологов. Трудно было сочетать представление о биологически активном возбудителе, обладающем основными признаками живого — размножением, наследственностью, изменчивостью, — с его, казалось бы, относительно простым химическим строением, молекулярной структурой и способностью кристаллизоваться. Лишь через 20 лет при помощи электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа и тонких химических исследований было установлено, что гигантская молекула ВТМ представляет собой весьма сложное образование. Она состоит из 22 тысяч одинаковых по форме и размерам белковых субъединиц — своеобразных «кирпичиков», уложенных по спирали. Молекулярный вес каждой такой субъединицы достигает 18 тысяч, то есть в 1000 раз превышает молекулярный вес воды. На наружной поверхности вирусной частицы видны спирали, выступы и углубления, а в ее центральной части находится длинный, уложенный по спирали тяж нуклеиновой кислоты. И если отвлечься от деталей, строение вируса табачной мозаики можно представить как конструкцию простого школьного карандаша. Внутри грифель, сверху дерево. Дерево — белок, грифель — рибонуклеиновая кислота (РНК), родная сестра ДНК.

А нельзя ли разложить вирус на составные части и попробовать заразить растение только одной РНК или одним белком? Такую задачу поставили перед собой американский ученый Френкель-Конрад и биолог из ФРГ Шрамм. Эта вроде бы простая идея оказалась весьма трудной в техническом исполнении. Разделить нуклеопротеид на белок и нуклеиновую кислоту, сохранив каждое из этих веществ неповрежденным, удалось лишь после очень сложных манипуляций, но все-таки удалось. Теперь можно было попробовать заразить растения отдельно белковой и нуклеиновой фракциями экстрактов.

Выяснилось, что пустой карандаш — белковая оболочка вируса — не может развиваться и размножаться в растении. Но затем Френкель-Конрад ухитрился вновь вставить грифель (РНК) в пустой карандаш. И после этого вирус как ни в чем не бывало активно размножался на листьях табака. Отсюда напрашивается естественный вывод, что наследственные свойства вируса табачной мозаики определяются нуклеиновой кислотой.

Но есть и другая, может быть не менее важная, сторона этих экспериментов. Впервые в истории биологии в пробирке живой вирус был восстановлен (реконструирован) из его неактивных компонентов.

Это является крупнейшим достижением науки. Без большой натяжки можно сказать: впервые в истории Земли ученый искусственно получил живые существа. Кстати сказать, в то время, когда Френкель-Конрад занимался реконструкцией вируса табачной мозаики, советскому исследователю Гершензону удалась подобная же «разборка и сборка» вируса, вызывающего заболевание шелковичных червей.

Но вернемся к работам Френкель-Конрада. Воссоздав живой вирус из его составных частей, исследователь на этом не успокоился. Он взял два вида ВТМ, которые обычно дают при развитии на листьях табака разную мозаику, и поменял в них грифели. Иначе говоря, РНК одного вида была соединена с белком другого вида ВТМ. Так был «собран» уже комбинированный вирус. Существо, никогда до этого не существовавшее в природе, было создано в 1956 году руками человека из химических веществ, взятых от разных организмов.

И когда новым вирусом заражали табак, на листьях всегда развивался тот вирус, чья РНК использовалась в качестве грифеля. Этот опыт снова показал, что активной частью вируса является РНК. Так еще раз, и теперь уже окончательно, было доказано участие нуклеиновой кислоты в передаче наследственных признаков. В этом случае — инфекционности вируса.

И все-таки эксперименты Френкель-Конрада и Шрамма не были последними удивительными открытиями, которые касались нуклеиновых кислот и вирусов.

Гибридизация на уровне молекул

Создание новых живых существ оказалось не окончательным сюрпризом преподнесенным генетике вирусами. Теперь уже мало кто сомневался в генетической роли нуклеиновых кислот. Но в структурной форме ДНК, предложенной Уотсоном и Криком, еще оставались слабые места. Так, не было понятно, как развертываются двухспиральные молекулы ДНК. За счет какой энергии происходит разделение и самоудваивание молекул? Недостаточно выяснено это и сейчас. И все-таки факт, что ДНК имеет двухспиральную комплементарную структуру молекул, теперь уже ни у кого не вызывает сомнений.

Исходя из этого, английский ученый Дотти поставил перед собой цель: развернуть молекулу ДНК на две цепочки, составляющие спираль, а потом попробовать собрать ее заново. Эту трудную задачу удалось решить, используя реакцию молекул ДНК на разность температурного перепада. В результате действия определенных температур в растворе оказывались односпиральные цепочки молекул ДНК. Никакой биологической активностью такие «полумолекулы» не обладали. Однако, меняя условия опыта, можно было вновь собрать половинки в двухспиральные молекулы. Восстановившаяся таким образом нуклеиновая кислота снова обладала биологическими свойствами. Она воспроизводила в потомстве все признаки микроорганизмов, из которых была ранее выделена. Так был найден способ «разборки» и «сборки» молекул нуклеиновых кислот.

Но Дотти пошел дальше. А что, если для опытов взять ДНК от разных микроорганизмов, обладающих разными свойствами? Допустим, от микробов, невосприимчивых к пенициллину, и от микробов, невосприимчивых к стрептомицину. Поместив их ДНК в один раствор, попробовать затем разделить их на «полумолекулы», а потом собрать заново в молекулы целостные. Что произойдет? Ведь обязательно случайно какие-нибудь чужие половинки соединятся вместе. Тогда должен возникнуть организм, обладающий новыми свойствами. Он будет невосприимчив и к стрептомицину и пенициллину. Такова была идея эксперимента.

После многих трудов опыт, когда из десятков тысяч молекул нужно было выделить лишь единичные гибридные молекулы, обладающие смешанными свойствами, удался. Это был новый шаг по сравнению с работами Френкель-Конрада и Шрамма. Здесь удалось создать организмы, которые сочетают свойства двух исходных форм, используя при этом только чистую ДНК. И если Шрамм и Френкель-Конрад сумели провести гибридизацию на уровне молекул, создавая новый нуклеопротеид, то Дотти удалось из половинок молекул создать новую гибридную молекулу ДНК.

Так на наших глазах были сделаны первые шаги к расшифровке тайны наследственности и синтеза белка. Благодаря успехам молекулярной биологии перед наукой открылись необозримые горизонты управления наследственностью микроорганизмов, растений и животных, излечения наследственных болезней, новых методов борьбы с вредными вирусами и бактериями.

Может быть, некоторым это покажется фантастикой, но я уверен, что недалеко время, когда наука начнет создавать живые клетки ранее неизвестных растений и животных.

Вспомните, в какие глубокие тайны микромира проникли ученые всего за 70 лет, прошедших со времени открытия Ивановским первого вируса. А с каждым годом темпы развития науки нарастают. Можно смело сказать, что за последние 15 лет в области познания физико-химических основ жизни сделано больше, чем за все время развития биологии.

Через смерть к жизни

Трагедия в космосе

Космический корабль с субсветовой скоростью идет к Земле. Остается несколько дней пути, и космонавты, измученные длительным полетом в глубины галактик, с нетерпением ждут мига возвращения на родную планету.

На корабле все автоматизировано, а поэтому экипаж состоит всего из двух человек: командира корабля и его жены.

Экспедиция задание выполнила, и, хотя связь с Землей нарушена, а время там, согласуясь с теорией Эйнштейна, убежало намного вперед, будущее не тревожит супругов.

Трагедия разразилась неожиданно. Крупный метеорит пробил обшивку корабля, и в отсек, где работала жена командира, ворвался космический холод. Смерть была мгновенной.

Теперь уже экипаж звездолета состоит из одного убитого горем человека. Когда же ему, наконец, удается овладеть собой, он… решает доставить остекленевший труп жены на Землю. Там за время их отсутствия прошло столетие, и смерть уже должна была отступить перед прогрессом науки. Он верит в это…

Такова сюжетная канва одного из научно-фантастических рассказов Глеба Анфилова.

А вот роман Георгия Мартынова «Встреча через века». Он тоже научно-фантастический. Здесь герой, погибший в сороковых годах нашего века, возвращается к жизни уже в другой эре развития человечества, через тысячу лет.

Часто, когда читаешь такое, невольно закрадывается мысль, а не слишком ли автор, мягко говоря, расфантазировался? Есть ли здесь научная основа? Не являются ли все эти «воскрешения» фантастикой чистейшей воды?

Уж слишком свободно пользуются писатели-фантасты этим приемом, не приводя в подтверждение подобных возможностей никаких аргументов. Но только ли писатели?

В Москве, в Нескучном саду, в один прекрасный день появился мамонт. Огромное ископаемое обрывало ветки подстриженных тополей и топтало газоны, не обращая внимания на грозящие штрафом таблички и свистки милиционеров. К публике, глазеющей на чудо, мамонт относился с мирным безразличием великана. Он явно был доволен своим существованием и вторым рождением.

Мамонт (вернее, его труп) был найден в Сибири. Трудами ученых гигант, пролежавший тысячелетия в вечной мерзлоте, был возвращен к жизни. Сейчас воскресшее ископаемое удрало из биоотделения Академии наук, расположенного у Калужской заставы, и отправилось гулять в Парк культуры и отдыха имени Горького.

Конечно, это тоже научно-фантастический рассказ. Но автор его не литератор-профессионал. Ученый с мировым именем — академик Владимир Афанасьевич Обручев.

Это уже серьезно!

Наука верит, что смерть можно преодолеть.

«Если в Арктике найдут труп Амундсена, ученый не посоветует с почестями предавать его земле на его родине. Оставьте его там, среди вечных льдов. Пройдет пятьдесят лет, и ученые, пришедшие нам на смену, оживят его», — так заявил в одной из своих лекций Брюхоненко — крупный советский биолог, с трудами которого нам еще придется познакомиться. Здесь уже фантастика ни при чем. Речь идет о научной проблеме, в решении которой исследователь не сомневается.

Кстати, Брюхоненко совсем не одинок в подобном оптимизме. «Настанет день, когда неизлечимо больные и старики завещают охладить их сразу же после смерти. Их поместят в специальные ящики с надписью: „Оживить, когда будут найдены лекарства против… рака и одряхления“». Эти слова принадлежат известному французскому биологу Жану Ростану, и сказаны они всего несколько лет назад.

А вот голоса из прошлых столетий.

Английский физиолог Хантер (1766 год): «Если человек решится отдать последние десять лет жизни чередованию охлаждения и активной деятельности, он продлит ее до тысячи лет».

Француз Реомюр (та же эпоха): «Наверное, всякий, кто надеется прожить до 80 лет, предпочтет продлить жизнь на 10–12 веков, из которых в каждом он будет жить настоящей активной жизнью только 8–9 лет».

Итак, не только писатели-фантасты, но и многие ученые-биологи убеждены, что в будущем наука найдет способы останавливать жизнь высших организмов, а затем через какое-то время заново восстанавливать прерванный жизненный процесс.

Но на чем основываются подобные взгляды, где факты?

Давайте разберемся.

Рождение — юность — зрелость — старость — смерть. Неизбежный цикл развития каждого живого существа. Колос вырос, чтобы дать зерно и умереть; зерно прорастает в стебель, и новый колос перестает существовать. Не умирает тот, кто не живет, ибо уничтожить смерть можно, только уничтожив… жизнь. Такова диалектика жизненного процесса.

«Уже и теперь, — писал Фридрих Энгельс, — не считают научной ту физиологию, которая не рассматривает смерть, как существенный момент жизни… которая не понимает, что отрицание жизни по существу содержится в самой жизни, так что жизнь всегда мыслится в соотношении со своим необходимым результатом, заключающимся в ней постоянно в зародыше, — смертью. Диалектическое понимание жизни именно к этому и сводится. Но кто однажды понял это, для того покончены всякие разговоры о бессмертии души… Таким образом, здесь достаточно простого уяснения себе, при помощи диалектики, природы жизни и смерти, чтобы устранить древнее суеверие. Жить значит умирать».

Итак, бессмертие невозможно. И все же человеческий разум не хочет смириться с ограниченностью жизни. Почти 300 лет назад на грани биологии и медицины сложилась наука о продлении жизни — геронтология.

Но есть в биологии и другое направление, связанное с изучением самого факта смерти.

Ведь если жизнь — это материальный процесс, вызываемый материальными особенностями определенных веществ, то, очевидно, и смерть следует рассматривать как материальный и объективный факт, подлежащий изучению. Именно так всегда думали биологи-материалисты, отметая мистический смысл понятия смерти, который придавала этому факту религия.

Тотология — так предложил назвать науку о смерти Илья Ильич Мечников. Познать факт смерти во всех его закономерностях и проявлениях и, познав, отодвинуть ее до возможных пределов, а может быть, иногда и преодолеть, перешагнув не в бессмертие, конечно, а к прежней, имеющей свое настоящее физиологическое завершение жизни, — задача тотологии. И хотя принято думать, что проблема «воскрешения из мертвых» относится скорее к области фантастики, чем науки, история биологии знает немало вполне трезвых экспериментаторов, ставивших перед собой подобные задачи. И пожалуй, редкая фантастика сравнится с результатами, достигнутыми ими. Впрочем, лучше рассказать обо всем по порядку. Здесь нам придется перенестись на два с половиной столетия назад, к истокам самой проблемы. Основными героями этого рассказа будут микроорганизмы, ибо именно они — существа, лежащие за гранью видения невооруженного человеческого глаза, дали исследователям факты, позволившие на месте бесплодных поисков «эликсира жизни» и сказок о «живой воде» возвести стройное здание объективных закономерностей и строго научных экспериментов.

В щепотке песка

Дом, в котором жил натуралист-любитель Антон Левенгук, ничем не отличался от других домов Делфта, провинциального голландского городка. Все они были крыты черепицей, на которой после дождя иногда образовывались легкие налеты мха. Впрочем, мох быстро высыхал на солнце и развеивался ветром. С годами в водосточных трубах скапливался мелкий песок, постепенно ссыпавшийся с черепичных крыш.

1 сентября 1701 года Антон Левенгук положил щепотку такого песка под самодельный микроскоп. Каково же было его удивление, когда, кроме песчинок, он обнаружил под микроскопом маленькие, дотоле неизвестные существа странного вида. У микроскопических «зверьков» на голове помещалось что-то вроде колесиков, при помощи которых они двигались.

Это были коловратки, обитательницы мхов, теперь хорошо известные науке. Левенгуку удалось обнаружить коловраток даже в сухом, прокаленном на солнце песке. Правда, для удобства наблюдения к песку приходилось добавлять немного воды.

Тогда Левенгук взял пробу абсолютно сухого песка и прибавил к нему дождевую, да еще и прокипяченную воду. Теперь можно было быть уверенным, что в ней нет живых существ. Но через полчаса в стеклянной трубочке опять плавали коловратки.

Левенгук повторял и повторял свои опыты — результаты оставались прежними. Даже песок, пролежавший сухим два года, содержал коловраток.

О своих исследованиях Левенгук сообщил Лондонскому Королевскому обществу. Однако открытие это было оставлено без внимания. Скорее всего Левенгуку просто не поверили. Повторять же эти опыты было нелегко: микроскоп в то время был большой редкостью. Так или иначе, но факт «оживления» высушенных коловраток в Англии не произвел впечатления и был забыт…

Да и были ли эти коловратки мертвыми? Сам Левенгук полагал, что нет. Просто при высушивании у коловраток наступает видимость смерти, очень сильное замедление жизненных процессов, но не полная смерть. Стоит создать определенные условия, прибавить воды — и жизнь снова вступит в свои права. Таков был вывод Левенгука.

Совсем иного мнения придерживался другой замечательный исследователь того времени, Турбевил Нидхем, которому в 1743 году удалось сделать открытие, не уступающее, пожалуй, по интересу и значению опытам Левенгука.

Нидхем исследовал больные зерна пшеницы. Болезнь злака заключалась в том, что некоторые колосья оказываются наполненными черноватыми, точно подгорелыми зернами. Внутри же зерна представляют собой белую мучнистую массу. Рассматривая эту массу под микроскопом, Нидхем заметил, что она состоит из каких-то волокон.

«Чтобы лучше рассмотреть эти нити и разделить их, — пишет он, — я пустил на препарат капельку воды. И вдруг, к моему величайшему изумлению, нити отделились одна от другой, ожили и стали производить неправильные движения, не поступательные, а извивающиеся, змееобразные, и движения такие продолжались в течение 9–10 часов. Я полагаю, что это особый вид водных животных, которых можно назвать червями, угрицами или змейками, на коих они очень похожи».

Особенно поразило ученого, что оживали даже черви, взятые из зерен, которые хранились два года в коробке, лежавшей на солнце.

«Угрицы были мертвы, — заключил Нидхем, — а потом они ожили».

Этот вывод навлек на исследователя бурю негодования и насмешек в ученом мире. «Уж не сам ли господь бог в образе Турбевила Нидхема явился на землю, чтобы воскресить мертвых?» — язвили одни. «Он просто мошенник», — безапелляционно заявляли другие. Большинство же ученых совсем отрицали животный характер угриц и называли их «движущимися волокнами», «растительными трубками», которые приходили якобы в движение под влиянием всасывания воды. Когда же было доказано, что угрицы — настоящие животные, стали утверждать, будто они во время опыта самопроизвольно зарождаются или возникают из существовавших раньше зародышей.

Нидхем вынужден был отказаться от своих первоначальных взглядов. Особенно повлиял на него авторитет знаменитого микроскописта конца XVIII века, профессора физики и естественной истории аббата Ладзаро Спалланцани, который категорически отказался признать угриц за животных.

Однако по иронии судьбы именно Спалланцани оказался тем исследователем, который вписал новую главу в науку об оживлении высушенных животных. Подтвердив опыты Левенгука, он нашел, что оживают коловратки, не только высушенные на солнце, но и замороженные при температуре –28 градусов. Затем Спалланцани открыл еще две группы микроскопических животных, которые также оживали после высушивания. Это были тихоходки и некоторые круглые черви (нематоды). Попали в эксперименты и угрицы Нидхема. Оказалось, что эти черви оживают даже после высушивания их под колоколом воздушного насоса. Спалланцани пересмотрел свои взгляды и признал, что Нидхем был прав: при высыхании действительно наступает смерть, после которой возможно возвращение к жизни.

Англичанин Генри Беккер оживил угриц из семян, пролежавших сухими 27 лет. «Спрашивается, не могут ли они (угрицы) вернуться к жизни через 40, 100 лет и более? — писал Беккер. — На этот вопрос могут дать ответ лишь будущие опыты».

Так щепотка песка, взятая любознательным Левенгуком из водосточного желоба, положила начало новому направлению в естествознании. Микроскопические коловратки, тихоходки и угрицы, раскрыв некоторые тайны своего существования, сделали первый вклад мира микробов в одну из основных проблем биологии — проблему борьбы со смертью. «Воскрешение из мертвых» из ведения господа бога перешло в сферу эксперимента и объективного изучения.

Человечество сделало еще один шаг по пути познания природы. Впрочем, произошло это далеко не сразу. В споре между богом и людьми микробам предстояло сказать свое веское слово.

Где кончается жизнь

Факт оживления мертвого животного казался слишком невероятным, шел вразрез с господствовавшими тогда представлениями о жизни. Раз тело умерло — значит, из него ушла душа, вернуть ее человек не в силах. И ученые продолжали вести бесплодные споры о том, оживают или не оживают микроскопические животные после высушивания.

В 1860 году, через полтора века после первых работ Левенгука, Парижским биологическим обществом была даже создана специальная комиссия из восьми профессоров, чтобы решить затянувшийся и принявший резкие формы спор между двумя известными экспериментаторами — Дуайтером и Пуше. Были повторены опыты обоих противников и проведено 32 заседания. И вот заключение: коловратки оживают даже в том случае, если их после высушивания полчаса кипятить.

Казалось бы, вопрос решен: стоградусная температура убивает коловраток, а затем они оживают. Но возникало старое возражение: может быть, высушивание и кипячение все-таки не приводят к смерти, а лишь замедляют жизнь? А раз коловратки не были мертвы, то никакого оживления и не происходит. Где граница между жизнью и смертью? Чем отличается живое тело от мертвого? В чем сущность жизни? Решить эти вопросы можно было, только встав на позиции диалектического материализма.

«Жизнь — это способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь…» — писал Фридрих Энгельс.

Итак, критерий отличия живого от мертвого — обмен веществ. Если у высушенных животных происходит хотя бы самый минимальный обмен веществ — значит, они живы, если нет, то мертвы.

Ответить на этот вопрос мог только эксперимент. Особенно наглядными оказались опыты австрийского пастора, члена ордена иезуитов Рама. Его исследования, составившие эпоху в науке, послужили также причиной крушения его духовной карьеры: после опубликования в двадцатых годах нашего века полученных результатов Рама послали миссионером в Перу и Чили, где ему было уже не до науки. Так церковь расправилась с неугодным ей экспериментатором.

У иезуитов была причина негодовать. Их «заблудший брат» добился полной остановки жизни животных (круглых червей, тихоходок, коловраток), а затем воскресил их. Он поместил подопытных животных в трубку и, выкачав из нее воздух до давления 0,1 миллиметра ртутного столба, хранил эту трубку запаянной целый год. Через год все обитатели вакуума были оживлены в течение 23–45 минут. Но ведь в трубке, хотя и в очень незначительном количестве, все-таки присутствовал кислород, вакуум не был абсолютным. Тогда Рам заполнил трубку сухим гелием. Теперь не было никакого сомнения в том, что кислорода нет. И все-таки после четырех месяцев пребывания в такой «атмосфере» коловратки, тихоходки и нематоды ожили. Эксперименты Рама показали, что жизнь высушенных обитателей мха совершенно замирает и останавливается: ведь важнейшая жизненная функция — дыхание — в этих условиях была исключена.

Но Рам пошел дальше. Для большей убедительности он решил как можно сильнее охладить предварительно высушенных животных и поместил их в жидкий воздух, дающий температуру –190 градусов. Более полутора лет провели коловратки и тихоходки в этой страшной ванне. И все же их удалось оживить. Но Раму и этого было мало. Он начал применять в опытах жидкий гелий. Испаряясь, гелий давал температуру от –269 до –271,88 градуса. Животные были оживлены и в этом случае. Именно оживлены, так как говорить о каком-нибудь обмене веществ в организмах, находящихся при температуре почти космического холода, абсолютного нуля, не приходится. Здесь была полная остановка жизни — смерть. Но смерть в такой форме, при которой возможно возвращение к жизни. Это состояние организмов назвали анабиозом.

«Существуют две формы отсутствия жизни, — еще в 1873 году писал профессор Вильгельм Прейер, предложивший этот термин, — живое существо может быть безжизненным и неспособным к жизни, то есть мертвым, или безжизненным, но способным к жизни, то есть анабиотическим».

В те времена такое заключение во многом было умозрительным. Опытами Рама и других ученых анабиозу было дано экспериментальное подтверждение. Анабиоз оказался объективной реальностью.

Это был очень важный вывод, который говорил о том, что в своих экспериментах по высушиванию и замораживанию животных ученые имели дело именно со смертью, а не со скрытой замедленной жизнью. Да, жизнь кончается там, где прекращается обмен веществ.

Смерть — это прекращение, остановка жизненного процесса. Но при этом возможна как полная, так и частичная, временная остановка: перерыв жизни. Разложились, разрушились непоправимо вещества, от которых зависел процесс жизни, и он остановился навсегда. Сохранена в целостности структура, разложения не происходит (допустим, изъята вода), процесс обмена веществ остановился, жизни нет, но остановка эта временная; жизнь снова вернется вместе с водой.

Абсолютная бессмыслица разбирать, а какая еще скрытая, замедленная жизнь оставалась в этом случае, когда ее просто не было. О каком процессе жизни, обмене веществ у тихоходок и коловраток в опытах Рама можно говорить, когда температура их тел практически равнялась абсолютному нулю? Была смерть, но смерть в ее второй форме — полного анабиоза, и было последующее возвращение к жизни.

Вот еще эксперимент, подтверждающий результаты, полученные Рамом.

В 1950 году французский ученый Поль Беккерал снова охладил коловраток почти до абсолютного нуля. И что же? После согревания и насыщения водой они ожили и полностью пришли в нормальное состояние.

Итак, охлаждение простейших организмов не проблема. А как обстоит дело с существами более высокоорганизованными? Могут ли нежные клетки высших организмов переносить то, что легко переносят микробы?

Органы вне организма

Петроград. 1920 год. Плохо с продовольствием. Плохо с топливом. Трудно достать лабораторных животных. А эксперимент не ждет. Ученый думает о будущем, даже когда на фронтах идут бои. Профессору Кравкову нужно выяснить действие различных химических веществ на кровеносные сосуды. Но где найти материал? Решение приходит неожиданно.

В лаборатории под стеклянным колпаком стоит колба. На дне колбы немного воды, а в ее горлышко вставлен человеческий палец. Взяли его от трупа, но палец живет вот уже несколько месяцев. Он реагирует на вещества, сужающие или расширяющие сосуды, его кожа выделяет пот, на пальце растет ноготь.

Так же долго живет и отрезанное ухо кролика.

Правда, для этого собран специальный несложный аппарат, подающий к кровеносным сосудам уха подогретый до температуры тела кролика раствор Рингера.

Во время опытов ученому приходит дерзкая мысль: остановить жизнь этих органов, а затем попробовать «воскресить» их. Возможна ли такая остановка? Если и возможна, то надолго ли?

Конечно, профессору Кравкову известны работы по охлаждению и высушиванию микроорганизмов; они уже стали классическими. Способность микробов к «воскрешению» доказана, и споры времен Пуше и Дуайтера отошли в прошлое.

Но как поведет себя в таких условиях сложная и нежная ткань органов высших организмов? Теоретически ответить на этот вопрос было трудно. Здесь требовались эксперименты. Исследователь приступает к работе.

Двухлетний напряженный труд, и в 1922 году выходит в свет статья Кравкова «Данные и перспективы по оживлению тканей умерших». Описанные в ней эксперименты были столь поразительны, что быстро привлекли к себе внимание не только ученых, но и широкой публики. Вот некоторые из них.

Отрезанное ухо кролика было высушено над серной кислотой до того, что стало похожим на пергамент. В таком виде оно хранилось восемь месяцев. Однако после того, как ухо осторожно размочили и пропустили по сосудам раствор Рингера, обнаружилось, что сосуды живы. Тот же невероятный результат получили и в эксперименте с пальцем. Высушенный до того, что стал твердым, как дерево, палец сохранялся несколько месяцев. И все-таки сосуды удалось оживить. При введении адреналина они сокращались.

Итак, отдельные органы высших организмов частично оживают после почти полного высушивания и, казалось бы, абсолютной смерти. Этому сразу не могли поверить. Опыты профессора Кравкова повторили другие ученые.

Думали, что органы, построенные из более нежных тканей, чем уши кролика и пальцы человека, будут по-другому реагировать на высушивание. Но это было быстро опровергнуто. Советский ученый Морозов в 1927 году вырезал у лягушки сердце и высушил его над серной кислотой. Сердце потеряло 25 процентов веса и в таком состоянии сохранялось 3 часа. Это был кусочек сухой мертвой ткани. Но, размочив сердце и пропустив через него специальные растворы, ученый наблюдал поразительную картину: сердце лягушки билось. Так оно работало в течение нескольких часов.

Не менее удивительных результатов добился в тридцатых годах московский врач Брюхоненко. Ему удалось оживление отсеченной собачьей головы.

Много было поставлено различных экспериментов, и сейчас можно считать доказанным, что почти все ткани и органы обладают способностью к «переживанию» при высушивании. Клетки мозга не утрачивают своей жизнеспособности даже при потере… 95,8 процента воды.

Разрабатывается и проблема охлаждения отдельных органов. Вот один из экспериментов. В 1958 году француз Луи Рэ охладил сердце куриного эмбриона, опустив его в жидкий азот. Сердце стало твердым как камень. После подогрева оно вновь начало биться. Так обстоит дело с отдельными тканями и органами вне организма. Ну, а можно ли оживить целостный организм, сложно устроенный, с нервной и кровеносной системами, имеющий постоянную температуру тела, — организм млекопитающего? Ведь если покорять смерть, так ту, которая уносит людей.

Здесь нам снова придется вернуться к Брюхоненко. И хотя в его опытах полный анабиоз едва ли наблюдался, они очень показательны. Брюхоненко умерщвлял собак, выкачивая кровь, а затем оживлял их. Оживление удавалось даже спустя 40 минут после наступления смерти. У него были собаки, дважды и трижды умиравшие и столько же раз воскресшие. Исследователь так глубоко верил в возможность анабиоза высших организмов, что, как вы помните, советовал не перевозить труп Амундсена, если он будет найден в Арктике, на родину, а предоставить его науке будущего.

Кстати, вот интересный эксперимент, который поставил случай.

Не так давно в Антарктиде был найден склад провианта, оставленный в 1911 году экспедицией капитана Скотта к Южному полюсу. Среди продуктов оказался ящик из стекла, запечатанный воском и содержащий сухие пекарские дрожжи. Полвека пролежал этот ящик в ледяном складе, но дрожжевые грибки удалось легко вернуть к жизни и даже определить их видовой состав.

Конечно, сейчас трудно сказать, возможно ли оживление трупа, пролежавшего во льдах десятки лет. Но очень важно, что исследователь имеет основания говорить о мыслимости такого оживления.

И все-таки Брюхоненко не был первым, кто поверил в возможность полного анабиоза высших организмов. Еще задолго до него другой замечательный русский исследователь, Бахметьев, попытался решить эту же проблему.

Для человечества

В 1898 году профессор Софийского университета Порфирий Иванович Бахметьев перед лекцией по физике просматривал в учебнике биологии таблицу температур тел различных животных. К своему удивлению, он не нашел в этой таблице температуры тела насекомых. Бахметьев решил сам экспериментально определить температуру тела бабочки. По ходу опытов насекомое необходимо было охлаждать.

Однажды бабочка случайно была охлаждена до таких низких температур, что Бахметьев решил: она погибла. Действительно, замороженное насекомое выглядело хрупким и ломким. Вычисления, сопоставления и, наконец, вывод: все соки бабочки превращены в лед. Но вот начинается постепенное оттаивание, и бабочка… оживает.

Этот опыт пробудил мечту вызвать анабиоз не у насекомых, а у высших животных, с постоянной температурой тела.

8 февраля 1912 года Бахметьев после 12 лет упорной работы делает первую попытку заморозить летучую мышь. Но предоставим слово ученому: «Начиная с 2 часов 56 минут падение температуры тела летучей мыши стало быстрее, всякую следующую минуту она была –2,6, –2,8, –3,6, –4,0 градуса… Дальше я не хотел охлаждать мышь, быстро вынул ее из холодной ванны и, развязав, положил ее на стол. Мы все нагнулись над мышью, и стали ее наблюдать. Она на ощупь была твердая и не показывала никаких признаков жизни. Мало-помалу крылья ее стали опускаться, и вдруг в брюшной полости показалось слабое движение: она начала двигаться! В первое время от радости мы не знали, что делать, но вот доктор Бурше вынул, часы и стал наблюдать дыхание…

На другой день мышь дышала нормально и проявляла поползновение улететь. Однако вопрос об анабиозе летучих мышей, этим еще не кончился. Нужно было знать, при какой, собственно, температуре они умирают».

И снова опыты.

Профессор хочет узнать, действительно ли сердце летучей мыши затвердевает и не бьется при температуре ниже –7 градусов. Мыши вскрыли грудную клетку. Сердце оказалось промерзшим и совершенно твердым и, конечно, биться не могло. Но прошло несколько минут, и оно слабо заработало.

Мыши зашили грудную клетку, и животное стало жить.

Кстати сказать, этой мыши через несколько дней по недосмотру лаборанта удалось улететь на свободу. Послужившая науке и побывавшая «на том свете» летучая мышь вернулась в природу.

Итак, анабиоз млекопитающих, пока только летучих мышей, был получен экспериментально. От опытов на летучих мышах профессор Бахметьев решил перейти к опытам с более высокоорганизованными животными. Мысленно он уже видел практическое применение анабиоза. У крестьян зимой нечем кормить скот. Что ж, на зиму коров можно перевести в состояние анабиоза, а весной, когда поднимется трава, «оживить» и выпустить в поле.

Особенно заманчивым казался анабиоз для лечения млекопитающих. Например, возбудитель туберкулеза, палочка Коха, гибнет при температуре –10 градусов. «Лечение от чахотки рогатого скота и даже человека при помощи анабиоза есть только вопрос времени. Если бы этого удалось достичь, в чем я не сомневаюсь, то это было бы большим триумфом науки и великим благодеянием для человечества», — писал Бахметьев в одной из последних своих статей.

Полвека прошло после смерти Порфирия Ивановича Бахметьева. Как же сейчас решается проблема анабиоза? На первый взгляд может показаться, что особых достижений здесь нет.

Коров на зиму не замораживают, а просто обеспечивают кормами. Туберкулез лечат антибиотиками… И тем не менее за это время в изучении и познании смерти было сделано, пожалуй, больше, чем за двести с лишним лет от Левенгука до Бахметьева.

Сейчас идет период выявления и расшифровки самых интимных и тайных процессов, которые происходят в организме, находящемся в анабиотическом состоянии. Изучение физики и химии коллоидных систем, составляющий живую клетку, сочетается с исследованием самого анабиоза. Спячка животных и образование защитных капсул у бактерий оказались явлениями анабиотического характера, приспособлением организмов к перенесению трудных условий. Это не обязательно полный анабиоз — остановка жизни, нет, иногда это просто очень резкое замедление жизненных процессов. Здесь проявляется своеобразная диалектика: при неблагоприятных условиях живой организм до минимума замедляет жизнь или даже переходит к смерти, чтобы спасти жизнь, вернуться к ней, когда это станет возможным.

Советский ученый Петр Юльевич Шмидт разработал и обосновал классификацию форм анабиоза. Другой замечательный исследователь, профессор Владимир Александрович Неговский, впервые в мире оживил человека после видимой клинической смерти (остановка сердца). Сложные операции на сердце теперь часто делают, предварительно охлаждая организм, снижая температуру тела на несколько градусов и тем самым замедляя течение жизненных процессов.

Сейчас, используя охлаждение, удается вернуть к жизни животных (опыты на собаках) даже больше чем через час после наступления смерти от потери крови.

В 1956 году удалось «оживить» крыс, охлажденных до температуры –6 градусов! Конечно, полного анабиоза в этом случае не наблюдалось: смерть была лишь кажущейся, так как обменные процессы в организме, хотя и крайне замедленно, все-таки протекали. Но вот пример полного прекращения жизни.

В марте 1963 года советский биолог Лозина-Лозинский, давно работающий по проблеме анабиоза, в одном из опытов погрузил в жидкий гелий и охладил до температуры –269 градусов 20 гусениц кукурузного мотылька.

Тринадцать из них вернулись к жизни!

А вот результаты эксперимента, поставленного природой. На одном из ледников Памира был найден вмерзший в лед тритон. Как удалось определить по возрасту льда, тритон попал в свою ледяную могилу 5 тысяч лет назад. И все же было решено сделать попытку вернуть животное к жизни даже после столь неимоверно длительного охлаждения. Результаты превзошли все ожидания. Воскресший тритон прожил 12 часов.

А ведь тритон — позвоночное, как и человек!

Смерть отступает. Мощный союз биологии с физикой и химией, оснащенных последними достижениями технических наук (рентген, электронная микроскопия, ультразвук и т. д.), позволяет все ближе подходить к выяснению самых сложнейших механизмов строения органической материи как во время ее жизнедеятельности, так и при анабиозе.

Все это залог того, что мечта Бахметьева — искусственный анабиоз млекопитающих, вплоть до человека, — со временем перестанет быть мечтой. И сейчас даже трудно представить, какие безграничные возможности откроются перед человечеством, научившимся управлять «второй» формой смерти. Это уничтожение всей вредной микрофлоры, попадающей в организм. Это любые наисложнейшие хирургические операции, вплоть до замены «износившихся» органов.

А покорение космоса? Анабиотические ванны для космонавтов, позволяющие переносить страшные перегрузки при космических ускорениях. Свежие запасы продовольствия на космических кораблях: животные в анабиозе. Переселение земной фауны в другие миры. И, наоборот, доставка «невиданных зверей» иных планет на Землю. Это, наконец, покорение времени — возможность вернуться после анабиоза к «новой» жизни через века.

И хотя сейчас все это звучит фантастически, научный фундамент для осуществления такой фантастики уже закладывается.

Советским ученым, например, недавно удалось доказать, что подопытные животные, находясь в состоянии глубокого охлаждения, могут переносить даже 70-кратные перегрузки! Это во много раз больше, чем приходится испытывать космонавтам при взлете космических ракет, и безусловно смертельно при обычном состоянии организма.

Так впервые открытое на микробах явление анабиоза — начнет служить осуществлению самой грандиозной мечты человечества — покорению космоса.

Вот еще один космический эксперимент, проведенный несколько лет назад американскими учеными. Участниками опыта на этот раз были микроорганизмы.

В специальной камере создали условия, которые, как предполагает наука, существуют на Марсе. Давление в 65 миллиметров ртутного столба (на Земле — 760 миллиметров), влажность менее одного процента, атмосфера, состоящая в основном из азота, температура с суточными колебаниями от +25 до –25 градусов. При этих условиях в почву из железистого красного песчаника были поселены земные бактерии, грибки и их споры. 10 месяцев находилась земная микрофлора в «марсианском» климате. И что же?

Оказалось, что многие из подопытных организмов не только не погибли, но даже размножились.

Итак, микробов не страшат даже марсианские условия существования!

Впрочем, это далеко не единственный поразительный факт, установленный в последние годы. Возможность сохранения способности вернуться к жизни после пребывания в самых неподходящих условиях у некоторых микроорганизмов столь велика, что иногда просто отказываешься верить. И тем не менее это факты, и о них нельзя не рассказать.

Из тьмы веков

Помните вопрос, который занимал Генри Беккера еще в XVIII веке, после того как ему удалось оживить угриц, пребывавших 27 лет в засушенном состоянии? Могут ли микроорганизмы вернуться к жизни через 100 лет и более? Беккер надеялся, что на этот вопрос ответят будущие опыты.

Вот результаты одной из работ, проделанных в 1963 году.

Начало же этого эксперимента относится к… 1640 году, когда были высушены и положены на хранение первые образцы почвы, взятой с корней растений. Затем такие пробы брались регулярно через каждые 50 лет вплоть до наших дней.

Результаты исследования оказались очень интересными. Выяснилось, что после 50 лет хранения в почве оставалось 9 видов различных микробов, которых легко удалось вернуть к жизни и выделить в культуры. Однако, чем «старше» были исследуемые пробы, тем меньшее количество микробов возвращалось из небытия к современному существованию. Но посмотрите, что дали количественные подсчеты: при хранении почвы в высушенном состоянии каждые 50–100 лет отмирает лишь 1/10 часть микрофлоры. Следовательно, в сухой почве микроорганизмы могут сохраняться до 1000 лет!

Казалось бы, по сравнению с тритоном, ожившим после пятитысячелетнего ледяного плена, здесь особенно удивляться нечему. А что вы скажете про микробов, оживших через… 350 миллионов лет?! Впрочем, лучше обо всем по порядку.

Каждый знает, что такое обыкновенная поваренная соль. Минерал. Соединение натрия с хлором. У поваренной соли есть, так сказать, родной химический брат — соль калийная. Это тоже минерал, и называется он сильвином. Вот о нем и пойдет речь дальше.

Давно было замечено, что встречающийся в природе сильвин часто бывает окрашен в разные оттенки красно-бурого цвета. Окраской сильвина объясняется и бурый цвет сильвинитов — осадочных горных пород, составленных на четверть из калийной соли.

Итак, окраска сильвина, по общепринятому в науке мнению, обусловливается примесями окислов железа, то есть примесями неорганическими. В отношении же сильвинита (руды) даже в энциклопедии можно прочесть, что порода эта чисто химического происхождения.

Так считал и молодой ученый, старший инженер-исследователь Центральной химической лаборатории Березниковского калийного комбината Николай Чудинов, когда приступал к изучению нерастворимых остатков калийных солей.

Исследование шло своим обычным порядком, пока в дело не вмешался случай. Однажды обстоятельства сложились так, что Чудинов был вынужден временно отвлечься от своих опытов. Когда же он через две недели вернулся в лабораторию, его там ждало нечто поразительное и необъяснимое: бурая шапка всплывших в колбах осадков заметно увеличилась в объеме, выросла.

Но соль и жизнь несовместимы!

Однако микроскоп показывал обратное. Каждая капля соляного раствора кишела микроорганизмами.

Не будем описывать все эксперименты Чудинова, последовавшие за этим первым наблюдением. Их были сотни, но все они приводили к одному заключению: окислы железа не имеют никакого отношения к окраске сильвина. Красно-бурый цвет калийным солям придают замурованные в них организмы, микроскопические водоросли, сохраняющие способность вернуться к жизни через 350 миллионов лет, а иногда, может быть, и того более.

Возникали и исчезали континенты, менялись климаты, шла эволюция: ящеров и птеродактилей сменяли млекопитающие, а могучие папоротники и хвощи превращались в пласты каменного угля, уступая место под солнцем новой флоре. И лишь микроскопические водоросли, впав в анабиоз, стали не подвластны бегу времени. Прошли сотни миллионов лет, и водоросли, перешагнув время и смерть, вновь вернулись к жизни.

Но, может быть, выделенные Чудиновым из сильвинитов микроорганизмы по своей необыкновенной жизнеспособности уникальны и случай этот единственный и неповторимый, что-то вроде научного казуса?

Но вот факты не менее разительные, и касаются они уже другой группы микроорганизмов — бактерий.

Французский микробиолог доктор Домбровский изучал состав микробного населения минеральных источников и от проблем анабиоза был довольно далек. Полный каталог микробов, обитающих в минеральных водах, насчитывал, уже 149 видов, когда в 1958 году Домбровский открыл 150-й, не похожий ни на один из ранее описанных.

Вскоре выяснилось: кроме морфологии, новый вид отличается от всех остальных и тем, что никак не удается установить, откуда, из каких почвенных слоев попадают эти бактерии в минеральный источник.

Знать же это было необходимо, так как новые непрошеные гости грозили основательно загрязнить источник. Шли поиски, и шло время, но загадочные бактерии никак не хотели открывать места своего первоначального обитания.

И вот как-то у Домбровского мелькнула, казалось бы, совершенно дикая мысль: а что, если бактерии выносятся водами источника из глубинных слоев Земли, относящихся к палеозойской эре? Ведь пришлось же ему в 1962 году встретить в воде источника окаменевшую пыльцу хвойных растений, существовавших многие миллионы лет назад.

Значит, прежде чем выйти на поверхность, источник проходит через пласты донных отложений теплого моря, покрывавшего территорию Центральной Европы еще во времена палеозоя. Почему бы и бактериям не происходить оттуда же?

Совершенно невероятная, с точки зрения общепризнанных научных фактов, идея нашла быстрое экспериментальное подтверждение. Столбик грунта из пласта соли, располагавшегося на глубине 209 метров, содержал таких же бактерий, как и те, что встречались в водах источника. Помещенные в питательный бульон, бактерии быстро оживали.

Теперь Домбровский принялся за систематические исследования. Продуманы они были очень тщательно, и от эксперимента к эксперименту отпадали обычно возникающие при подобного рода работах сомнения в чистоте проводимых опытов.

А почему бы, например, не допустить, что бактерии заносятся из верхних слоев почвы самой машиной для взятия образцов? Проверочные опыты с солью, взятой непосредственно из соляных копей, показывают, что это не так и что в ней «обитают» те же бактерии. Но для верности Домбровский изучает и микробное население самой почвы. Здесь искомых организмов не оказывается.

Теперь Домбровский решает расширить географию обследования и запрашивает образцы соли из других стран. И каждый раз в питательном бульоне «воскресает» дотоле похороненная в соляных склепах микрофлора.

Так, соль из Саскачевана (Канада) дала бактерии времен среднего девона, возраст их насчитывал 360 миллионов лет.

Но и их можно назвать молодежью по сравнению с микрофлорой, выделенной из соли, взятой в районе Иркутска. На сей раз воскресли существа, жившие еще в раннем палеозое, 500–600 миллионов лет назад. Факт поразительный!

А если вспомнить, что работы Чудинова и Домбровского — лишь первые серьезно поставленные эксперименты по изучению микрофлоры, извлеченной из тьмы веков, то можно представить, сколько еще не познанных тайн ждет будущих исследователей мира микробов.

Загадка Рио-Верте

Визит Кости

— Говорят, об удивительнейших вещах и событиях часто узнаешь при самых будничных обстоятельствах. Не так ли?

Это были первые слова Кости Смирнова, входившего ко мне в лабораторию. Не виделись мы месяца три (сейчас Костя вернулся из очередного журналистского вояжа), и другой бы на его месте, наверное, все-таки сначала поздоровался.

Но Костя есть Костя, и обижаться на него нельзя. Ясно, что человек чем-то очень увлечен и сейчас ему не до церемоний.

Я указал Косте на стул:

— Сядь и объясни толком.

Вместо ответа Костя достал из портфеля и положил мне на стол довольно солидную пачку листов, написанных на машинке.

— Вот, прочти!

— Нет, ты мне все-таки сначала объясни, в чем дело.

Костя вздохнул, укоризненно покачал головой, потом сел верхом на стул, поставил на спинку кулаки и, уперев в них подбородок, начал говорить, что серьезные люди должны уметь ценить время, что все изложено в рукописи и что ученые, а биологи в первую очередь, сухари и педанты, танцующие от печки и стремящиеся все разложить по полочкам.

Говорил Костя голосом размеренным и скучным, но, не услышав возражений, быстро перешел на свою обычную скороговорку:

— С замечательным человеком встретился, понимаешь. Степан Герасимович Шандыбин. Не биография, а мир приключений, хоть книгу пиши!

Ребенком, до революции, попал в Канаду. Юношей «шукав долі» в Штатах. Был в Южной Америке. Снова работа в Канаде. И вот несколько лет назад добился возвращения на Украину. Сейчас живет на Херсонщине, ведает техникой в крупном совхозе. Механик удивительный и прекрасный рассказчик.

Но записать, как он рассказывает, почти невозможно: обороты у него какие-то особенные, да и французские слова часто вставляет.

Вот здесь самая, удивительная история из тех, что я от него слышал. Записано все точно. Мое лишь название и, так сказать, литературная обработка. (Боюсь, что не в лучшую сторону.) Бери, читай! — Костя положил на стол трубочку рукописи.

Я хотел убрать рукопись в ящик стола, но Костя меня остановил.

— Ты сейчас прочти, — неожиданно сердито потребовал он. И придвинул ко мне рукопись.

— Но я сейчас на работе, у меня нет времени, — попробовал протестовать я, хотя знал Костю и понимал, что это бесполезно.

— У тебя сейчас обеденный перерыв, — резко сказал Костя, показывая на часы.

Возразить было нечего, и я развернул рукопись.

На Рио-Верте (быль)

«Каждый раз, когда я к пяти часам захожу перекусить в бар старого Дика Валоне «Под звездами», я наблюдаю одну и ту же картину. Как только часы над стройкой отбивают последний, пятый, удар, молодой, но уже немного лысеющий гид отодвигает в сторону пустую бутылочку из-под кока-колы и, обращаясь к заполнившим бар туристам, заученно-торжественно провозглашает:

— Леди и джентльмены! Итак, продолжим наш путь. Перед дорогой всего несколько слов. Сразу же за перевалом перед вами откроется изумительная и неповторимая по своей красоте панорама: долина реки Рио-Верте.

Лазурно-голубая лента реки-«оборотня» (так называют Рио-Верте местные жители) делает четыре крутые петли, огибая две горы, поставленные на ее пути капризом природы.

Вы увидите, как, распадаясь на десятки змеек-ручейков, Рио-Верте собирается снова в единое русло, чтобы протиснуться между каменными великанами и их отрогами.

Нежная зелень островов, бирюза реки, серо-красный камень гор, изумрудная лесистая долина и молочно-спокойная прелесть северного неба создают сочетание красок, которого не встретишь нигде в мире.

Расположенные у основания гор ярко-желтые дома рабочих поселков железорудной компании «Айрон Макдональд» делают эту картину еще более впечатляющей и живописной.

Здесь гид обычно переходит на скороговорку и продолжает:

— Рудничные поселки имеют двадцать тысяч жителей. Один муниципалитет. Две школы. Один памятник жертвам обвала 1944 года.

Великие люди здесь не родились. Джозеф Макферсон и мисс Канада из иных мест. С самым замечательным человеком этого края вы уже познакомились. (Гид раскланивается в сторону старого Дика.) У него лучший бар в округе и всегда хорошее настроение.

За стойкой Дик Валоне мягко улыбается и снисходительно пожимает плечами.

Бар пустеет. Я тоже ухожу на рудник, где работаю механиком. Вечерняя смена начинается с половины шестого.

От бара к руднику вниз под гору ведет извилистая, почти отполированная подковами горняцких ботинок тропинка — «Лесенка к звездам».

Шоссе («верхней дорогой»), вихляющим и петляющим по склонам, пользуются в основном туристы-автомобилисты. Ни один горняк, даже «основательно нагрузившись», не станет зря мерить асфальт. По «лесенке к звездам» до рудника ровно двадцать минут хода. На работу поэтому я всегда прихожу точно.

Но сейчас в баре никого нет. Новая партия туристов будет только часам к десяти, а дневная смена шахтеров еще не успела подтянуться.

Появляется Дик. Он ставит на мой столик две рюмки виски и садится напротив.

— Выпьем?

Удивительное дело: я никогда не видел, чтобы Дик пил виски.

— Говорят, ты скоро уезжаешь туда? — спрашивает Дик.

— Да.

— Пойдем ко мне. Надо поговорить.

Странный человек Дик. В поселке болтают, что в молодости он учился в Штатах и даже получил там какую-то ученую степень. Но потом почему-то бросил науку, вернулся на Рио-Верте и открыл на перевале бар. Два его брата погибли во время обвала в 1944 году, но их семьям Дик помогает до сих пор, хотя племянники его выросли и сами работают на руднике. Вообще у Дика со всеми хорошие отношения, и бар его, когда нет туристов, скорее напоминает клуб, чем питейное заведение. Если случается, что Дик выступает судьей в какой-либо дискуссии, возникшей между постоянными клиентами-горняками, чувствуется, что он человек культурный, начитанный и справедливый. Но такое бывает редко. Чаще Дик молчит.

Мы входим в его комнату. Она напоминает что-то среднее между лабораторией и библиотекой. Перед окном на огромном, почти во всю стену, письменном столе ряды штативов с пробирками и батарея колб. На другой стене в стеллажах с застекленными ячейками размещена обширная коллекция минералов и образцов горных пород. Стена напротив сплошь занята книжными шкафами.

Усмотрев зажатое между боковой стороной стола и стеной кресло, я уютно располагаюсь в нем.

— Ты как сегодня, никуда не торопишься? — спрашивает Дик.

— У меня времени хоть до утра, — отвечаю я.

— Это хорошо, что у тебя есть время, — говорит Дик. — Это хорошо. Значит, ты сможешь мне помочь. Пойдем. Поговорим потом.

Ничего не понимая, я поднимаюсь и иду за Диком. Миновав несколько поворотов коридора, мы оказываемся на заднем крыльце бара. В руках у Дика две плетеные корзины с какими-то пузатыми бутылями. Когда он успел их взять с собой, я не заметил. Дик дает мне одну корзину и молча спускается с крыльца. Иду за ним.

Тропинка «путь к звездам» гладкая и удобная, но не для того, чтобы таскать двадцатикилограммовые бутыли. Дик быстро спускается вниз, и я едва успеваю за ним. Наконец, боясь поскользнуться и уронить свою ношу, я сажусь на ближайший камень. Увидев, что я остановился, Дик возвращается назад и садится рядом со мной.

От бара мы отошли недалеко, и отсюда, с горы, нам хорошо видна вся долина Рио-Верте. В свете летнего заката она действительно очень красива. Ярко-желтые пятна домов горняков и впрямь подчеркивают общую гармонию красок. Но спокойствия северного неба я не ощущаю.

Меня тревожит и молчание Дика. Он сидит, как изваяние, подперев голову широкими ладонями, и глядит вниз, на Рио-Верте, тяжелым и грустным взглядом. Проходит минут пять, и я не выдерживаю:

— Куда мы идем, Дик?

Он отвечает не сразу. Он медленно встает, подходит к моей корзине, проверяет, плотно ли в ней держится бутыль, потом берет на плечо свою корзину и как-то устало произносит:

— Пойдем, кончим дело, потом все узнаешь. Ведь ты веришь, что я ничего плохого сделать не могу?

Когда мы спустились к берегу Рио-Верте, солнце уже скрылось за перевалом. Но идем по-прежнему быстро. Часа через полтора мы ушли уже довольно далеко от рудника и оказались в верховьях Рио-Верте. Место это называлось «Семь ключей». Семь родников выходило здесь из-под земли и сливалось в один бурный ручей, который буквально метрах в двухстах от места своего рождения снова исчезал под землей.

Здесь мы остановились. Дик молча взял мою бутыль и, обойдя все семь родников, вылил в них ее содержимое. Кончив эту операцию, он засунул пустую бутыль вместе с корзиной в какую-то расселину между камней и, даже не взглянув на меня, зашагал обратно.

Ничего не понимая, я взял его бутыль и поплелся следом.

Сейчас даже трудно вспомнить, сколько раз мне пришлось спускаться к воде по крутому берегу Рио-Верте и подавать Дику бутыль. Теперь мы несли ее по очереди. Несколько раз мы оставляли берег реки и поднимались в горы к каким-то только Дику ведомым ручейкам. И везде он выплескивал в воду часть жидкости, находящейся в бутыли.

Кругом была кромешная тьма, и я совсем выдохся, когда мы дошли до другого конца долины, к старым шахтам. Здесь в небольшой ручеек Дик вылил остатки жидкости.

За все время этого странного путешествия он не произнес ни слова. Сейчас он присел на камень и закурил. Когда Дик прикуривал, я увидел, как пляшет огонек его зажигалки.

В голову полезли тревожные мысли. Что мы здесь делаем? Что за снадобье таскал я весь вечер и почему его надо было выливать в реку, да еще в разных местах?

Но я решаю пока ни о чем не спрашивать.

— Ну что ж, пойдем, — сказал Дик, бросая окурок.

Поднимаемся мы медленно. Дик ступает тяжело, опустив плечи и понурив голову. Он, видимо, тоже очень устал и выглядит сейчас совсем стариком.

И вот я снова в комнате Дика, в кресле между стеной и письменным столом. Дик пододвигает сигареты и несколько бутылок. Лимонад. Виски. Кока-кола.

— Кури, пей и слушай, — говорит он. — Виски не советую: мозги туманит. Лучше лимонад.

Себе Дик налил виски.

— У каждого человека, — тихо начал он, — рано или поздно наступает момент, когда он должен рассказать кому-то про свою жизнь. В таких случаях люди, бывают откровенны, как на исповеди, и поэтому собеседником их обычно оказывается человек малознакомый. Какой-нибудь случайный попутчик или сосед по больничной койке: в общем тот, с кем больше никогда не встретишься. Видимо, это какой-то психологический закон. — Дик замолчал.

Молчу и я.

— Вот ты горняк, — вдруг говорит Дик. — Возьми и определи, что это такое? — Он вынимает из ящика стола и протягивает мне какую-то круглую вещь размером с яблоко.

Поначалу я подумал, что это яблоко, отлитое из металла. Оно казалось довольно тяжелым и тускло блестело. Присмотревшись внимательно, а главное, ощутив эту вещь в руках, я понял, что ошибся. Это явно не литье. Металлическая штука кажется пористой и скорее напоминает очень тонкую губку.

Дик протягивает мне лупу. Под стеклом при двадцатикратном увеличении я вижу тысячи тысяч тоненьких ниточек, или, точнее, веточек. Изготовить искусственно такую вещь нельзя. Но в то же время она не похожа ни на одну из известных мне природных руд. И все-таки это металл, скорее всего железо, сотканное в неповторимо сложный ажурный клубок.

— Я не знаю, как это сделано, — наконец говорю я, — но это что-то железное.

— Это не что-то железное, а железо само по себе. Оно такое в природе, — спокойно произносит Дик.

Это уже явный бред. Кто-кто, а уж я-то хорошо знаю, как выглядит природная руда. Проработав пять лет механиком транспортеров на рудниках, я насмотрелся на разные руды. Да и нет в природе чистого железа. Оно обязательно имеет кучу разных примесей.

Обо всем этом я говорю Дику.

— Ты не совсем прав, — отвечает Дик. — Все дело в том, что ты работал на рудниках, где добывались руды вулканического происхождения. Когда они образовались, в вулкане кипело, а потом, застыло, конечно, не одно железо. Там есть примеси самых разных элементов: никеля, хрома, титана, ванадия. Вулкан — природа мертвая! — Дик задумчиво замолкает.

Он снова наливает себе виски, но не пьет. Рюмка ставится рядом с металлическим клубком, и теперь Дик смотрит на него сквозь призму стекла и виски. Глядит долго и внимательно. Потом, как будто со стороны, до меня доносится его голос:

— Микробы… Ты знаешь, что такое микробы?

Это окончательно сбивает меня с толку. При чем здесь микробы?

— Микробы — это зараза, — говорю я, чтобы что-то ответить.

— Зараза! — неожиданно вскипает Дик. — Эх, ты! Чему вас учили?!

Дик выпивает виски. Ставит пустую рюмку на прежнее место и начинает говорить быстро, зло и трезво:

— А ты знаешь, что микроорганизмы участвовали в создании каменного угля и нефти и тем самым обеспечили существование цивилизованного общества? Ясно? Мир микробов большой и разный. И не вина микробов, что люди вначале познакомились с той частью представителей этого мира, которые действительно являются заразой. Вот так-то!

— Дик, — мирно говорю я, — при чем здесь микробы?

— То есть как при чем? — быстро отзывается Дик. — Я же микробиолог.

Я смотрю на Дика так, будто вижу его в первый раз. Я мало верил рассказам, что Дик учился в Штатах, и мог в прошлом представить его кем угодно: чемпионом по боксу, капитаном хоккейной команды, пастором в конце концов. Но микробиолог!.. Нет! Такое в моей голове не укладывается, тем более что я даже толком не представляю себе эту профессию.

Вид у меня, по-видимому, довольно глупый, потому что Дик кладет руку мне на колено и как-то сочувствующе-устало говорит:

— Ладно, начнем сначала: сразу это трудно. Так вот я микробиолог. А о том, как случилось, что я стал барменом, ты сейчас узнаешь. Только не перебивай.

Родился я здесь, на Рио-Верте, где, как ты знаешь, каждый новорожденный мужчина — будущий горняк. В том, что я оказался исключением, виноваты скорее не родители, а старшие братья. Это они решили, что я должен получить образование. Вся семья обеспечивала мою учебу в Штатах, и весь поселок знал, что младший Валоне учится в Калифорнийском университете. Я был чем-то вроде символа семейного благополучия. Но не в этом дело. Я стал микробиологом. Получил степень доктора, хорошую работу в Штатах и даже некоторую самостоятельность в постановке экспериментов.

Работал я в области медицинской микробиологии, но в то же время, как микробиолог, знал, что существуют микробы, которые могут извлекать из растворов железо. Таких бактерий много. Их так и называют — железобактерии, но исследованы они очень слабо.

Десять лет я трудился как вол, изучая железобактерии. Сейчас даже трудно вспомнить, сколько срывов и неудач было в этой работе, сколько раз я хотел бросить все: и бактерий и науку, — но в конце концов я добился своего. Я получил новую культуру железобактерий, которой дал имя Лептотрикс Валоне. Это были бактерии, изумительные по скорости роста. В природе существует несколько родов железобактерий, в том числе и Лептотрикс, но ни один из них не мог и никогда не сможет сравниться с Лептотриксом Валоне. То, на что нужны тысячелетия, мои бактерии могли проделать за год.

В их оболочках откладывалось до 93 процентов чистейшего железа, извлекаемого из почвенных растворов, даже если оно там имелось в долях миллиграмма на много литров. К тому же мой Лептотрикс в несколько раз крупнее обычных природных железобактерий.

И тогда я решил, что людям незачем ковыряться под землей, добывая железо. За них это может сделать Лептотрикс Валоне. И 17 лет назад я приехал на Рио-Верте.

У меня было мало денег, но со мной был Лептотрикс Валоне. — Дик замолк.

Я так поражен всем услышанным, что не могу собраться с мыслями. Дик Валоне — микробиолог. Микробы, добывающие железо. Лептотрикс Валоне. Рудники, где работают бактерии. Все это не укладывается в голове, не может совместиться с Диком-барменом, с обычными представлениями о микробах, с затерянным в горах Северной Канады рудничным поселком на Рио-Верте.

Все это кажется слишком невероятным, чтобы быть правдой. Но передо мной лежит железное яблоко. И я начинаю думать: уж не оно ли результат работы микроба, которому Дик дал свое имя? Если это так, то Лептотрикс Валоне действительно существовал, а может быть, существует и сейчас. Тогда почему Дик работает барменом и улыбается этому граммофону-гиду, когда должен быть миллионером?

— Я был хорошим микробиологом, — прерывает мои размышления голос Дика, — но я плохо знал жизнь. Мои старшие братья, куда менее образованные, чем я, значительно лучше разбирались, что к чему и как устроен мир. Довольно быстро они доказали мне, что мои планы — это мечты идеалиста.

Вопрос стоял просто: ты представляешь, сколько появится новых безработных, если вместо шахтеров железо начнут добывать микробы?!

И все-таки я должен был испытать своих микробов в деле. Ведь могло оказаться, что в природе они поведут себя не так, как в лаборатории. К тому же лучшего места жительства для Лептотрикса Валоне, чем Рио-Верте, пожалуй, не найти на всем земном шаре. Ведь она буквально профильтровывается через горы.

Ни одна река не несет в своих водах так много железа, как Рио-Верте. Я проделал сотни анализов и знал это точно. Но так же точно я знал, что долина Рио-Верте принадлежит компании «Айрон Макдональд». Ей принадлежит все: и земля, и воды реки, и рыба в ней; и если окажется, что от бактерий есть польза, то и бактерии.

Пустить Лептотрикс Валоне в Рио-Верте равносильно тому, что подарить его компании. Такой глупости я, конечно, не сделал. Но что-то делать было нужно; я не мог не использовать свое открытие: такова уж натура ученого. Но я не мог и использовать его во вред рабочим.

В общем положение казалось безвыходным.

Прошло два года. Я прекрасно изучил микрофлору Рио-Верте. Нашел я в ней и железобактерий. Это были обычные медлительные и чахлые дети слепой природы, которые не могли идти ни в какое сравнение с моим Лептотриксом Валоне — произведением науки и человеческого гения.

Наступил 1944 год. А 10 января на руднике произошел обвал. Рио-Верте подмыла старые шахты, в которых почти не было руды и где из-за ветхих креплений компания не имела права производить работы. Но железо шло на войну. Компания получала сумасшедшие прибыли и с техникой безопасности не считалась. Ты думаешь, они зря быстро согласились выдать пенсии семьям погибших и соорудили памятники? Нет! Они боялись скандала, боялись потерять военные заказы. А я потерял своих братьев!

Дик умолкает и тянется к бутылке с виски.

— Не надо, Дик, — говорю я.

— Нет, надо! — берет бутылку Дик. — Теперь уже все равно. Но не в этом дело. Короче, несколько лет я был занят одной мыслью: «Неужели я, Homo sapiens, человек разумный, венец творения природы, черт подери, не сумею найти способ помочь людям, которым я могу и обязан помочь!» Кажется, Эйнштейн сказал, что для того, чтобы чего-то достичь, нужно долго думать в одном направлении. И действительно, мысль человека никогда не работает напрасно. По-видимому, где-то в подсознании у меня все время откладывались какие-то крупицы и части будущего плана действий и, наконец, весь план пришел мне в голову сразу целиком и во всех деталях. В общих чертах он был прост. Для его осуществления нужны были время и деньги.

Деньги я достал, продав патент на одно небольшое открытие. А вскоре, купив акции компании, получил право приобрести участок земли на Рио-Верте.

Теперь место, где стоит бар, и низовья реки у старых шахт стали моей собственностью. Так началось выполнение плана. Но мне понадобилось несколько лет предварительной работы, прежде чем я решился выпустить Лептотрикса Валоне в природу. За эти годы я не только изучил строение здешних гор не хуже ведущего геолога компании, но мне удалось разобраться в течениях Рио-Верте, узнать все ее фокусы.

Рио-Верте не зря называют «оборотнем». Течения ее так замысловаты и перепутаны с грунтовыми водами, что разобраться в них мог лишь только такой одержимый человек, как я.

Ты знаешь, иногда Рио-Верте одну и ту же воду несет дважды. Некоторые ее протоки уходят в землю и возвращаются в основное русло выше того места, где они его покинули. Вот так-то! И все же есть место, где после всех коловращений воды реки собираются воедино. Это у старых шахт. Ты понимаешь, что это значит?! — Дик умолк.

— Так, значит, в бутылях были микробы? Значит, Лептотрикс Валоне все-таки попал в Рио-Верте?

— Да, попал, — глухо отвечает Дик. — Именно здесь, у старых шахт, но не сегодня, а десять лет назад.

Теперь я снова ничего не понимаю.

— Десять лет, — продолжает Дик, — я наблюдаю, как миллионы железных веточек живой культуры смываются рекой и уносятся в подземное озеро, образовавшееся на месте старых шахт. Сейчас там уже тысячи тонн железной руды. И какой! В ней девяносто шесть процентов чистейшего железа! Но мало того. Мой микроб оказался даже сильнее, чем я думал. Года четыре назад он вдруг пошел против течения вверх по реке.

Лептотрикс Валоне проложил себе дорогу к главным залежам месторождения «Айрон Макдональд». Я же тебе говорил, что Рио-Верте буквально профильтровывается через горы. Вот в этих-то сумасшедших извилинах подземных течений и поселился Лептотрикс Валоне.

А в старых шахтах под моей землей складывается новое месторождение железа. Ты представляешь, что это значит?

Дик снова замолчал и задумался.

Так вот какое железо находится в старых шахтах! Чистейший металл!

— И ты представляешь, — заговорил Дик, — это было бы неиссякаемое месторождение. Люди забирали бы железо, а микробы наносили новое. И так из года в год… Еще лет шесть — и уже можно было бы начинать разработки. — Дик закуривает, и я опять замечаю, что руки у него дрожат.

Сделав несколько глубоких затяжек, он берет большую стеклянную банку с водой, кладет в нее железное яблоко и ставит передо мной.

Металлический клубок лежит на дне, покрытый бисеринками воздушных пузырьков. Из-за кривизны стенок банки он кажется больше размером, чем на самом деле.

— Смотри! — глухо говорит Дик. И наливает в банку несколько капелек мутноватой жидкости из маленькой колбочки.

Я не замечаю ничего особенного. Капельки растворились в воде и исчезли, только и всего.

Но проходит буквально минута, и я вижу, как железный клубок, мерцавший тусклым блеском, покрывается белым налетом. Тут же с него начинают сползать и падать на дно банки белые хлопья. Еще минута — и я замечаю, что железное яблоко уменьшилось в размерах. Оно тает прямо на глазах. Вскоре на дне остается лишь слой белого пуха, но затем исчезает и он.

Вода в банке абсолютно прозрачна: железного клубка как будто никогда не существовало.

— Вот так уничтожается Лептотрикс Валоне, — говорит Дик. — Я нашел не только бактерий, добывающих железо, но и их врагов. Эти микробы убивают железобактерий, а железо растворяют. Одна капелька — и вот результат. — Дик постучал пальцем по банке с водой. — Их-то мы с тобой и пустили сегодня в реку.

Так вот, значит, что было в бутылях, которые мне пришлось сегодня таскать по берегам Рио-Верте!

В голове у меня полная сумятица. Итак, Дик — микробиолог и создал бактерий, добывающих железо. Он поселил их в Рио-Верте, и теперь у старых шахт складывается месторождение самого чистейшего железа в мире. Но сегодня Дик поселил в реке других микробов, которые должны уничтожить и новые залежи и микробов, их создавших.

Нет, этого не может быть! Не может человек сам, своими руками уничтожить труд своей жизни! Я оторопело смотрю на Дика.

— И новое месторождение железа и право использовать Лептотрикс Валоне я хотел завещать профсоюзу горняков, — тихо произнес Дик, — в этом состояла вторая часть моего плана.

Но что может сделать один человек в нашем мире? — Время великих одиночек прошло. Да и было ли оно?!

Компания оказалась хитрее, чем я думал. Они, оказывается, все время следили за мной. А законы? Законы создают сами компании. Вот так-то! Через два дня сюда прибудут из Штатов двое моих бывших коллег-микробиологов. Но они уже ничего не найдут. — Дик снова постучал пальцем по банке, в которой растворилось железное яблоко.

— Ну вот, теперь ты все знаешь. — Дик встал. — Лептотрикс Валоне не будет работать ни на какую компанию. Но для человечества он не погибнет. Теперь-то я уже знаю, что делать. Еще с полгода я пробуду здесь, пусть они думают, что ничего не случилось, а потом… Впрочем, тебе знать об этом не к чему. Ты выбрался отсюда — и это хорошо!

Дик наливает рюмки.

Мы выпиваем.

— Ну, а теперь иди, — говорит Дик и крепко жмет мне руку. — Иди, тебе отдохнуть надо.

…Тропинка «Путь к звездам» гладкая и удобная. Но идти мне трудно. Я сажусь на камень и думаю, каким сильным нужно быть, чтобы сделать то, что сделал сегодня Дик.

Когда часы над стойкой пробьют десять, гид начнет говорить о долине Рио-Верте. А когда я спущусь вниз, к берегам Верте, Дик Валоне будет улыбаться его заученной шутке о великих людях…

А через несколько месяцев я узнал, что Дик умер от разрыва сердца. Написал мне об этом один из его племянников.»

Пока я читал, Костя что-то записывал в своем блокноте. Казалось, он так увлечен, что не замечает ничего вокруг. Но как только я отложил в сторону последнюю страницу рукописи, Костя вскочил.

— Ну, что ты скажешь? — нетерпеливо спросил он.

— А что ты сам думаешь по этому поводу?

Костя взялся за подбородок.

— Понимаешь, — начал он, — чем я больше думаю над этой историей, тем больше запутываюсь.

Иногда мне кажется, что там, в Канаде, на какой-то речке, под названием Верте, действительно было сделано, а потом уничтожено великое открытие. Ведь не мог же Шандыбин все это придумать! Не такой он человек.

Но чаще история с Диком Валоне напоминает мне другую. Помнишь, до войны в США какой-то изобретатель открыл способ превращения воды в горючее для автомобилей? Зальет в бак обыкновенной воды, подсыплет туда щепотку какого-то порошка — и двигатель работает не хуже, чем на бензине. И испытания были и авторитетные комиссии от военного ведомства. Превращается вода в бензин — и все тут! Но секрета своего изобретатель не выдавал: требовал деньги вперед. А потом вдруг исчез.

И только через 10 лет установили, что никакого открытия не было. Все оказалось ловко подстроенным обманом. Может, и здесь тоже какой-то фокус? Может, этот бармен был сумасшедший? Не знаю, ничего не знаю! Я для того и принес тебе эту историю, чтобы в ней разобраться. Ты же биолог. Ты же должен знать, могут ли микробы есть железо, да и еще таким манером натаскивать целые залежи.

В моей голове, например, такое не укладывается. Вот ты мне объясни, как все это выглядит с точки зрения науки. Не можешь сразу ответить — не отвечай, я все равно вечером зайду к тебе домой.

Последние слова Костя произнес уже у двери. Я не стал его удерживать. Мне действительно нужно было подумать.

Могло ли все это быть?

Ни положительно, ни отрицательно ответить Косте я сразу не мог.

В прочитанной истории, как биолога, меня смущало многое. С одной стороны, она казалась абсолютно невероятной. Микробы, размножающиеся с фантастической скоростью, добывающие железо из растворов и создающие целые залежи. Поверить в такое трудно. Но тут память сразу переносила меня на полтора десятка лет назад, к годам юности.

…Небольшое, затерянное в низкорослых лесах под Вышним Волочком озеро: тихие мелкие заводи с кочками, поросшими мхом и брусникой.

Я здесь на одной из летних практик. Лежу на кочке и рассматриваю сквозь воду обильный рыхлый осадок цвета ржавчины, покрывающий в этом месте дно озера. По внешнему виду он напоминает вату. Я извлекаю свою находку из воды, помещаю на стекло (отмытая фотопластинка) и через лупу вижу переплетение тончайших нитевидных образований желтого цвета, различных оттенков и густоты. Я набираю в пробирку воды из озера и помещаю туда кусочек «ваты». Это проба. Позже я находил странную «вату» и в лесных ручьях, и на болотах, и на речных плесах, где течение реки замедлялось. Проб набралось много. Я уже смутно догадывался, с чем имею дело, но окончательный ответ можно было получить только в лаборатории.

…Лаборатория. Небольшое количество воды с находящимся в ней осадком помещается в пробирку. Не без волнения я прибавляю туда несколько капель раствора железисто-синеродистого калия и соляной кислоты. Почти моментально весь осадок окрашивается в синий цвет.

Все ясно: первоначальный желтый цвет болотной «ваты» объяснялся содержанием в ней большого количества окиси железа.

Так я впервые познакомился с железобактериями.

Да, такие микроорганизмы в природе действительно существуют. Это очень своеобразные и интересные организмы, обладающие весьма примечательным строением и образом жизни. Их палочковидные клетки обычно соединены друг с другом в довольно длинные нити. Каждая такая нить располагается внутри особой трубочки — влагалища. Стенки такого общежития построены из гидрата окиси железа, выделяемого телами самих жильцов.

Их дом — это крепость, в которой железобактериям не страшны никакие враги. Но со временем стенки убежища делаются все более толстыми. Жить в таком железном доме становится трудно: доступ кислорода затрудняется, нарушается нормальный обмен веществ. И тогда бактериальные нити начинают постепенно покидать старые утолщенные части влагалища, медленно выползая из них.

Но бактерии живут, их тела выделяют гидрат окиси железа: к старому дому все время делаются новые пристройки. Так постепенно образуются довольно длинные трубки, в которых бактерии располагаются лишь в самом конце.

Проходит еще какое-то время, и бактериальная нить оставляет свой дом, ставший тяжелым и неудобным. Идет линька. Бактерии выползают в воду и начинают строить новое жилище. Сброшенная железная трубка, теперь уже совсем пустая, падает на дно водоема. Вот из таких пустых, покинутых своими обитателями трубочек и образуется тот рыхлый, цвета охры, похожий на вату осадок, который легко наблюдать в различных водоемах, населенных нитчатыми железобактериями.

Но как быстро идет этот процесс? Могут ли из микроскопических ниточек образоваться залежи железа? Да и каково содержание чистого металла в этих ниточках?

Правда, существуют не только нитчатые железобактерии, есть и просто одиночные формы, хотя нитчатых все-таки больше. И тут в памяти всплывает: большинство нитчатых железобактерий относятся к роду Лептотрикс. Первый представитель этого рода описан Кютцингом в 1843 году, под названием Лептотрикс охрацеа, и ошибочно отнесен к водорослям. Род Лептотрикс насчитывает пять видов. Но есть ли среди них Лептотрикс Валоне?

Вот этого я не помню.

Нет, видно, с наскоку тут не разберешься.

Звоню Косте и прошу вечером ко мне не заезжать: буду занят.

— Понимаю, — отозвался Костя, — будешь копаться в своей библиотеке и консультироваться с друзьями-микробиологами.

Костя всегда был проницательным.

Железобактерии и железо

Можно сказать, что сначала железобактериям не повезло.

Открытая в 1836 году Эренбергом, эта группа микроорганизмов долго оставалась загадкой для микробиологов. Сам автор ничего определенного о найденных им микробах сказать не мог. А через шесть лет, в 1843 году, объявил, что это водоросли.

Так прошло полвека. И трудно сказать, как долго еще пришлось бы числиться железобактериям среди водорослей, если бы ими не заинтересовался замечательный русский микробиолог Сергей Николаевич Виноградский. Он-то и окрестил в 1888 году эту группу микроорганизмов их теперешним именем — железобактерии. Почему?

Сначала несколько слов о самом железе.

Железо — один из наиболее широко распространенных элементов в природе. По количественному содержанию в земной коре (до глубины приблизительно 15 километров) оно занимает третье место, уступая лишь алюминию и кремнию. В породах, из которых состоит эта доступная нашему наблюдению часть земной коры, железо находится как в окисных, так и в закисных соединениях. Чем же отличаются эти два вида соединений? На первый взгляд, казалось бы, отличие их невелико: в закисных соединениях железо двухвалентно, а в окисных оно трехвалентно, но посмотрите, к чему это приводит.

Естественные окисные соединения в воде почти не растворимы, в то время как закисные, например железный шпат, под влиянием свободной углекислоты растворяются довольно легко. Именно в такой форме растворенных закисных соединений и находится железо в воде природных железистых источников. Нетрудно приготовить растворы закисных солей железа и искусственно.

И вот если такие растворы оставить стоять на воздухе, то со временем на дне колб появится рыхлый бурый осадок. Это гидрат окиси железа. Растворы окисляются, двухвалентное закисное железо переходит в трехвалентную окисную форму. Однако в лабораторных условиях, в искусственных растворах без присутствия катализаторов (веществ, ускоряющих течение реакции), процесс этот идет медленно, очень медленно. Гораздо быстрее превращение ионов двухвалентного железа в трехвалентное и образование такого же осадка можно наблюдать дома в бутылке с обыкновенной минеральной водой. Но с еще большей скоростью этот процесс происходит в природе, в естественных водоемах.

Здесь есть свои катализаторы — микроорганизмы. Простой опыт. Добавьте к свежей железистой воде немного карболовой кислоты (убейте микробов), и осадка не образуется, вода останется прозрачной.

Вот этих-то бактерий, ускоряющих реакцию окисления закисных соединений железа, Виноградский и назвал железобактериями.

Но бактерии работают, так сказать, не бесплатно. Реакции, при которых двухвалентное железо переходит в трехвалентное, идут с выделением свободной энергии. А поскольку у железобактерий эта реакция происходит в протоплазме, в самом теле бактерий, то выделившаяся энергия используется для обеспечения жизненных процессов, обмена веществ. Конечный продукт этого обмена — нерастворимая гидроокись железа: трубочки, нити и хлопья, устилающие дно естественных водоемов.

Выяснение способа питания железобактерий и составляло суть одного из открытий Виноградского. Путем многих экспериментов ученый показал, что на Земле обитают организмы, для которых металл служит хлебом насущным.

Особенности жизнедеятельности железобактерий, их способ добывания энергии казались столь разительными, что это далеко не сразу было признано всеми учеными. Спор между сторонниками Виноградского и школой немецкого физиолога Молиша, отрицавшего столь странный способ существования микробов, длился полстолетия.

До начала нашего века оставалось неизученным и строение железобактерий. Пустые трубочки гидрата окиси железа — «оформленные продукты обмена веществ», как их называл Виноградский, — долго оставались источником недоразумений и заблуждений. Почти 100 лет прошло после открытия Эренбергом железобактерий, а исследователи ошибочно принимали безжизненные пустые нити «болотной ваты» за самих бактерий.

Серьезную попытку описать строение и изучить развитие одного из видов рода Лептотрикс предпринял в 1907–1910 годах англичанин Эллис. Вывод его был неожиданным: протоплазма клеток железобактерий бесструктурна и полностью растворима в соляной кислоте.

Ученый повторил ошибку своих предшественников, отождествив вещество пустых влагалищ и появляющиеся в них при высыхании препарата пузырьки воздуха с протоплазмой бактериальных клеток. Подлинных клеток железобактерий Эллис так никогда и не увидал.

Впервые это удалось замечательному советскому микробиологу Холодному. Этот скромный и очень простой в обращении человек обладал даром удивительного экспериментатора, решавшего сложнейшие микробиологические проблемы путем опытов, гениальных по своей простоте.

Вот взята обыкновенная пробка и в нее одним углом вставлено несколько тоненьких покровных стекол. Казалось бы, чего здесь особенного? Но посмотрите, что происходит дальше.

Пробки помещают в аквариумы так, чтобы вставленные в них стекла были погружены в воду. Ее берут из естественных водоемов, и, конечно, в ней обитают самые различные микроорганизмы.

Пройдет некоторое время, и микробы начнут заселять предоставленные им экспериментатором бесплатные квартиры — стеклышки. Теперь остается только вынуть поплавки, снять стекла и под микроскопом изучить их население. Этим и занимался Холодный.

В одном из опытов среди прочих жильцов ученый увидел удивительное микроскопическое деревце. Своим стебельком оно было прикреплено к стеклышку, а его веточки свободно плавали в воде. Но что особенно поразило исследователя, так это на редкость правильное ветвление крохотного «растеньица».

Его стебелек всегда строго разделялся на две веточки, те, в свою очередь, через определенный промежуток делились тоже на две и так далее. К тому же легко было заметить, что и стебелек и ветви представляют собой закрученные спирально ленты. Найденный организм очень заинтересовал ученого. Началось кропотливое и тщательное изучение загадочного деревца. Препарат готовился за препаратом… Опыт следовал за опытом… И лишь после долгих трудов пришла разгадка.

«Деревце» оказалось железобактерией, старой знакомой микробиологов, описанной еще Эренбергом и принятой им за диатомовую водоросль. В течение почти 100 лет ученые сталкивались с обломками этого «деревца», считая их целыми микроорганизмами и относя то к одному, то к другому роду железобактерий. Академик Холодный был первым человеком, увидевшим все «деревце» целиком.

Работа продолжалась, и вскоре выяснилось, что «деревце» — это лишь мертвое образование, построенное из гидрата окиси железа. Сами же бактерии располагаются на концах веточек, и каждая из них представляет собой одну-единственную клетку.

Все «деревце» вырастает также из одной клетки, которая, делясь пополам, дает начало двум новым веточкам, потом каждая делится еще раз, и так далее.

Так была раскрыта одна из тайн железобактерий и положен конец вековым заблуждениям и ошибкам. Открытый 100 лет назад как водоросль, потом долго принимаемый за нитчатую бактерию организм оказался микробом одноклеточным.

Начиная с тридцатых годов нашего века изучение железобактерий, их строения, жизнедеятельности и распространения в природе встало на серьезную научную основу. Особенно много сделал сам Николай Григорьевич Холодный. Он открыл семь новых, дотоле неизвестных науке видов железобактерий. Из них четыре относятся к нитчатым железобактериям из рода Лептотрикс.

И все-таки, «если оценивать итоги более чем столетних исследований группы железобактерий по числу открытых за это время „хороших видов“, — пишет академик Холодный, — то придется признать эти итоги весьма незначительными. Очень скудны также наши сведения о строении и истории развития железобактерий. При описании некоторых форм часто приходится ограничиваться лишь указанием формы и размеров их клеток. О характере питания и дыхания других форм нам пока ничего не известно».

Итак, по свидетельству самого крупного специалиста по железобактериям, эта группа микроорганизмов изучена далеко не достаточно. В одном лишь роде Лептотрикс академик Холодный открыл четыре новых вида.

Но кто может поручиться, что науке уже известны все виды железобактерий и что среди оставшихся неоткрытыми нет того самого, который Дик Валоне назвал своим именем? К тому же в микробиологии принято после видового названия микроба ставить первые буквы, а иногда и полностью фамилию ученого, открывшего новый вид. Иногда фамилия ученого ставится после родового названия, как это и сделал Дик Валоне.

В общем знакомство с историей открытия и изучения группы железобактерий не разрешило моих сомнений.

Оставался невыясненным и другой вопрос: могут ли железобактерии создать залежи железной руды?

Собственно, вопрос состоял даже не в том, могут или не могут. Мысль, что микробы принимают участие в образовании руд, была высказана еще в 1836 году Христианом Эренбергом. Ему тогда был известен только один микроорганизм, обладающий способностью накоплять железо, — Галлионелла ферругинеа, то самое железное деревце, которое впоследствии открыло академику Холодному тайну железобактерий. Ошибочно посчитав этот организм за диатомовую водоросль (их тогда именовали «панцирными инфузориями»), Эренберг полагал, что скорлупки этих «инфузорий», содержащие кремниевую кислоту и окись железа, явились главным материалом, из которого образовались так называемые болотные руды.

Это была первая догадка о геологической роли железобактерий. Однако предположение Эренберга поддержки у современников не нашло. Но через полвека то же мнение высказывает Виноградский. Он пишет: «Колоссальные отложения железных руд, известных под названием болотной, озерной, луговой и тому подобное, по всей вероятности, обязаны своим происхождением деятельности железобактерий». И снова длительный, на десятилетия, спор с Молишем, и снова Виноградский оказывается прав.

Сейчас ни у кого из геологов не вызывает сомнения участие железобактерий в образовании осадочных месторождений железных руд.

Миллионы и миллионы отмерших бактерий вместе с футлярами, содержащими нерастворимый гидрат окиси железа, скапливаются на дне водоемов большими массами. Постепенно они уплотняются и превращаются в железняк. Именно таким путем образовалось наше знаменитое Криворожское месторождение. Железобактерии были создателями огромных (более 10 тысяч квадратных миль) железорудных отложений в районе Великих озер в США.

Вообще бурый железняк — самая распространенная руда. Это я знал. И повторяю, в связи с Костиной историей вопрос состоял не в том, могут или не могут железобактерии создавать железорудные залежи. Могут! Этот процесс идет и в наше время.

Но как быстро? Сколько времени должно пройти, прежде чем на месте озера или болота образуется месторождение железа? Сколько миллионов или биллионов железобактерий должны для этого «лечь костьми»? А как скоро могут делиться железобактерии? Какова скорость их роста? Вот в этих вопросах следовало разобраться.

Прямых наблюдений здесь мало, но все-таки они есть. Вот данные академика Холодного о скорости роста «железного деревца» — Галлионеллы. Каждая клетка (а располагаются они, как вы помните, на вершине веточек) в течение часа выделяла железистый стебелек, длина которого в 30 раз превышает толщину клетки. Диаметр клетки 0,6 микрона. Итак, около 2 микрон в час, всего две тысячных доли миллиметра. Казалось бы, очень мало.

Но вот в начале нашего столетия в тяжелом положении оказался Дрезден. Трубы городского водопровода неожиданно быстро покрылись толстым слоем «ржавчины», и напор воды сильно понизился. Некоторые совсем воду не пропускали. Снабжение большого города водой было нарушено.

Особенно странным было то, что образовавшееся внутри труб вещество не имело ничего общего с обычной ржавчиной, продуктом простого химического взаимодействия металлического железа труб с водой и растворенным в ней кислородом. Мало того, странная ржавчина, забивая трубы, даже не повреждала их внутреннюю поверхность, и черный асфальтовый слой, которым покрывают трубы изнутри, оставался целым.

Загадка разрешилась, когда за дело взялся микробиолог Шорлер.

Как вы догадались, в водопроводе поселились железобактерии. Это были знакомые нам Галлионеллы. И хотя вода дрезденского водопровода содержала всего 0,2–0,3 миллиграмма железа на литр, микроскопические клеточки «железного деревца» за 30 лет своей деятельности покрыли трубы, имевшие в диаметре 10 сантиметров, плотным трехсантиметровым осадком окиси железа. А сколько железных веточек было снесено напором воды?!

Или другой случай. Одна большая бумажная фабрика не могла выпускать белых сортов бумаги, так как содержавшиеся в воде частички гидроокиси железа придавали бумаге желтый оттенок. Виновными оказались железобактерии.

Много неприятностей доставляют железобактерии при эксплуатации артезианских колодцев, часто питающих водопроводы. Один из видов, Гренторикс (близкий родственник Лептотрикса), называют «чумой колодцев». Уже по одному такому титулу можно представить размах деятельности этой железобактерии. Грубо говоря, она очень прожорлива. Правда, почти все микробы отличаются завидным аппетитом. Это легко наблюдать при производственном выращивании дрожжей. За 12 часов порция этих микроскопических грибов, весящая 56 килограммов, поглощает 1500 килограммов питательных веществ, около 27 тысяч литров воды и 765 кубических метров воздуха. Вес грибов за это время увеличивается до 450 килограммов.

Но существуют бактерии, потребляющие за сутки пищи даже в 25–30 раз больше их собственного веса. Если бы человек обладал таким же аппетитом, то за день он съедал бы около… 3 тысяч килограммов.

Но даже среди микроорганизмов железобактерии — чемпионы по прожорливости, для построения каждого грамма своего тела они перерабатывают 464 грамма углекислой закиси железа, переводя ее в окисные соединения.

И все-таки на образование железорудных залежей нужны тысячелетия.

Нет, не могли за 20 лет на Рио-Верте образоваться новые залежи железа! Да, но у Дика Валоне был вид Лептотрикса, неизвестный науке. А что, если он еще более прожорлив, чем другие железобактерии? К тому же в рассказе написано, что это самая быстроразмножающаяся бактерия в мире. Быстро, но как быстро? Обычные железобактерии не отличаются особой скоростью размножения.

Вот живущая в организме человека кишечная палочка, та действительно обладает способностью к необыкновенно быстрому размножению. Каждые 15 минут она удваивает свою численность.

Через час одна бактерия дает 8 потомков, через два их уже 64, а в течение суток число внуков, правнуков и праправнуков достигает трудно вообразимой величины — 4772 триллиона!

Есть ведь некоторые термофильные (теплолюбивые) бактерии, способные размножаться в 10 тысяч раз быстрее кишечной палочки. Их поколения мелькают, как спицы в велосипедном колесе. Каждый миг здесь рождаются все новые и новые потомки. Это и есть, по-видимому, самые плодовитые бактерии на Земле.

А если Лептотрикс Валоне размножался с такой же или пусть даже несколько меньшей скоростью, тогда… Тогда все, что написал Костя, действительно могло случиться. Теоретически выходит, что да.

Вот случай из практики.

Очень часто в почвенных водах, питающих водопроводы, есть марганец. Он служит некоторым железобактериям (в том числе из рода Лептотрикс) такой же пищей, как и железо. В их домиках-трубочках откладываются оба эти элемента.

И еще в 1926 году в одном из крупных немецких городов микробиологи предложили и разработали очень остроумный способ. Им удалось избавиться от марганца в воде и не дать возможности железобактериям селиться в трубах. Прежде чем направить воду в водопровод, ее пропустили через большие песчаные фильтры, заселенные активной культурой железобактерий.

Дальше все происходило просто. Поселившиеся в фильтрах бактерии извлекали из воды весь марганец, и развитие их сородичей в водопроводных трубах стало невозможным из-за отсутствия пищи — закиси марганца.

А чем это не способ добывания марганца из естественных вод? И почему бы таким путем не добывать и железо?!

Итак, данные микробиологии дают основание думать, что история на Рио-Верте не вымышленная.

И все-таки, хотя никаких серьезных «против» я не видел, казалось невероятным, что микробы могут добывать железо и буквально на наших глазах создавать новые рудные залежи.

В этом я честно сознался Косте, когда он ко мне пришел. Он выслушал меня внимательно, а потом достал из кармана какую-то круглую вещь и положил ее на стол. Это было «железное яблоко».

— Шандыбин прислал, — сказал он.

Взяв лупу, я быстро убедился, что железный клубок выглядит действительно таким, как его описал Костя. Тысячи металлических веточек переплелись в самых невероятных направлениях, создав ажурную и в то же время прочную и плотную конструкцию.

— Блестящий образец болотной руды, — так определил один из специалистов, которому я несколько позже продемонстрировал эту вещь. — Но почему такое высокое содержание металла, ведь обычно болотная и луговая руды имеют от сорока до семидесяти процентов железа?

Вот, собственно, все о загадке Рио-Верте.

Я так и не знаю, почему в «железном яблоке» содержание чистого железа выше, чем в обычных рудах осадочного происхождения. Не знаю я и как объяснить, что прибыла эта руда из мест, где встречается только железо вулканического происхождения, а люди, может быть, даже никогда в жизни и не видели настоящего болота. Не ясно мне до сих пор и насколько достоверна сама история происхождения «железного яблока». Однажды мне даже подумалось: «А не сочинил ли всю эту историю сам Костя, поскольку он на такие вещи способен?»

Но одно я знаю твердо. Много удивительных и неожиданных открытий ждет будущих исследователей, которые займутся изучением железобактерий, как, впрочем, и других проблем микробиологии и биогеохимии.

Многообразие микроорганизмов на Земле огромно. Одних только грибов до 80 тысяч, и большинство из них микроскопические. Науке известны 1000 видов актиномицетов и многих других микробов и вирусов. И это не предел великого многообразия форм мира микробов. В природе обитают еще многие и многие неизвестные науке микроорганизмы, а мы лишь подозреваем об их существовании, так как не научились культивировать их в условиях лабораторий.

И кто знает, может, среди них существуют и железобактерии, подобные тем, которые здесь фигурировали под именем Лептотрикса Валоне.

К тому же в пользу Лептотрикса Валоне говорит и деятельность родственников железобактерий — микроорганизмов других видов. Ведь микробы «приложили руку» не только при создании залежей железных руд.

Они едят… серу

Все месторождения серы, как считают геологи, можно подразделить на две категории: осадочные и вулканические. Представив себе грандиозную картину извержения вулканов и вспомнив, сколь часто они случались, когда наша планета находилась еще в младенческом возрасте, можно решить, что львиная доля мировых запасов серы имеет происхождение вулканическое.

Однако это не так. Циклопической деятельности сил мертвой природы в образовании месторождений серы противопоставили свой ежесекундный, никогда не прекращающийся труд микроскопические серобактерии — и они выиграли соревнование. Производительность труда микробов оказалась в десятки раз выше, чем грозных вулканов. Сейчас подсчитано, что 90 процентов мировых запасов серы заключают осадочные месторождения, обязанные своим происхождением серобактериям.

Сырьем для этого гигантского производства служит сероводород — газ, по природе своей весьма нестойкий. Его водород все время стремится отделиться, отколоться от серы. Но это ему удается, только если какое-то другое вещество перетянет к себе непоседу. И там, где такие вещества есть, перенос водорода ускоряют серобактерии.

По своей морфологии группа серобактерий довольно-таки неоднородна. Здесь шарики (кокки), палочки (бактерии), нити. К семье серобактерий принадлежит и самый крупный из известных микроорганизмов — так называемая нитчатая беггиота, состоящая из длинной цепи клеток и достигающая порой сантиметра в длину.

Различаются серобактерии и по цвету. Одни из них пурпурные и зеленые, в то время как другие бесцветны. Окрашенные серобактерии анаэробы: кислород не только им не нужен, а даже вреден. Но им обязательно необходим свет. А бесцветные серобактерии отлично обитают в темноте, но не могут существовать без кислорода.

Однако микробиологи эту, казалось бы, разношерстную компанию объединяют в единую группу, поскольку все серобактерии в качестве основного или дополнительного источника энергии используют окисление серы. Под микроскопом видно, что клетки этих микробов набиты капельками серы.

Серобактерии окисляют сероводород: водород связывается с кислородом, а сера оказывается свободной. Выделяемая при такой реакции энергия используется бактериями для поддержания жизни, к тому же и сама сера отнюдь еще не зола, хотя и образовалась в результате окисления. Это запасное топливо. Когда бактериям не будет хватать сероводорода, они сожгут и серу, соединят ее с кислородом и водой и изготовят серную кислоту. Но сероводорода, как правило, в природе достаточно, и серобактерии умирают, так и не использовав своих запасов серы. Вот из этих бесчисленных трупов, начиненных капельками серы, и складываются сотни тысяч и миллионы тонн драгоценного химического сырья.

Процесс этот идет постоянно и в таких огромных масштабах, что, как мы видим, с его грандиозностью не сравнима даже деятельность вулканов.

Образуются залежи серы и в наше время. Вот один из примеров. Есть в Куйбышевской области озеро. Называется оно Серное, так как питается водой минеральных источников, содержащей в каждом литре 83–85 миллиграммов сероводорода. Отложение молекулярной серы из этих вод происходит столь энергично, что во времена Петра I оседающую на дне озера серу собирали и использовали для производства пороха.

Предпринятое в 1957–1959 годах микробиологом Ивановым обследование Серного озера и проведенные при этом опыты позволили установить, что каждые сутки в озере откладывается около 120 килограммов чистейшей молекулярной серы. А ведь за год это составляет уже более 43 тонн!

Образование нового месторождения серы идет буквально на глазах, и его биогенное происхождение не может вызвать сомнения. Ну, а как быть с месторождениями, сформировавшимися многие века назад? Можно ли установить, кому, микробам или вулканам, оно обязано своим происхождением? Вопрос этот непраздный и для геологов очень важный.

Здесь, как и во многих случаях, на помощь геологам приходят микробиологи, правда, заручившись предварительно последними достижениями атомной физики.

Как известно, в природе сера встречается в основном в виде смеси двух изотопов с атомными весами 32 и 34. Было установлено, что бактерии предпочитают иметь дело с более легкой серой, а значит, и в месторождениях бактериального происхождения соотношение S^32/S^34 будет в пользу первого изотопа. Для серы же, образовавшейся — без участия бактерий, соотношение изотопов иное. Именно таким путем в 1954 году американские микробиологи определили происхождение богатейших залежей серы на побережье Мексиканского залива. Впрочем, это далеко не первый и не единственный случай, когда изучение микроорганизмов привлекалось для решения геологических проблем.

В последнее десятилетие на грани микробиологии и геологии сложилось самостоятельное направление, получившее название геологической микробиологии. Уже первые шаги этой новой дисциплины столь многообещающи, что о них нельзя умолчать.

Живые свидетели

Казалось бы, поиски новых месторождений, хотя бы той же нефти, — дело геологов. Именно для этого и существует геологическая разведка. Каждый день в сотнях мест нашей страны на очередные метры в глубь земли уходят буры разведочных скважин.

Но из этого, увы, не следует, что каждая скважина даст в будущем нефть. Поиски ее нелегки. Как ни принимай во внимание геологическое строение местности, как ни старайся проникнуть мысленным взором в расположение залегающих пластов, но без ошибок здесь не обойтись. А каждая ошибка, каждая зря пробуренная скважина — десятки и сотни тысяч рублей.

И конечно, любой новый способ, позволяющий предсказать наличие или отсутствие в районе залежей нефти или хотя бы выявить «подозрительные» по нефти районы, — это великое подспорье для геологов. Сами геологи, одновременно с геохимическими и сейсмическими методами, когда учитываются геологические особенности района, пользуются и так называемым газовым методом.

Обычно нефтяной газ, понемногу просачиваясь вверх, в конечном итоге попадает в почву и грунтовые воды. Так из земных недр выдается на-гора визитная карточка нефти.

Было замечено, что количество углеводородных газов в поверхностных слоях земли меняется в зависимости от сезона. Сезонность многих явлений — верный признак того, что в них принимают участие живые существа. В работу включились микробиологи, и вскоре удалось установить, что виновники таких изменений — микробы. Выяснилось и другое весьма важное обстоятельство. Оказалось, что углеводородные бактерии умеют находить и использовать самые ничтожные количества газа, которые невозможно зарегистрировать при помощи химического анализа.

Дальнейшее изучение закономерностей распределения в подпочвенных горизонтах бактерий, окисляющих газообразные углеводороды, послужило основой для разработки методов микробиологической разведки нефтяных и газовых месторождений. Особенно много в этом направлении сделали советские микробиологи Кузнецов и Могилевский.

Микробиологический анализ грунта или воды при разведке нефти и газа по способу Могилевского несложен. Из ручьев и скважин берутся пробы воды и вносятся в небольшие стаканчики с так называемой минеральной питательной средой Мюнца. Стаканчики помещаются под стеклянный колокол в атмосферу воздуха и метана. После двухнедельного пребывания исследуемых проб в термостате остается определить интенсивность развития бактерий в отдельных пробах и нанести данные на карту. Район, где интенсивность развития индикаторных микроорганизмов выше обычной нормы, следует считать «подозрительным» по нефти или газу.

Применение методов микробиологической разведки с поисковой целью было начато в нашей стране в 1943 году, а к 1953 году обследованная территория составляла более 500 тысяч квадратных километров. В 16 случаях в пределах районов, которые, по данным микробиологической разведки, казались подозрительными, проводилось бурение скважин.

И вот результат. Десять раз микробы точно определили наличие промышленных залежей нефти и газа; еще в трех случаях прогноз микробиологической разведки оказался также верным, но залежи не имели промышленного значения; в трех случаях предсказания микробиологов не сбылись. Однако ни на одной из площадей, где, по данным микробиологической разведки, не следовало производить поиск, при бурении не было обнаружено даже признаков нефти или газа.

Так микробиология вторглась, казалось бы, в святая святых деятельности геологов — разведку полезных ископаемых.

Сейчас становится ясным, что так можно искать не только нефтяные залежи, не исключена и возможность создания метода микробиологической разведки даже цветных металлов. Ведь многие месторождения цветных металлов представлены в виде сульфидных руд, то есть нерастворимых соединений серы с металлами, а значит, им должны сопутствовать и свои специфические виды серобактерий. И действительно, советские микробиологи Краморенко, Призренова и Тебенькова, изучая в 1959 году микрофлору молибденового месторождения Шалгия в Казахстане, нашли серобактерии в отложениях над рудным телом.

Сейчас во Всесоюзном геологическом институте ведутся исследования по созданию метода микробиологического поиска месторождений цветных металлов. Об окончательных результатах говорить рано, но нет сомнения, что пройдет какое-то время, и микробы-разведчики приведут человека к новым кладовым сокровищницы земных недр.

Однако роль помощников при поисках новых залежей ископаемых — это не единственная «должность», которую отводят микробам ученые, разрабатывающие проблемы геологической микробиологии.

Немалое значение приобретает деятельность микроорганизмов и в процессе самой эксплуатации месторождений. Во всяком случае, первые попытки в этом направлении уже сделаны.

Микробы спускаются в скважину

Мы уже как-то говорили, что нет на земле такой среды, где бы не обитали микроорганизмы. Не представляет собою исключения и нефть. Существуют даже гипотезы, что сама нефть имеет биогенное происхождение, то есть является продуктом жизнедеятельности микроорганизмов. Гипотез таких ни много ни мало восемь, и все-таки среди них нет ни одной, которая была бы в достаточной степени обоснована фактическим материалом и выглядела достоверной. Однако несомненно, что в нефтяных месторождениях широко распространены бактерии, способные разрушать нефть с образованием газообразных продуктов.

В 1946 году американский микробиолог Зобелл взял патент на способ, увеличивающий добычу нефти с помощью особых культур бактерий. Лабораторные опыты привели его к заключению, что введение в нефтяную скважину этих микробов даст положительные результаты. Прежде всего выделение бактериями углекислоты расширит поры известковых пород, в которых залегает нефть, и тем самым облегчит ее добычу: увеличению подвижности нефти должны способствовать растворившиеся в ней газы. А самое главное — деятельность бактерий увеличит содержание низкомолекулярных фракций, более простых и легких. Все, казалось бы, хорошо. Лабораторные опыты проведены, соответствующие культуры выделены и размножены в достаточных количествах, патент взят. Однако полевые опыты опровергли все выводы ученого. От деятельности микробов в пробирке до их поведения в природе оказалась дистанция огромного размера.

Не принесли успеха и попытки других исследователей, пробовавших идти тем же путем. Так, нереализованным остался и патент американца Сандерсона (1953 год), изменившего набор бактериальных культур, вводимых в нефтяной пласт.

Однако поиски продолжались.

Советские микробиологи обратили внимание на то, что разложение тормозится из-за нехватки в нефти некоторых продуктов, обеспечивающих активное развитие микробов.

Член-корреспондент Академии наук СССР Сергей Иванович Кузнецов решил в ходе эксперимента подкормить микробов отходами пищевой промышленности.

Полевые опыты проводились на нефтяном промысле в Серноводске. В пласт на глубину около 1000 метров закачали 54 кубических метра микробной культуры и скважину законсервировали на шесть месяцев. Предполагалось, что за это время бактерии, размножившись и использовав введенную вместе с ними подкормку из пищевых отходов, приступят к разрушению серноводской нефти, имеющей, кстати, очень большую вязкость.

И действительно, когда скважину вскрыли, то оказалось, что газа стало больше, давление в пласте увеличилось, повысилась и добыча нефти.

Бактериологический анализ пластовой воды показал, что в ней присутствуют бактерии, которые были введены в начале опыта. И они работали! Содержание азота стало 35 процентов по сравнению с исходными 20 процентами, количество углекислоты и пропана повысилось, а метана стало меньше. Однако общая вязкость нефти возросла.

Да, бактерии работали, но они делали не то, чего от них ожидал человек: вместо разрушения тяжелых фракций нефти микробы ускоряли распад ее легких компонентов.

И все-таки это был успех! Исследования продолжаются. И хотя привлечение микробов к эксплуатации нефтяных залежей — вопрос будущего, нет сомнения, что оно не за горами.

Первенец биометаллургии

У него пышное имя, напоминающее титул средневекового гранда и указывающее на родство с «весьма знатными семействами».

Зовут его Тиобациллус феррооксиданс. «Тиобациллус» говорит о принадлежности к серобактериям, как мы видели, весьма активно изменяющим соединения серы. «Феррооксиданс» означает «окисляющий железо» и свидетельствует о способности получать энергию, как автотрофная железобактерия.

Для науки он родился сравнительно недавно, в 1947 году. И микробиологи потом долго удивлялись, как могло случиться, что эта бактерия раньше не попала под их микроскопы и не знала своего места в соответствующих каталогах. Удивлялись потому, что теперь этот микроорганизм обнаруживали во все новых и новых местах — в США и Дании, в Шотландии и Мексике, у нас в Донбассе и на Урале.

Широкое распространение Тиобациллус феррооксиданс в угле и сульфидных рудах послужило основанием для изучения его окислительной деятельности непосредственно в месторождениях. И вот к чему это привело.

Мексика. Медные рудники, месторождение Кананеа. Здесь за несколько лет около шахт скопились огромные отвалы пустой отработанной породы, 40 миллионов тонн. Однако, строго говоря, считать породу в отвалах совершенно пустой неверно, так как в ней содержится 0,2 процента меди.

Это мало, очень мало. А способы извлечения меди слишком дороги, чтобы стоило возиться со столь нищей рудой. И все-таки 40 миллионов тонн даже такой руды — это 80 тысяч тонн одного из самых дорогих металлов. Решено было пропустить через отвалы воду. Прошедшая сквозь породу вода собиралась в подземные резервуары, а там путем простой обменной реакции с железом из нее выделялась чистая медь. Так ежемесячно стали получать дополнительно 650 тонн меди.

В чем же суть этого вроде бы несложного приема? Что происходит в воде, когда она идет через руду? Ведь медь там находится в соединениях нерастворимых?

Здесь на благо человека работает Тиобациллус феррооксиданс, поселившийся в нищей руде. Именно он переводит нерастворимые соединения меди в медный купорос, который легко уносится водой. Теперь уже каждый литр воды несет 3 грамма меди. А дальше элементарная школьная реакция медного купороса с железом — и на специальных пластинах осаждается чистейшая медь.

Так можно добывать медь не только из бедных металлом отвалов отработанных руд, но и прямо в самих Шахтах. В США в одном из рудников штата Аризона за полгода было извлечено 29 процентов всех запасов меди, причем ее содержание в растворе достигало почти 10 граммов на каждый литр.

Работает Тиобациллус феррооксиданс и у нас на Урале. Здесь при Дегтярском руднике существует целый завод «Гидромедь». В нем рудничные воды оставляют медь, собранную трудами бактерий. Такая же установка создана на Красногвардейском месторождении. Заинтересовался новым методом извлечения меди и Кировоградский медеплавильный комбинат, в огромных отвалах которого содержатся десятки тысяч тонн меди. Кстати, при добыче руды всегда бывают потери, величина которых колеблется от 5 до 20 процентов, в зависимости от системы разработки. По обследованиям Аглицкого и Дынькиной, запасы меди в оставленной руде измеряются тысячами тонн. И единственный способ их заполучить — привлечь к работе Тиобациллус феррооксиданс, первенца биометаллургии. У биологического способа извлечения металлов из руд перед всеми остальными системами разработки есть всегда то преимущество, что микробы не нуждаются в специальном оборудовании. Необходимы лишь резервуары для сбора готовой продукции. Производственные процессы микробы переносят под землю, в природные условия, освобождая человека от строительства шахт или удаления большой массы верхних пластов земли, как это делается при открытых разработках залежей.

Итак, будущее за биометаллургией — добычей металла без доменных и медеплавильных печей, производством, где основной «рабочей силой» будут микробы.

Вспомните, каким широким фронтом идет в последние годы привлечение в геологию микроорганизмов. Микробы — разведчики недр, микробы, добывающие нефть, и, наконец, уже ставший знаменитым Тиобациллус феррооксиданс.

И здесь мне снова вспоминается история железного яблока, послужившего причиной написания этого очерка. Теперь она не кажется мне уже столь невероятной. Много, очень много тайн хранит мир микробов! Геологическая микробиология делает лишь первые шаги, а одно удивительное открытие следует за другим.

Прошло не так много времени с тех пор, как было установлено, что бактерии «умеют взвешивать» изотопы (вспомните серобактерий), отличая их один от другого, а американцы уже предлагают использовать это свойство для отделения тяжелой воды, где водород заменен дейтерием, от обычной.

В Югославии обнаружили микроорганизмов, обитающих в урановой руде, и сообщили, что надеются использовать их для ускорения процесса выделения из нее чистого урана.

Все чаще можно слышать о зарождении новой геологии — геологии созидающей. И если прежде геологи разведывали природные месторождения ископаемых, то теперь речь идет и о том, чтобы создавать их самим.

Опубликован план создания в Кулундинской степи залежей ценных минеральных солей, причем их ежегодная добыча составит миллионы тонн.

В другом случае новое месторождение предполагается получить, использовав для этого искусственно вызванное извержение вулкана.

Не будет ничего удивительного, если к созданию новых месторождений привлекут и микробов, поскольку многие из них, как известно, в природе именно этим и занимаются.

Когда отступает фантастика

Что такое фантастика?

Фантастика. А что такое фантастика? Нечто невероятное? Да. Но насколько невероятное и для кого?

Великий фантаст Уэллс считал план электрификации России абсолютно фантастичным, но тогда же Владимир Ильич Ленин, а с ним и миллионы советских людей верили в непреложную реальность этого плана.

Во времена, когда в небо поднимались первые, похожие на летающие этажерки самолеты, казалось совершенно невероятным, что когда-либо будут построены космические корабли. Но калужский учитель Циолковский, создавший проект космической ракеты, не видел в том ни грана фантастики. Он знал, что наука и человечество дойдут в своем развитии до освоения космоса.

Несомненной реальностью будущего считал проекты своих летательных аппаратов и Леонардо да Винчи. Кстати, построенный недавно американскими инженерами по рисункам Леонардо да Винчи планер отличается высокими летными качествами.

Конечно, не всегда прогнозы науки столь долгосрочны и не все ученые прозорливы, как Леонардо да Винчи или Циолковский, но все они, хотя и имеют дело с фактами и явлениями конкретной действительности, в той или иной степени фантасты.

Спросите любого исследователя, какие эксперименты он поставит через год или два, и вы убедитесь, что, оговорив несколько «если», он свою будущую, еще не существующую в действительности работу воспринимает как абсолютную реальность. Он верит, что так будет. И пусть потом не все получится, как предполагалось (что чаще всего и случается), но это своеобразное «смещение во времени» в мышлении исследователя — обязательное условие научного поиска.

А если говорить о науке нашего века, то даже когда такой «разрыв во времени» измеряется годами, а не десятилетиями, становится все труднее найти грань между научным предвидением, фантастикой и последними достижениями науки.

Впрочем, судите об этом сами.

…Был самый обычный будничный день. Настолько обычный, что возникший на лабораторной конференции спор между мной и моим старым другом и коллегой даже не вызвал удивления у остальных сотрудников. Всем было известно, что у нас есть закоренелые теоретические разногласия, и, кроме того, на этот раз, по мнению некоторых, мы залезли слишком глубоко. В общем ничем не примечательная ситуация, с которой можно встретиться в любой лаборатории любого научно-исследовательского института.

По окончании рабочего дня мы с Дмитрием Владимировичем остались в лаборатории вдвоем.

Мерно урчали и через каждые восемь-девять минут мигали лампами терморегуляторов термостаты, тихо булькала оставленная кем-то на ночь промывка препаратов, мягко гудела вентиляция в рентгеновской комнате. Мы продолжали спорить. И вот, когда академические рамки спора были отброшены и под угрозой оказались даже границы вежливости, Дмитрий Владимирович хлопнул ладонью по столу и сказал:

— Ну вот, хотя бы в принципе это нужно проверить в ближайшие недели! Иначе мы поссоримся по-настоящему. Давай-ка продумаем схему опытов.

Дальнейшее мирное обсуждение будущих экспериментов приводит к грустному выводу: «Нет, пока сделать ничего нельзя. Вот если бы!..» Этих «если» много: тут «не потянет прибор», здесь «пока невозможно отделить одно от другого», там, «как ни крути, не хватит материала», и так далее и тому подобное.

Мы молча курили.

— А ведь лет этак через пятьдесят-семьдесят все это будет легко решить, — задумчиво говорит Дмитрий Владимирович.

— Мало того, дальше пойдут и даже производство наладят. Я даже представляю, как и где, — отзываюсь я.

— Там и твой «Кирлиан» работать будет?

— Да! И не только «Кирлиан».

— Вот тогда-то я тебе и докажу, что сегодня ты был не прав, — серьезно заключает Дмитрий Владимирович.

Так сместилось время. «Тогда» вошло в нашу лабораторию, как абсолютно несомненная реальность. И даже такой парадокс времени, что мы сами в этом «тогда» предстали помолодевшими, не вызвал у нас никакого удивления.

Год 2064-й

Когда я вошел в лабораторию, Димка был на месте. Он, не отрываясь от микроскопа, постучал пальцем по зажигалке, лежащей на пачке сигарет, и ничего не сказал.

В переводе с языка жестов это значит: «Показания приборов проверены, ОВЗ работает нормально. Занимайся своим делом».

И все-таки, как только закуриваю я, Димка закуривает тоже… Вижу, что настроение у него прескверное: Димка редко нарушает старое правило, запрещающее курить в микробиологической лаборатории. Сейчас же около его микроскопа стоит крышка от чашки Петри, наполненная недокуренными сигаретами. Что ж, у меня у самого настроение не лучше!

Пять лет мы вместе проучились. Десять лет вместе проработали. И вот вчера окончательно поняли, что наши взгляды и подходы к одной из кардинальнейших проблем микробиологии совершенно несовместимы. Стало ясно, что невозможна и дальнейшая совместная работа.

И надо же было случиться этому как раз здесь, на ОВЗ!

Сейчас и завод и лаборатория автоматизированы до предела, рукам человеческим тут делать нечего, если, конечно, не считать ежегодной проверки и наладки автоматов. Два последних контролера-испытателя — это я и Димка. В нашем распоряжении изумительная новейшая техника, теперь только и работать.

Я оглядываюсь на Димку.

Он сидит за пультом перед широким полукольцом автоматов — анализаторов, ультрацентрифуг и микробиологических комбайнов. Это его место микробиолога-биохимика. На пульте стоит старый микроскоп МБИ-11 (образца 1961 года). Это Димкина странность. Будучи высоко эрудированным ученым и хорошо зная современную технику, Димка любит старинные приборы.

Кончив курить, я направляюсь в свой «биофизический» угол лаборатории к высокочастотным и ультразвуковым генераторам, рентгеновскому аппарату и счетно-решающим машинам.

Чтобы как-то отвлечься от вчерашнего разговора, решаю проверить «Кирлиана».

Высокочастотный полувакуумный стереоскопический микроскоп — последняя новинка нашей техники, и меня он восхищает. На его огромном, почти во всю стену экране можно наблюдать живые клетки с увеличением от 400 до 400 тысяч раз. Даже не верится, что каких-нибудь 100 лет назад люди лишь впервые узнали, что токи высокой частоты, проходя через живую ткань и взаимодействуя с биотоками, дают видимые биоэнергетические картины. Тогда наткнувшийся на это явление краснодарский механик Кирлиан предложил «новый способ фотографирования при помощи высокочастотного поля».

Фотографировал он листья растений. Недавно Димка, страстный знаток истории биологии, показывал мне эти фотографии в старинном журнале. На них листочек крапивы весь, как белым войлоком, покрыт маленькими «факелами» излучений. Что это за «факелы», термин Кирлиана, в то время еще не знали: физическая природа явления была неясна. А о высокочастотных микроскопах тогда только мечтали. Вообще непонятно, как они работали.

Ведь чтобы увидеть что-то с увеличением более 2 тысяч раз, нужно было пользоваться электронным микроскопом, в который нельзя наблюдать живое: убитые фиксацией и поджаренные в пучке электронов препараты давали лишь бледное отображение действительно существующих структур. Удивительно, как тогда ученым удалось все-таки в общем верно разобраться в строении живой клетки.

Но я не могу не думать о Димке.

Я знаю, что Димка — человек увлекающийся и спорные идеи и гипотезы — его стихия. Чтобы что-то доказать или опровергнуть, он может работать как зверь. Но тот же Димка — прекрасный экспериментатор — становится брюзжащим и ленивым, когда работа почти закончена. Он не любит «доводить» открытия. Для него важно решение в принципе. Как это ни странно, но Димка от души радуется, когда опыты дают отрицательные результаты. «Если у тебя не вышло то, чего ожидал, значит, здесь что-то новое», — любит повторять Дима.

И вот вчера, после двухмесячных поисков, в которых я Диме помогал, хотя и не верил в самую идею, у нас ничего не вышло. Буквально пусто! Ни да, ни нет. Собственно, на мой взгляд, это было точное нет. Нет, определившее наши позиции в науке навсегда.

— Может быть, все-таки попробуем еще раз разобраться, что же у нас вышло! — доносится Димкин голос.

— Вернее, чего не вышло, — не сразу отвечаю я.

— Нет, ты подожди, — подходит Димка. — Мы не будем ставить новых опытов; давай вспомним историю микробиологии. Понимаешь, все развитие науки говорит, что должно быть так, как я предполагал!

Чтобы не спорить, соглашаюсь послушать историю микробиологии.

Димка направляется к «Гению».

«Гений» — это информационная счетно-решающая машина. Хорошая, «умная» машина, в которую заложены проверенные многовековым опытом науки данные микробиологии и биохимии. Машина, которую, на мой взгляд, Дима «испортил», переведя с языка сухих, лаконичных ответов на «живой человеческий», то есть присущий Димке язык прирожденного лектора.

Голос «Гения» красивый, мягкого, проникновенного тембра и богат модуляциями.

Говорит он сейчас Димкиным «высоким штилем».

«Десятки веков провело человечество в блаженном неведении о том, что рядом и вместе с ним обитают и развиваются предки всего сущего на Земле, — микробы. Люди пользовались плодами трудов добрых невидимых гномов — дрожжей и сбраживающих бактерий; страшными эпидемиями платили дань злым микроскопическим карликам — бактериям болезнетворным — и не подозревали об их существовании».

«Так! — думаю я. — „Гений“ начал „от Адама“, но к чему все это, что здесь можно найти?! Дальше пойдут Левенгук, Кох, Пастер. Зачем?»

Заметив, что Димка на меня смотрит, снова прислушиваюсь к «Гению».

«И прозорливым было предсказание великого систематика восемнадцатого века Линнея, определившего класс микробов как „хаос“. „Таинственные живые молекулы, разобраться в которых надлежит потомкам“, — так выразился о микробах Линней. И действительно, первые приближения к систематическому порядку в мире микробов наметились лишь через сто лет.

Роберт Кох! Луи Пастер! Илья Мечников! Открытия. Неудачи. Заблуждения. Победы. Тривиальные ошибки. Гениальные прозрения. И наконец, результаты: мир микробов предстал перед человечеством во всей своей ужасающей красе. Неисчислимый, огромный, вездесущий, неистребимый.

Холера, чума, туберкулез, сибирская язва и сотни других болезней — вот что несли с собой микробы.

Но минует еще сто лет, и человечество находит противоядие для всех болезнетворных бактерий. К началу XXII века все заразные болезни будут ликвидированы. Так закончится эта глава микробиологии.

Теперь о другом аспекте микробиологии.

Еще во времена Пастера люди стали убеждаться, что не все микробы страшные и вредные, что есть среди них и приносящие пользу. Уже тогда выяснилось, что все процессы гниения и брожения в природе осуществляются микробами. Но это было только началом. Далее идут блестящие работы русских ученых: Виноградского, Вернадского, Холодного. И вот результаты. Микроорганизмы поддерживают постоянный уровень кислорода в атмосфере и тем самым дают возможность дышать всему живому.

Микробы участвовали в создании нефти и каменного угля и, таким образом, обеспечили развитие цивилизации.

Микробы создали болотные железные руды, из которых человек сделал первые железные орудия и шагнул из каменного века в железный.

Микробы создают плодородие почвы и…

В общем, если бы на Земле на какое-то время приостановилась деятельность микроорганизмов, жизнь прекратилась бы. Дно океанов покрылось бы трупами рыб, погибших без пищи. Трупы эти не смогли бы разлагаться из-за отсутствия гнилостных бактерий. Да что океан! На суше было бы не лучше. Все растения и животные погибли бы. Изменился бы и состав атмосферы. Земля стала бы мертвой планетой. Страшная картина, которую даже трудно представить!»

Нажимом кнопки выключаю «Гения».

— К чему все это, Дима? — спокойно спрашиваю я. — Я и без «Гения» знаю, что уничтожить все микроорганизмы нельзя, да и не нужно. Но заставить их работать на человечество можно. Я, как и ты, уверен, что микробы могут делать все: добывать железо, серу, золото, очищать редкие элементы для полупроводников и даже строить дома. И то, что сооружено здесь, только начало. Но к чему история?

— Ты вдумайся в эту историю, — возражает Димка, — и тогда поймешь, что я прав. Я знаю, ты сошлешься на наши неудачные опыты. Да. Эксперимент не вышел, но логика развития науки говорит о другом. Заметь, что деятельность микробов по мере познания человеком этого удивительного мира все время открывалась с новой стороны. Возьмем даже наш ОВЗ.

Сам факт, что одни почвенные микроорганизмы выделяют в воздух витамины, а другие, находясь за десятки километров, их потребляют, был открыт еще в XX веке. Так? Представь, насколько это было поразительно для того времени. Витамины — белки жизни, сложнейшие химические вещества, без которых невозможно существование высших организмов, летают в воздухе, как никому не нужная пыль! Понимаешь, это была уже новая, дотоле неизвестная сторона деятельности мира микробов. Так?

Теперь ОВЗ. Техника нашего века позволила факт выделения микробами витаминов в воздух положить в основу производства, построить наш опытный витаминный завод. Это, конечно, много, но здесь есть и другая сторона дела. Пойми, что мы с тобой получили новые виды микробов-витаминособирателей, способных выделять в атмосферу витамины в огромных количествах, создали искусственные плантации таких микробов в этой пустыне, ввели их в круговорот веществ в природе, нашли для них подходящих почвенных сожителей и тем самым, по сути дела, создали совершенно новый мир микробов. Так?

— Так! — перебиваю я. — Но…

Дима не дает мне договорить.

— И вот в этом новом мире, — горячо продолжает он, — должно, понимаешь, обязательно должно происходить самозарождение, из неорганической мертвой материи должны возникать первичный белок и новые формы жизни. Это еще одна сторона существования мира микробов…

Я перестаю слушать. Мне надоела эта затасканная веками и ни разу не подтвержденная теория, что новая жизнь возникает в настоящее время, но уже существующие микроорганизмы уничтожают первичные формы этой жизни и не дают им развиться. Димка пошел дальше и довел эту теорию до абсурда. Он считает, что самозарождение происходит ежесекундно, всегда и везде, что возникающие из неорганической материи белки являются чуть ли не основой питания и существования почвенных микроорганизмов.

Всю жизнь Димка пытался найти эти новые формы — и безуспешно. Ничего не дали и наши эксперименты здесь, среди новых, созданных нами в пустыне сообществ микробов. Вчера был решающий день. Вчера, как дважды два, мы установили, что все найденные здесь Димкой 24 новых вида микробов не зародились заново, а произошли из уже существующих. Это факт, и никакая история микробиологии здесь не поможет. Тем более вчера мы решили, что завтра я уеду. ОВЗ работает На полную мощность, наши витаминособиратели с завидным аппетитом потребляют солнечную энергию, которой здесь хоть отбавляй, и на полный ход выдают из почвы на-горá витамины.

Когда-то бесполезные пески превратились в плантации, дающие беспрерывный урожай витаминов С и В_12. Так воплотилась в жизнь наша с Димкой мечта. Но теперь мне здесь делать нечего. Тратить время и силы на смехотворную идею постоянного возникновения жизни я не собираюсь.

Об этом я и сообщаю Димке.

— А я думал, что ты решил остаться, — говорит он, — «крестик»-то мы так и не нашли…

— Удивительно! Я считал, что уж с «крестиками» кончено.

История их такова…

Три месяца назад Димка заявил, что открыл новый вид микроорганизмов. По его представлениям, микроб этот не больше вируса и имеет форму крестика, внезапно превращающегося в шарик. Вскоре оказалось, что этот микроб обладает еще одним удивительным свойством: его может видеть один Димка. Как только появляюсь я, сей микроб исчезает. Он был таким капризным созданием, что и для Димки появлялся лишь на полсекунды и сразу же превращался в шарик, а шарик тут же исчезал. Видел эту картину Димка несколько раз, но только когда меня не было.

Я привык верить Димке. Почти месяц мы потратили на поиски «крестиков». Просмотрели сотни проб. Высеяли и получили чистые культуры всех возможных почвенных организмов, здесь обитающих, и, конечно, ничего не нашли. Конечно, это бессмысленное занятие мне окончательно надоело, и я занялся своим делом. Димка (опять один) увидел, как инфузория проглотила два «крестика». Он изловил эту инфузорию и долго, но безуспешно потрошил ее на химических автоматах. После этого Дима, казалось, забыл о «крестиках». Даже вчера о них не было сказано ни слова. И вот опять.

Ничего не отвечая Димке, подхожу к «Гению», нажимаю его пусковую кнопку и спрашиваю, могут ли существовать микроорганизмы, имеющие форму креста и размеры вируса?

По световому табло «Гения» пробегают змейки вспышек и выстраиваются во фразу: «Это абсурд!»

— «Это абсурд», — проникновенно читает вслух сам себе «Гений».

— Ты хоть его-то послушай, — говорю я Диме, кивая на «Гения» и направляясь к двери.

Останавливает меня просящий голос Димки:

— Ну давай попробуем в последний раз! Ведь только ты можешь все выжать из «Кирлиана»!

— Пожалуйста, убедись, что «Кирлиан» отлажен, — холодно говорю я, возвращаясь.

Включаю «Кирлиана» и руками микроманипулятора под контролем маленького экрана на пульте управления помещаю в поле зрения лишь одного из обитателей мира микробов: всем известную инфузорию туфельку.

Как только экран начинает светиться, в комнате устанавливается полумрак. Это автоматически опустились тонкие металлические шторы, ограничивающие участок комнаты перед экраном и заземляющие высокочастотное поле генераторов. Сейчас мы вне сферы его действия.

На экране, медленно поворачиваясь вокруг продольной оси, проплывает инфузория. Вот она остановилась в центре экрана, прогнулась и, ввинчиваясь в пространство, двинулась нам навстречу. Изображение цветное и столь естественно объемное, что кажется, будто инфузория пронизала экран и теперь находится в комнате.

Я оглядываюсь на Димку. Вид инфузории не вызвал у него никакого волнения. Будто бы не такой же «зверь» съел его мнимые «крестики». Димка смотрит на экран просто с профессиональным восхищением. Смотреть действительно есть на что. Инфузория медленно покачивает ресничками, и от них идет мягкий голубоватый свет. Когда ресничка изгибается, у ее основания всплескивает оранжевый огонек. Реснички работают поочередно, и кажется, что все тело инфузории оторочено движущейся лентой оранжевых огней.

В центре тела, меняя цвет от розового до густо-малинового, ритмично пульсирует ядро. По нему пунктиром мерцает ярко-фиолетовая, с желтыми точками хроматиновая сеть. Вокруг ядра горит рубиновая россыпь митохондрий. На самое удивительное и непередаваемое — вид протоплазмы, самого тела инфузории. Она не имеет ни постоянного цвета, ни постоянных структур. Только звездчатая выделительная вакуоль выглядит черным провалом среди непрекращающегося переливания потоков радуги во всех мыслимых направлениях цветового спектра. Иногда сквозь эту симфонию цвета просматриваются колышущиеся изумрудные струи эндоплазматического ретикулюма (внутреннего белкового скелета клетки).

Мы видим жизнь. Идет обмен веществ, и каждая реакция, каждое химическое соединение имеет свой цвет. Все взаимосвязано. Предыдущее определяет последующее. А все вместе в конечном выражении сливается в единую гармонию структур и реакций, в единый организм. Одноклеточное существо, кусочек жизни, живет на наших глазах, глубокий и неисчерпаемый, как и сама вселенная.

— Как видишь, с большим увеличением все нормально, — говорю я и нажимом кнопки меняю препарат, а затем убавляю увеличение.

Сейчас я показываю просто один кубический миллиметр самой обыкновенной почвы. Внутреннее строение микроорганизмов уже видно не так четко, но сами они выглядят довольно крупно. Общая картина почти фантастическая.

Сквозь мрачные уродливые гроты частичек почвы протянуты бело-желтые лианы гифов почвенных грибов. Не касаясь их, ползают медленные голубоватые с малиновыми ядрами амебы. Они жмутся по стенкам. На уступах в одиночку и группами лежат темно-лиловые, с желтыми искорками бактерии. Их тела тяжело и вязко вздымаются.

Я ограничиваю поле зрения. Теперь на экране лишь один довольно широкий зал, сложенный наподобие карточного домика из расслоившейся песчинки. Сверху, почти касаясь пола, висит гифа какого-то гриба. Видно, как в концевых клетках в броуновском движении танцуют митохондрии. Гриб растет, и находящиеся близко к нему бактерии все больше и больше прижимаются к стенкам: гриб выделяет химические вещества, обеспечивающие ему зону жизни. Но вот изображение на экране дрогнуло. Крыша грота сместилась. Острый край песчинки врезался в мягкое тело гриба. Из разреза клеточной оболочки вязкой лавой потекла протоплазма. Мерцание митохондрий в клетках потухло. Вся широкая лента гифа начала медленно блекнуть. Бактерии тут же перестали жаться по стенкам.

Проходит секунда. И бактерии сначала медленно, а потом все быстрее и быстрее надвигаются на еще полуживые клетки гриба. Какое-то мгновение — и в центре грота уже висит гроздь бактерий. Будто грибной гифы и не существовало!

Левая сторона грота начинает голубеть. На бактерии надвигается какое-то медлительное вздрагивающее облако. Его широкие края вытягиваются целенаправленно и неотвратимо. Вот они уже коснулись бактерий. Гроздь бактерий редеет. Они падают вниз. Там вздымается такая же голубая дышащая пучина. Когда бактериальная клетка попадает в нее, на голубом фоне вспыхивают желто-красные огоньки. В грот проникла амеба. Сейчас уже все поле зрения занято ее студенистым колышущимся телом. Сквозь него видны полупереваренные потускневшие клетки бактерий.

Я раздвигаю диафрагму, и изображение занимает весь экран. На нем десятки гротов, ходов, щелей, и везде что-нибудь происходит. Мир микробов живет своей бурной жизнью: в борьбе за существование каждую секунду гибнут тысячи и тысячи отдельных особей. Но установившееся сообщество видов остается прежним, непрерывно восстанавливаясь за счет бесконечного размножения уцелевших. Идет постоянная война, в которой используются все «виды оружия».

Прямое пожирание не единственный, даже не главный способ ведения войны. Чаще всего применяется «химическое оружие». Винные дрожжи, например, вырабатывают спирт, а уксуснокислые бактерии — уксусную кислоту. И то и другое губительно действует на остальных микробов. Это, так сказать, средство борьбы против всех, кто посмеет приблизиться. А вот против близких соседей, тех, с которыми чаще всего приходится сталкиваться, применяется оружие, если можно так выразиться, «персонального прицела». Это антибиотики. Грибы, например, вырабатывают антибиотики против строго определенных видов бактерий. Вот даже сейчас бактерии смогли одолеть грибную гифу лишь после того, как она была поранена. Сами же бактерии выделяют антибиотики против амеб и инфузорий, охотящихся за ними. Хотя это их тоже не всегда спасает.

Сотни самых разнообразных химических соединений, губительно действующих на их врагов, но иногда безвредных и даже полезных другим видам, вырабатывают почвенные микроорганизмы. Среди них и витамины С и В_12.

Я начинаю менять увеличение.

— Стой! — вдруг кричит Димка диким голосом. — Стой, крути обратно!

От неожиданности нажимаю не ту кнопку. Микробы мечутся, составляя самые невероятные сочетания красок и форм. Клетки выглядят то квадратными, то даже треугольными. Потом по всему экрану рассыпается золотой каскад огней и гаснет. Как бы в последней конвульсии по черному фону пробегают голубые змейки молний. Я слышу щелчок аварийного выключателя: генераторы обесточены, остаточный заряд ушел в землю. Шурша, поднимаются экранизирующие шторы.

Должно быть, с перепугу я нажал одновременно на препаратоводитель и на кнопку, отключающую ограничители. И теперь препарат раздавлен и засосан в вакуумную трубку. Неприятность…

Димка ошарашенно смотрит на меня, потом на экран и тихо произносит:

— Там были они! «Крестики»!

— Но почему же я их не видел? — зло спрашиваю я Димку. — У тебя галлюцинации…

Хочу добавить еще что-нибудь злое, но тут высокий, почти визжащий звук зуммера заполняет комнату. На щите управления заводом вспыхивает зигзаг желтых лампочек. Дежурный робот беспомощно мигает красными вспышками: он бессилен.

Мы бросаемся к приборам. Количество микробов? Норма. Видовой состав? Тот же. И все-таки белая линия на световом экране, указывающая количество витаминов, поступающих на завод, неуклонно идет вниз, приближаясь к красной черте. Еще несколько секунд, и белая линия касается красной, но дальше не идет.

— Пять минут! — глухо говорит Димка. — Если через пять минут витамины не начнут поступать на завод, он остановится.

Я это знаю и без Димки. Завод работает, лишь когда количество попадающих с воздухом витаминов достигает определенного критического уровня.

Но что же произошло там, на наших многокилометровых плантациях?

«Количество микробов то же, видовой состав тот же», — мелькает в мозгу. «Может быть, врут приборы? Нет. В это трудно поверить». Установленные на каждых десяти гектарах микробиологические автоматы, показания которых мы читаем на главном пульте, не могут ошибиться сразу все. Мы с Димкой смотрим друг на друга. Вот из-за этой минуты сидели здесь три месяца, хотя и не верили, что такое может случиться.

Роботы сейчас беспомощны, наступила очередь людей.

На пульте одна за другой гаснут диаграммы и лампочки. В комнате становится неестественно тихо: ушли звуки, которые мы раньше не слышали. Стал завод. Это ЧП.

Первым нарушает тишину Димка.

— А все-таки они были, — задумчиво произносит он.

— «А все-таки она вертится!» Видали Галилея двадцать первого века! — не выдерживаю я. — «Она вертится», а завод стоит, и «Кирлиан» сломан. Нет, ей-богу, ты свихнулся! Плюс к аварии не хватало только сумасшедшего…

Хлопнув дверью, выхожу из лаборатории. В голове стучит: «Видовой состав тот же, количество микробов то же». Надо послать за пробами почвы танкетку-робота. По маленькому кругу (в радиусе семи километров) за полчаса «Кибер» соберет полсотни проб.

Сообщать о случившемся пока не будем, попробуем разобраться сами. Техника у нас отличная: микробиологические комбайны в порядке, биохимические автоматы-анализаторы могут разложить любое вещество, вплоть до отдельных молекул, рентгеноструктурный анализ налажен, «Гений» тоже. Но что искать? «Видовой состав тот же, количество микробов то же!..»

С этими мыслями я возвращаюсь в лабораторию.

— Ты что, послал «Кибера» за пробами? — спрашивает Димка.

Я киваю и направляюсь к микробиологическим комбайнам. Димка молча возится у своей группы приборов. Нужно все срочно проверить, пока не вернулся «Кибер». Потом уже будет некогда. Анализы поведем параллельно, дублируя друг друга. Обычно мы этого не делаем, мы верим и себе и приборам, но сейчас ЧП, нужен параллельный контроль, и каждая разделенная пополам проба будет исследована дважды на разных приборах и разными людьми.

Когда возвращается «Кибер», у нас все готово. Резервуары комбайнов наполнены питательными средами, отрегулирована подача стерильного воздуха, прокалены платиновые петли микроманипуляторов, фотоэлементы и экраны микроскопов настроены.

Три часа работы проходят в молчании. Пробы раскладываются по видовому составу микроорганизмов. Каждый вид микробов выделяется в чистую культуру, определяются вещества, которые он потребляет и вырабатывает. Димка, как всегда, проводит еще и биохимический анализ самих микробных клеток.

Часам к семи сверяем результаты и подводим итоги. Ничего нового и утешительного! В почве существуют все те же «мирные» сообщества микроорганизмов, созданные нами. Хищные инфузории и амебы в необходимом минимуме. Прочный, не допускающий никаких вмешательств симбиоз различных грибов и бактерий вырабатывает витамины в количествах, достаточных на три таких завода, как наш. Обычен и биохимический состав тех самых чистых культур грибов и бактерий.

Для верности обращаемся к «Гению». Несколько секунд он мигает вспышками огней на табло, сверяя наши результаты с имеющимися у него прежними данными, и спокойно произносит: «Все нормально, полный порядок!»

Я молчу. Димка вздыхает и трет подбородок. Есть у Димки такая привычка: когда он усиленно думает, то потирает подбородок или тихо покусывает палец.

— Давай рассуждать логично, — наконец говорит он. — Начнем с того, что ошибиться в анализах почвенных проб мы не могли.

Данные совпадают, да и «Гений» врать не будет. Стало быть, количество микробов ничуть не уменьшилось. Это первое. Витамины они вырабатывают. Это второе. А вот куда деваются эти витамины, мы не знаем.

— Прежде всего нужно выяснить, попадают ли витамины на завод, — говорю я. — Если верить приборам, никаких поломок там не случилось. Ну, а если приборы врут или же авария, тогда все объясняется просто: витамины попадают на завод вместе с воздухом и с ним же улетают прочь. Я предлагаю снова пустить завод и провести анализ отработанного воздуха. Потом надо сделать простой опыт: взять сотню килограммов витаминов, растворить их и подать раствор в одну из засасывающих труб. Таким путем мы проверим работу завода и узнаем, сколько витаминов он уловит.

— Добре, — соглашается Димка. — Займись этим. А я, может, придумаю что-нибудь еще. Советую взять С; В_12 растворяется хуже.

И Димка снова уткнулся подбородком в ладони.

Включаю пусковой тумблер, на пульте управления заводом снова загораются сигнальные лампочки. На диаграмме выхода продукции белая линия пересекает красную. Завод работает вхолостую. Беру пробу отработанного воздуха. На сей случай существует специальная пневматическая магистраль.

Я соединяю цилиндр с отработанным воздухом с патрубком газоанализатора. Даю автомату задание определить количество витаминов В_12 и С. Проходит несколько секунд, и в окошко анализатора выскакивает ноль.

«Так, первая версия отпадает. Наш завод витамины не выбрасывает. Это уже не плохо, — думаю я. — Посмотрим, что произойдет с раствором витаминов. Если на заводе все механизмы в порядке, через полчаса все витамины будут выделены из раствора и вернутся обратно на склад продукции».

В конечном итоге так оно и вышло. Когда через полчаса я вернулся в лабораторию, Димка встретил меня словами:

— Ну вот, вся сотня килограммов снова уложена в ящики — ОВЗ работает как часы. Можешь выключать.

Димка снова выглядит спокойным и веселым. Хотя, на мой взгляд, радоваться нечему.

— У меня есть идея, — бодро говорит Димка. — Опыт элегантен и элементарно прост. Сейчас мы на двух группах приборов исследуем несколько проб почвы. Схема такая. Проба делится строго пополам. Из одной половины выделяются все микроорганизмы, и мы определяем суммарное количество белка в них. Вторая половина идет прямо в химанализатор, без всякой микробиологии, но на тот же самый предмет суммарного определения белков. Я тебе обещаю, что во втором случае белка окажется намного больше, чем в первом. Итак, начнем.

— Подожди, — останавливаю я Димку. — Кажется, я понял твою идею. Ты считаешь, что раз витамины вырабатываются в почве, но не попадают на завод, значит, их потребляют какие-то микробы, которых не улавливают наши комбайны. Но поскольку все живое состоит из белков, то суммарное количество белка в почве будет больше, чем у наших грибов и бактерий. Правильно?

— Правильно, — подтверждает Димка.

— Так. А разность в этих цифрах должна пасть на долю неизвестных похитителей витаминов, верно?

— Абсолютно, — кивает Димка.

— А похитители витаминов — это те самые «они», которые «крестики», точно?

— Да, ты прав, — соглашается Димка.

— Хорошо, — отвечаю я, — давай проделаем анализы, но ты мне обещай, что если и на этот раз твои предположения не подтвердятся, то ты на всех этих «крестиках» поставишь крест.

— Попробую, — безразлично соглашается Димка. — А сейчас давай работать.

Из оставшихся 12 проб мы решаем исследовать сразу 10.

Димка ведет выделение микробов и определение их белкового баланса, а я выясняю суммарный белок вторых половин образцов. «Гений» участвует как арбитр, получая наши результаты. Работаем молча. Слышно лишь щелканье кнопок, легкое позвякивание пробирок в комбайнах и шелест листков с результатами анализов.

Кончив работу, мы подходим к «Гению». В правом и левом анализах результаты почти одинаковые. «Разница в пределах ошибки», — бодро произносит «Гений».

На Димку жалко смотреть.

Таким расстроенным я его не видел никогда. Он сидит, подперев голову руками, уставившись на «Гения», пустыми глазами.

Чтобы его отвлечь, я достаю из холодильника несколько бутылок кефира, мясные консервы и банку томатного сока.

— Надо поесть, — говорю я, — а там что-нибудь придумаем.

Димка вяло кивает. Едим молча: каждый занят своими мыслями.

Я думаю о том, куда же могут деваться витамины из почвы, раз они не попадают на завод. Может быть, Димка прав и их кто-то пожирает. Но тогда почему не получился наш опыт? Если в почве действительно появились какие-то посторонние микробы, то суммарное количество белка в моих анализах должно было быть больше. А может быть, мы где-нибудь ошиблись? И тут меня озаряет: «Да, мы неверно поставили опыт!»

Я кидаюсь к приборам.

— Ты что задумал? — подозрительно косится на меня Димка.

— Сиди спокойно, — отвечаю я. — Сейчас поймешь.

Я беру две оставшиеся пробы почвы и на аналитических весах развешиваю каждую строго пополам. Схема опыта прежняя, но… Быстро и привычно получаю на микробиологических комбайнах живую массу находящихся в почве микробов. Дальше в ход идут химанализаторы. Но на этот раз задание у них уже другое. Они должны определить не суммарный белок, а количество аминокислот, этих «кирпичиков»-мономеров, из которых построены полимерные белковые молекулы. Проходит несколько томительных минут. Димка уже понял, в чем дело, и стоит рядом. Результаты на обоих анализаторах появляются почти одновременно: аминокислот в почве втрое больше, чем в наших микроорганизмах!

Мы обалдело смотрим на эти цифры.

Сейчас мы убедились, что на наших плантациях живут какие-то неизвестные нам микроорганизмы. В первом опыте мы определяли суммарный белок, но белки бывают разные. Молекулы одних стойки, других нет. Видимо, у открытых нами микробов белки сразу же, на первых фазах анализа распадаются до аминокислот и поэтому автоматы их не уловили. Теперь же, когда анализ был проведен уже на уровне аминокислот, результат получился иной. Суммарно в почве их в три раза больше, чем в микроорганизмах, выделяемых оттуда нашими микробиологическими комбайнами. Правда, в почве всегда есть какое-то количество свободных аминокислот. Но очень небольшое. То же, что показали анализы, можно отнести за счет тел каких-то микроорганизмов, нам неизвестных.

— Вот они-то и пожирают наши витамины, — говорит Димка, будто подслушав мои мысли. — А главное — они возникли здесь. Не образовались из других видов, а именно возникли заново. Потому-то наши микробиологические комбайны, отрегулированные и отлаженные на все виды земной микрофлоры, и не улавливали этих микробов. Ведь их раньше на Земле не существовало. Да, они зародились, новообразовались здесь, на наших плантациях.

— Опять ты за свое, — устало говорю я. — Это просто какой-то новый, дотоле неизвестный вид.

— Новый вид! — подхватывает Димка. — Новый вид! Но другие новые виды наши комбайны выделяли? Выделяли, потому что они обязательно имели что-то общее с теми, из которых произошли. А эти новые приборам не знакомы совсем. Значит, на наших плантациях зародилась совершенно новая форма жизни. И понятно, почему это произошло именно здесь. Мало того, — что тут почти нет почвенных хищников, всегда уничтожающих первичный белок. Здесь еще исключительная по своему химизму, насыщенная витаминами и энергией солнца среда.

— Подожди, — перебиваю я, — чтобы стать микробом, потребляющим витамины, твой белок должен был пройти целую эволюцию.

— Правильно, — подхватывает Димка. — Он ее и прошел. Прошел быстрее, чем считала возможным наука. Когда мы поселили здесь первых витаминособирателей? Пять лет назад. Условия все время были постоянными, и отбор мутаций шел в одном направлении. Ты представляешь, если так пойдет дальше, то мы увидим, в какие высшие формы превратятся и сами эти микробы. Эволюция на нашей планете, на глазах науки. Вот так-то!

Из этих неведомых микробов со временем возникнут новые невероятные растения, а затем и животные. Человечество увидит всю историю развития жизни на Земле. Мало того, люди не только проследят за новой эволюцией, но и смогут ее направить по своему желанию.

— Сначала надо увидеть этих микробов, а потом фантазировать, — говорю я.

— Полжизни за работающего «Кирлиана»! — обещает Димка. — Почини «Кирлиана», а я буду не я, если не выделю этих пожирателей витаминов в чистую культуру. Я им составлю такой набор сред, которого не имел ни один микроб в мире.

— Я не знаю, зародились эти микробы на Земле или на Марсе, но посмотреть их нужно, завод-то стоит, — соглашаюсь я.

И начался аврал.

Димка послал «Кибера» за пробами и как одержимый заметался между микробиологическими комбайнами. Я принялся за «Кирлиана». Трубку я решил не менять. Проще было пожертвовать вакуумными насосами и попытаться откачать из старой трубки пыльный воздух. Первый насос засорился быстро, и я, подключив запасной, начал его разбирать. Детали сразу же промывал и высушивал. Насос я успел собрать как раз к тому моменту, когда работающий начал давать перебои. Его тоже пришлось разбирать и промывать детали. И так снова и снова…

За окнами легла густая южная ночь, а «Кирлиан» еще не работал. Не получалось что-то и у Димки. Я слышал, как он то пел, то вдруг начинал ругаться. Чаще же до меня доходило его бормотание: наверное, он разговаривал с микробами.

В два часа ночи я решил попробовать включить «Кирлиана».

Экран светился ровным матовым светом, и лишь в двух местах виднелись мутные пятна. Две какие-то микропылинки остались у входного отверстия высокочастотного пучка. Но это мелочь. Слабая проекция пылинок не будет мешать.

Ко мне подходит Димка. В руке у него пробирки, заткнутые обгорелыми ватными пробками. Значит, он не поверил комбайнам и проводил пересевы сам над пламенем спиртовки.

— Кажется, я их поймал, — говорит Димка радостно.

Мы усаживаемся перед «Кирлианом».

— Давай сначала посмотрим, что происходит в почве. Сделай препарат и заряди, — предлагаю я Димке.

Он быстро готовит препарат, а я включаю основной генератор. Мягко опускаются экранирующие шторы. Я даю большое увеличение и налаживаю фокусировку.

На экране среди редко переплетенных бледно-белых гифов грибов овальные розовые клетки дрожжей, в них хорошо видны вишневые гранулы витаминов. Наши витаминособиратели выглядят пурпурно-красными, с темными ядрами. На фоне ядер вспыхивают ярко-желтые цепочки хроматина.

— Вот это наши, но где же ты? — говорю я Димке. Я ловлю себя на том, что ищу «крестик».

— Дай больше увеличение.

Прибавляю увеличение, но теперь мы видим лишь малую часть препарата.

Я начинаю осторожно работать ручками препаратоводителя, хочу методично, параллельными рядами просмотреть весь препарат. Проходит 20 томительных минут. Нового ничего нет. Везде лежат наши витаминособиратели вперемежку с различными видами дрожжей и грибов-сапрофитов. «Дружба народов», как называет Димка такое сообщество.

— Крути быстрее, — умоляюще просит, он.

Но я его не слушаю. Мы просмотрели лишь четверть квадратного миллиметра препарата, и еще все впереди.

— Стой! — вдруг подскакивает Димка. — Он?!

С верхнего правого угла экрана в поле зрения медленно вползает маленький синий, с желтыми жилками «крестик». Он кажется совсем крохотным рядом с клеткой дрожжевого грибка из вида Мегри.

Я останавливаю препаратоводитель, и теперь «крестик» мягко дрожит в центре экрана. Как зачарованные, мы смотрим на этот неведомый науке микроорганизм столь непривычной для нас формы.

— Как ты думаешь, каковы его размеры? — спрашивает Димка.

Я смотрю на шкалу увеличения «Кирлиана» и сопоставляю размеры «крестика» на экране.

— Примерно пару сотен ангстрем в поперечнике. Пожалуй, это чистый нуклеопротеид.

— Так, — думает вслух Димка. — Значит, земная жизнь и здесь верна себе. Прикинь: жизнь — форма существования нуклеопротеидов, соединений белка с нуклеиновой кислотой. Самое мелкое живое существо в природе, бактериофаг, состоит только из этих двух химических веществ. Однако все бактериофаги имеют форму колбочки, а этот почему-то крестик. Почему?

Но Димка не успевает договорить. На наших глазах «крестик» начинает округляться, превращаясь в шарик. Только сейчас я вспоминаю о киноустановке и включаю ее.

— По-моему, «крестик» — это спора, а сейчас она превратилась в бактерию. Давай поищем еще «крестик». Этот от нас не уйдет, — говорит Димка.

Снова начинаю плавно двигать препарат. Через несколько минут я нападаю на целую россыпь бактерий и «крестиков». Все бактерии окрашены в мягко-фиолетовый цвет и очень малы. Пожалуй, это самые маленькие бактерии, известные мне. Но сейчас это неважно, потом можно будет справиться у «Гения». Я вывожу одну бактерию в центр экрана и даю предельное увеличение: в 400 тысяч раз. Сейчас бактерия кажется размером с маленькую тарелку. Мы видим, как по фиолетовому фону рассыпаны желтые точки. Это хроматин — точнее, нуклеиновые кислоты. Стало быть, бактерия обособленного ядра не имеет. Оно диффузно разбросано по всему телу клетки.

Но вот желтые точки начинают перемещаться, собираясь группами. Края бактерии блекнут и меркнут, потом в какие-то неуловимые мгновения она исчезает. На ее месте лежит густая россыпь мелких «крестиков», таких, как и первый, встреченный нами. Да, это споры. Все ясно.

— Ну как, будем смотреть теперь «твоих» в чистом виде или нет? — спрашиваю я Димку.

— Жалко, — отвечает он. — Для анализов и так мало. Но ничего не поделаешь. Нужно. Чтобы убедиться, что я выделил именно таких, одним мазком пожертвую.

Мы быстро меняем препарат. Все ясно: это они!

Я выключаю «Кирлиана», а Димка лезет в холодильник. Слышно, как слегка загремел штатив с пробирками и звякнули какие-то банки. Потом Димка подходит ко мне и жестом фокусника достает из-за спины бутылку шампанского.

Мы наливаем шампанское в лабораторные стаканы и молча пьем.

— Интересно, а что думает о самозарождении «Гений»? — спрашиваю я.

— Давай выясним.

«Гений» долго роется в своей электронной памяти, сопоставляет все «за» и «против», мигает лампочками и, наконец, произносит: «Да, самозарождение в настоящее время теоретически возможно, но только в строго определенных, пока неизвестных науке условиях. Но и это надо доказать».

— Докажем! — твердо обещает Димка.

Когда мы с Дмитрием Владимировичем вышли из института, было уже за полночь. Я посмотрел на усыпанное яркими звездами почти черное небо и подумал, что над пустыней Каракумы сейчас эти же самые звезды. Такими же они будут и через 50 и через 100 лет. Такая же ночь придет «тогда» на смену обычного трудового дня на каком-нибудь ОВЗ.

Год 1964-й

Уже на следующий день только что рассказанную историю я вспомнил с улыбкой. Ну куда не залетишь в пылу спора! Можно даже оказаться на ОВЗ. Хотя в общем-то, если во всем разобраться серьезно, особой фантастики и не было.

Сейчас твердо доказано, что воздух не только смесь газов кислорода, азота, водорода и так далее, но он насыщен еще и многими сложными по своему химическому строению веществами, в том числе витаминами, вырабатываемыми почвенной микрофлорой.

Еще в 1950 году академик Николай Григорьевич Холодный показал экспериментально, что переносимые воздухом витамины усваиваются микроорганизмами, которые в них нуждаются. Несколько позже на примере витамина В_12, используя метод меченых атомов, это подтвердил и другой советский ученый, Максим Николаевич Мейсель. Так что витаминособиратели в природе существуют.

Не выдуман и краснодарский механик Кирлиан, открывший новый способ фотографирования при помощи токов высокой частоты. Семен Давыдович выпустил книгу, где рассказано о взаимодействии токов высокой частоты с биологическими объектами и удивительных энергетических картинах, возникающих при этом.

Фотографии листов с «факелами» излучения лежат у меня на столе. Но вот высокочастотный полувакуумный стереоскопический микроскоп еще не создан, хотя принципиальная схема такого прибора существует и желающие могут познакомиться с ней в Патентной библиотеке.

Давно созданы гистологические комбайны и информационные машины типа «Гения», а биохимические и микробиологические автоматы, несомненно, со временем будут построены.

Если же говорить о самом ОВЗ, то, как бы невероятно это сейчас ни выглядело, я верю, что в будущем человечество научится использовать огромные питательные ресурсы воздушного океана, которые постоянно пополняют почвенные микробы.

Что касается возможности зарождения новых организмов в наше время, то проблема эта очень сложна, и здесь взгляды исследователей расходятся.

Однако среди различных точек зрения есть и такая, по которой зарождение первичного белка предполагается возможным, но считается, что он уничтожается уже существующими микроорганизмами.

Некоторые же ученые, например профессор Анатолий Александрович Смородинцев, полагают, «что и сейчас в природе существуют древние формы свободно живущих неклеточных организмов — предки современных вирусов и клеточных микробов».

Вот, собственно, и все. Как говорится, осталось только поставить точку. Так бы я, наверно, и сделал, если бы очерк писался каких-нибудь полгода назад. Но жизнь идет вперед, а наука в своем развитии иногда делает такие повороты, которые не в силах предугадать не только писатели-фантасты, но и даже специалисты.

Чаще всего это случается тогда, когда ученые в результате технических открытий получают в свои руки новые методы исследования. Так, Левенгук, применив микроскоп для изучения живой природы, открыл мир микробов, о существовании которого никто в те времена и не подозревал.

Однако на этот раз все произошло несколько по-иному.

Двое московских ученых — микробиолог-почвовед Денис Иванович Никитин и специалист по электронной микроскопии вирусолог Стефан Борисович Стефанов в отличие от Левенгука пользовались в своей работе инструментом, теперь уже довольно распространенным и сравнительно хорошо освоенным биологами, — обычным электронным микроскопом, и тем не менее… Но сначала все-таки несколько слов о самом электронном микроскопе.

Как известно, самые малые предметы, различаемые человеческим глазом, имеют размер около 0,2 миллиметра. Для наблюдения более мелких частиц обычно прибегают к оптическим системам, позволяющим получить увеличенные изображения. Наиболее совершенные из них — световые микроскопы — дают возможность наблюдать структуры, которые в 2 тысячи раз меньше предметов, различимых невооруженным глазом. Спрашивается: можно ли при световой микроскопии добиться больших увеличений? Оказывается, можно. Но бесполезно. Бесполезно потому, что при этом не становятся видимыми какие-либо новые, более мелкие детали рассматриваемых объектов, а изменяется лишь масштаб изображения. Другими словами, разрешающая способность остается такой же, что и у системы с увеличением в 2 тысячи раз. Никакие технические усовершенствования тут не помогут, так как разрешающая способность микроскопов ограничивается самой природой света, длиной световой волны. При идеальных условиях самые лучшие оптические микроскопы позволяют наблюдать частицы размером около одной трети световой волны.

Для видимого света с длинами волн от 0,4 до 0,7 микрона это соответствует объектам размером не менее 0,2 микрона; для более коротких невидимых ультрафиолетовых лучей — объектам в 0,1 микрона.

Отсюда ясно, почему дальнейшее проникновение в мир малых объектов недоступно самым совершенным световым микроскопам. Ясно и другое, что в приборах, которые могут позволить рассмотреть более мелкие объекты, недоступные для обычного микроскопа, следует использовать лучи не световые, а какой-то иной природы, имеющие меньшую длину волны.

Таким прибором и является электронный микроскоп. В нем изображение исследуемых объектов получается с помощью электронных лучей. Длина волны пучка электронов в условиях безвоздушного пространства — вакуума — оказывается в 100 тысяч фаз более короткой, чем длина волн видимого света. В остальном же принципиальная схема электронного микроскопа не отличается от схемы микроскопа светового. Но здесь вместо оптических линз установлены особые, так называемые магнитные и электромагнитные линзы. Кроме того, электроны в этом микроскопе движутся в пустоте (вакууме), а изображение исследуемых объектов получается на специальном экране, почти таком же, как экран телевизора. Современные электронные микроскопы дают полезное увеличение более 100 тысяч раз, и с их помощью можно увидеть даже отдельные крупные молекулы.

Первый электронный микроскоп был сконструирован в 1932 году. Сделали это немецкие ученые Кнолл и Руски. Прошло всего семь лет, и в печати появились работы, в которых рассказывалось об исследованиях, проведенных при помощи электронного микроскопа. Освоение чудесного и загадочного мира ультрамалых объектов началось. Человеческий гений проник еще в одну область неизвестного. Однако впереди ученых ждали не только новые замечательные открытия и разгадки тайн природы, но и новые трудности, разочарования и поражения.

Особенно тяжело пришлось биологам. Прошло довольно много времени, прежде чем электронный микроскоп вошел в их лаборатории. Можно сказать, что только теперь биологи начинают со всей полнотой использовать этот прибор. В сотнях лабораторий, с необыкновенным упорством преодолевая бесконечные методические трудности и неудачи, под стук вакуумных насосов ученые создают новую главу биологии, главу, которая уже имеет свое название — электронная микроскопия биологических объектов.

Непосвященному человеку может показаться, что дело это не особо сложное, — ведь на помощь биологам пришел электронный микроскоп. Возьмите теперь любой микроорганизм, поместите в микроскоп и рассматривайте его строение вплоть до отдельных молекул. Тем более что лучшие марки электронных микроскопов дают возможность не только видеть отдельные крупные молекулы, но позволяют различать даже некоторые детали их строения. Так или примерно так может рассуждать человек, мало знакомый с электронной микроскопией. Но в действительности все обстоит значительно сложнее.

Допустим, мы взяли амеб. Обработали их специальными веществами (фиксаторами), которые убили клетки, но сохранили при этом их прижизненное строение.

Дальше следует длинный ряд всяческих манипуляций и ухищрений, в результате которых клетки, наконец, оказываются нанесенными на специальную сеточку с очень маленькими (100 микрон) ячейками.

Приготовленный таким путем препарат помещаем в электронный микроскоп.

Включаем вакуумные насосы и следим за приборами. Движение стрелки показывает, как создается в колонне микроскопа вакуум. Частички воздуха убираются с пути следования электронов. Но вот вакуум есть. Включаем электронную пушку (так называется та часть микроскопа, где помещается вольфрамовая нить, дающая под действием сильного тока пучок электронов).

Микроскоп работает, его экран светится, и на нем хорошо видно мутно-черное расплывшееся пятно неправильной формы, закрывающее почти все поле зрения. Что же это за пятно?

Как это ни печально, но мы видим клетку, ту самую амебу, детали строения которой так хотелось рассмотреть. Но о каких деталях строения здесь можно говорить, когда нельзя даже различить ядра клетки? Темное пятно! Мрак! Вот все, что мы видим. Клетка оказывается непроницаемой для электронного пучка. Она для этого слишком толста. «Позвольте, — скажете вы, — ведь ее толщина всего несколько микрон». Да, действительно, несколько микрон, всего несколько тысячных долей миллиметра, но для электронов это непреодолимая стена. Стена, поглощающая все электроны и, значит, не прозрачная для электронного пучка. Рассмотреть строение целой клетки в электронный микроскоп не удается. Нужно сделать отдельные срезы, разрезать амебу на тоненькие, прозрачные ломтики, причем толщина таких срезов должна быть 3000–4000 ангстрем, то есть составлять сотые доли микрона. Только в этом случае можно надеяться рассмотреть клеточные структуры и детали их строения.

Но когда мы имеем дело с такими мелкими существами, как вирусы, размеры которых обычно лежат за гранью разрешающей способности светового микроскопа, то их резать нет никакой необходимости: электронный микроскоп позволяет изучать вирусы в целом виде.

Стефан Борисович Стефанов работал с вирусами. Однако его не совсем удовлетворяла общепринятая методика электронно-микроскопического изучения этих объектов. Вирусы приходилось выделять из их среды обитания, очищать, фильтровать, и только в таком рафинированном виде они попадали в электронный микроскоп. Ученому же хотелось изучить вирусы в их естественной обстановке, как выражаются, биологи, в нативном состоянии. Оригинальная методика, дающая такую возможность, и была разработана Стефановым несколько лет назад. Работа с вирусами двинулась вперед, и увлеченный исследователь меньше всего думал о почвенной микрофлоре. Уж слишком далеко в стороне от сферы его научных интересов находилась эта область микробиологии.

Но в то же время в той же Москве другой исследователь горел страстным желанием изучить под электронным микроскопом микробное население почвы. Не устраивали Дениса Ивановича Никитина и общепринятые подходы.

Выделить из почвы или воды отдельные виды микроорганизмов и изучить их строение под электронным микроскопом — дело в конце концов не такое уж сложное.

Но не это было нужно Никитину.

Его интересовала почва в ее естественном состоянии, со всем, что там есть. Вот взять из природы кусочек микромира и рассмотреть с увеличением в десятки тысяч раз. Разве это не заманчиво?!

Но тут на пути встали многие технические трудности.

Приготовить препарат для электронной микроскопии, как известно, вообще не легко, даже когда имеешь дело с простыми и заранее очищенными объектами. Здесь же речь шла о таком сложном конгломерате, как почва. В общем преодолеть методические затруднения Никитину не удавалось, несмотря на многие попытки.

Попробовать же искать решение поставленной задачи среди методов, применяемых в вирусологии, ему просто не приходило в голову. Слишком далек был Денис Иванович от этой науки.

Дело решил случай. Как-то Стефанов и Никитин встретились в одном из коридоров биоотделения Академии наук и разговорились. Один поделился своими неудачами, другой посоветовал, что предпринять.

Решили попробовать вместе.

Так родился творческий дуэт, в котором голоса столь удачно дополняли друг друга, а каждый исполнитель так хорошо знал свою партию, что результаты не замедлили сказаться. И результаты поразительные.

…С напряженным вниманием гляжу в боковое смотровое окошко электронного микроскопа. Центральное, как его называют, операторское, окно в распоряжении Стефана Борисовича. Он сидит за пультом микроскопа и, работая штангами препаратоводителя, медленно перемещает в поле зрения сеточку с препаратом. Мы просматриваем ячейку за ячейкой, однако пока ничего интересного нет. Но вот, наконец…

Перед нашими глазами на экране располагается целая россыпь каких-то странных существ. Представьте себе очень нежные и тонкие диски совершенно правильной круглой формы. Строго к центру каждого диска прикреплена довольна длинная, постепенно заостряющаяся к концу трубочка. Хорошо видны ее стенки и внутренняя полость, местами забитая чем-то темным.

Размеры этого ажурного существа меньше микрона, и, конечно, рассмотреть его строение в обычный световой микроскоп едва ли возможно.

— Кто это? — спрашиваю я Стефана Борисовича.

— У нас их называют «зонтики», — отвечает он с улыбкой. — Тут такое многообразие форм, что у нас в лаборатории за каждое удачное название выдается премия — шоколадка.

Вскоре недалеко от «зонтиков» нам попалось целое поселение «гитар»: это тоже что-то вроде «зонтиков», только их диски по форме действительно похожи на гитары, а ножки-трубочки длиннее и немного толще.

Видели мы и уже совсем странные «граммофончики» — трубочки с обязательной, четко выраженной тарелкой-присоской на одном конце и широким раструбом из пяти правильных лепестков на другом. Здесь же присутствовали и «гвоздики», напоминавшие при большом увеличении пионерский горн без ручки.

Внутри их просматривалось зернистое содержимое. И весь этот богатый улов нам дал один препарат, на котором была зафиксирована всего лишь микроскопическая капелька воды из Москвы-реки.

— Интересно, сколько еще таких же существ, которых в обычный микроскоп не могли, а в электронный еще не успели рассмотреть, обитает в водоемах? — подумал я вслух.

Но Стефан Борисович очень осторожен в выводах.

— Почему именно существ? — возразил он. — Еще надо доказать, что они живые. Конечно, ясно, что это не скопление каких-то кристаллов и не растворы неорганических коллоидов. Но почему бы не допустить, что это не самостоятельные организмы, а останки, так сказать, осколки обычных живущих в воде микроорганизмов? Ну, например, «зонтики» — это реснички погибших инфузорий, а «гитары» — жгутики каких-то жгутиконосцев?

Конечно, допустить можно все. Но уж слишком натянутым представляется такое допущение. Уж больно хорошо приспособлены «зонтики» и «гитары» к тому, чтобы находиться в воде во взвешенном состоянии. К чему это мертвым ресничкам и жгутикам? А вот на одной фотографии хорошо видна пара «зонтиков», наполовину слившихся своими шляпками и концами ножек. А может, это не слияние, а, наоборот, деление — способ размножения, широко распространенный в микромире? К тому же замечено, что количество «зонтиков» в воде иногда вдруг значительно возрастает!

А как быть с «гвоздиками», «граммофончиками»?

Трудно как-то поверить, что всегда одинаково устроенные ультрамикроскопические стебельки с присоской на одном конце и нежными лепестками на другом не самостоятельные целостные организмы, а части микробных трупов.

А почему бы не представить, что, прикрепившись своей подошвой-присоской к чему-то крупному (может быть, к какому-нибудь другому микроорганизму), и существует удивительный «граммофончик», нагнетая внутрь стебелька воду, которая в естественных водоемах всегда насыщена органическими веществами?

Кстати, «граммофончики» на препаратах встречаются довольно часто. И хотя все они имеют одинаковое строение, стебельки у них разных размеров. А не растут ли они? Впрочем, на эти вопросы ответы даст будущее.

Изучение субмикроскопической водной микрофлоры лишь только начато.

И я уверен, что пройдет какое-то время, и многие из этих «граммофончиков», «зонтиков», «гвоздиков», «гитар» и т. д. займут место в ряду живых существ, сменив свои прозаические названия на мудреную и звучную латынь.

Не менее удивительные вещи ожидали исследователей и при изучении препаратов микрофлоры почвы. Вот фотографии. В электронной микроскопии это хотя и единственные, но неопровержимые документы — ведь фотографирует сам электронный микроскоп. Здесь вы не можете изменить ракурс, убрать задний план, снять с насадочными кольцами или сделать какой-нибудь другой фотофокус. Тут просто экран отводится в сторону, и все, что вы видели в нем секунду назад, оказывается запечатленным на расположенной внизу фотопластинке.

Фотографий микроскопических препаратов почвы у Никитина и Стефанова многие сотни. Существа, найденные исследователями в почве, зачастую во много раз мельче тех, что наблюдались в воде. Рассмотреть их можно лишь с увеличением в 60 или даже в 100 тысяч раз. Это так называемые «халы», «четки» и «спирали». Кстати, в одном случае удалось видеть существо размерами немногим больше вируса, а формой напоминающее крестик.

И опять тот же вопрос: существа ли это? Авторы предпочитают сомневаться. Но вот другая группа организмов, назовем их пока субмикроскопическими инфузориями, едва ли может вызвать сомнение в своей принадлежности к живой природе даже у самого строгого критика.

Попробуем их описать.

Увеличение в 32 тысячи раз.

Хорошо видно овальное студенистое тело с расходящимися во все стороны выростами — трубочками. На конце трубочек четко выражены валики — утолщения. Это присоски.

Спросите любого протистолога (специалиста по простейшим), и он, взглянув на фотографию, не задумываясь, скажет, что это суктория.

По-видимому, так оно и есть.

Подкласс суктория (сосущие инфузории) характеризуется именно наличием у его представителей вот таких трубочек с присосками.

Однако эту сукторию никто из протистологов никогда раньше не видал, да и не мог увидеть. Ее размеры — десятые доли микрона, и в световом микроскопе она в лучшем случае будет выглядеть в виде едва заметной точки. Но в коллекции Стефанова и Никитина такие экземпляры, наоборот, считаются крупными, поскольку другие — карлики даже среди существ микромира.

Вот один из них. Его более короткие и толстые, по сравнению с предыдущим видом, трубочки-присоски прильнули к телу бактерии, которая при таком огромном увеличении (в 100 тысяч раз) выглядит великаном. У субмикроскопической инфузории отлично видно строение тела. Четко обозначенная оболочка охватывает выросты-присоски и, загибаясь внутрь, выстилает их внутренний канал. Смотришь — и не веришь глазам!

Неужели в природе существуют инфузории, уступающие во много раз по своим размерам бактериям! Но электронномикроскопическая фотография — документ неоспоримый.

Еще одна фотография. Увеличение в 120 тысяч раз. Здесь микросуктория располагается, уперев несколько своих присосков в тело нитчатых бактерий. Ножек-трубочек у этого вида микросукторий нет. Присоски располагаются прямо на теле, однако устроены они намного более сложно, чем у других видов. Нет, конечно же, это живое существо!

Наблюдаемое Никитиным и Стефановым в почве разнообразие субмикроскопических сукторий очень велико. Количество ножек-трубочек колеблется у этих существ от 2 до 17. Различна у разных видов и длина трубочек. Неодинаковы, как мы видели, и размеры самих сукторий.

В общем в почве, как и в воде, исследователям открылся целый мир дотоле неведомых науке существ, скрытых природой за грань разрешающей способности светового микроскопа. Конечно, здесь предстоит во многом разобраться, но нельзя не согласиться с академиком Александром Ивановичем Опариным, что, если удастся прямыми опытами доказать живую природу найденных «существ» (пока на всякий случай поставим кавычки), это будет открытие общебиологического значения.

При изучении почвенных препаратов, кроме сукторий, обращает на себя внимание и еще один момент. Очень часто при больших увеличениях (более 100 тысяч раз) можно видеть тончайшие нити, пронизывающие почву во всех мыслимых направлениях. Когда рядом оказывается бактериофаг, легко наблюдать, что толщина этих нитей соответствует толщине хвостика бактериофага.

Как известно, фаги — постоянные спутники и внутренние паразиты бактерий — самые мельчайшие живые существа в природе. По химическому составу они представляют собой нуклеопротеид, соединение молекул белка с молекулами нуклеиновой кислоты.

А каков химический состав нитей, составляющих в почве субмикроскопическую сеть?

Их диаметр и всегдашнее присутствие рядом разных, пока лишь получивших условные названия структур, ненамного превышающих по размерам вирусы, наводит на многие размышления.

Может быть, эта сеть «живых» молекул и дает начало всему великому разнообразию «трубочек», «спиралей», «четок» и «крестиков». Может быть, самозарождение субмикроскопических форм жизни происходит и сейчас, кто знает… Время покажет. Ведь в развитии науки иногда происходят такие резкие повороты, предугадать которые не в силах ни писатели-фантасты, ни даже специалисты, работающие в данной области.

Несколько слов в заключение

Прочитанная вами книга — лишь краткие очерки отдельных общебиологических проблем, решение которых связано с познанием мира микросуществ. И конечно, здесь не исчерпаны не только все достижения микробиологии и вирусологии последних лет, но и даже сами затронутые проблемы. Любой из аспектов этих наук может быть темой для нового рассказа об удивительных открытиях. Так, изучение взаимоотношений микроорганизмов и растений методом меченых атомов показало, что микробы переводят «неудобоваримые» для растений химические вещества, в формы приемлемые и сами являются пищей растений. Целые куски белковых молекул микробов становятся составной частью тела растений.

Выяснено и обратное: микробы включают в состав своих тел аминокислоты, из которых построен белок растения. При помощи того же метода радиоактивной метки установлено, что для организмов млекопитающих живущие в них микробы часто являются поставщиками витаминов, которых сами высшие организмы синтезировать не могут. А если подробно разобрать вклад микробов в проблему освоения космоса!

Микробы — обязательные пассажиры каждой космической ракеты, и изучение их изменчивости под действием космической радиации помогло ученым узнать много нового. В будущих межпланетных кораблях предполагается создание замкнутого биологического цикла, обеспечивающего космонавтов достаточным количеством кислорода и свежей пищей. И незаменимое звено в этом круговороте — микробы.

Или вспомнить достижения технической микробиологии, целой отрасли промышленности, где главные производители — это микроорганизмы, вырабатывающие различные химические вещества.

А микроорганизмы как питательные вещества! Я не говорю об отходах пенициллиновой промышленности, производства кормовых дрожжей или о знаменитой хлорелле. Но даже микробы, развивающиеся в нефти, привлекают внимание ученых, как возможные производители пищевых продуктов или кормов для животных. Так, после длительных предварительных экспериментов во Франции решено построить первую опытную установку такого рода.

Если в нефть добавить некоторое количество воды, ввести фосфорные, калийные и азотные соли и обеспечить микробов достаточной вентиляцией, то они начинают так пышно развиваться, что в результате нефть довольно быстро превращается в клеточную субстанцию, богатую белками и витаминами группы В. Из одной тонны нефти можно получить почти полтонны такого белкового концентрата. Остатки нефти обычным путем перерабатываются в бензин, мазут и другие продукты.

На службу человечеству становится еще одна группа представителей мира микробов.

Да разве все перечислишь! Понадобится еще не одна книга, чтобы рассказать о всех сторонах деятельности микробов и вирусов и всех достижениях микробиологии и вирусологии.

Много, очень много узнала наука последних десятилетий о микробах и вирусах. Но если вспомнить огромность и всепроникаемость мира микросуществ, легко представить, как мало мы о них знаем. Возьмем хотя бы вирусы. Из всего огромного их многообразия к настоящему времени удалось получить и исследовать в достаточно очищенном виде лишь десятка полтора вирусов растений, несколько вирусов животных и бактериофаги. И только! А что несут с собой пока лишь увиденные «зонтики», «граммофончики», «халы», непонятные «микросуктории» и другие странные формы, открытые Стефановым и Никитиным?!

А это ведь лишь «первый урожай», который дал электронный микроскоп, примененный для изучения микробного населения воды и почвы.

Конечно, дальнейшее совершенствование способов приготовления почвенных препаратов для электронной микроскопии откроет науке еще не один десяток видов микросуществ, скрытых природой за гранью разрешающей способности обычного оптического микроскопа.

Однако сбрасывать со счетов световую микроскопию как метод познания состава почвенной микрофлоры было бы неверно.

Дело совсем не в том, что, дескать, при помощи светового микроскопа все открыто и новые формы можно увидеть лишь в микроскопе электронном. Обычному микроскопу предстоит еще много работы. Сошлемся на авторитеты.

«Нельзя забывать, что 90 процентов микрофлоры нами еще не изучено. Трудно управлять процессами в почве, когда громадное количество микробов нам совершенно неизвестно».

Эти слова принадлежат крупному микробиологу Александру Александровичу Имшенецкому, и сказаны они не так давно: в 1950 году.

Насколько недостаточны сведения микробиологов о микрофлоре природных вод, очень четко показал профессор Разумов. В его экспериментах на обычно применяемых плотных агаровых средах прорастало в колонии в среднем 0,1 процента от всех микробов, которые можно было обнаружить в водопроводной воде методом прямого счета. Как видите, способ микроскопирования здесь ни при чем. Просто далеко не все микроорганизмы, выделенные из их привычной природной среды, способны расти и размножаться в лабораторных условиях.

Помните, как много дали науке почвенная камера и метод стеклообрастания, разработанные академиком Холодным? Однако и эти способы далеки от идеала. Идеалом было бы, как образно выразился один из микробиологов-почвоведов, «составлять о почвенном микронаселении такое представление, которое получилось бы, если бы мы уменьшились до размеров микроорганизма и побродили бы в почве».

Пожалуй, самым большим приближением к такому идеалу в настоящее время являются капиллярные методы изучения микроорганизмов, разработанные после многолетних поисков замечательным советским микробиологом профессором Борисом Васильевичем Перфильевым и Диной Руфиновной Габе.

Создав собственную технологию изготовления тончайших стеклянных трубочек квадратного и прямоугольного сечения (в этих случаях становится возможным рассмотреть содержимое капилляров в микроскоп без оптических искажений), ученые сконструировали целую серию приборов, позволяющих изучать микробное население воды, ила или почвы в условиях, максимально приближенных к естественным.

Сообщества микробов размещаются в предоставленных им квартирах в соответствии со своими требованиями к химизму среды, условиям поступления кислорода, тока жидкости и т. д. Они сами «выбирают» и своих соседей.

Теперь под непосредственным наблюдением исследователей оказались не культуры отдельных микробов, а целый живой микропейзаж. Не удивляйтесь столь необычному слову — это научный термин. «Исследования в микропейзаже» — так называется одна из глав фундаментальной монографии Перфильева и Габе, удостоенной Ленинской премии 1964 года.

Изучение природной микрофлоры в микропейзажах привело авторов к открытию десятков новых родов микроорганизмов. Среди них немало существ, поистине своеобразных и удивительных.

Можно ли было подумать, что в изученных вдоль и поперек Кристателлевом пруду парка Биологического института Ленинградского университета в Петродворце и в Нижнем пруду Лесного парка обитают микроорганизмы, не сравнимые ни с чем дотоле известным микробиологам.

Диктиобактер рапакс — хищная бактериальная сетка. Представьте себе обычную хозяйственную авоську, уменьшенную до микроскопических размеров и составленную из палочковидных бактериальных клеток длиной от 2 до 6 микрон. Сетка эта способна передвигаться, складываться в восьмерку и принимать другие «позы».

Под микроскопом легко наблюдать, как такой «живой сачок» активно нападает на других бактерий, не считаясь даже с тем, что жертва иногда в несколько раз превосходит охотника своими размерами. Сетка может растягиваться. Прожорливость хищника так велика, что часто встречаются экземпляры, наполненные и растянутые заглоченной добычей почти до предела.

Ведет себя бактериальная сетка как целостный организм и способна делиться на новые экземпляры, перешнуровываясь на половины. Не менее поразительным оказался и другой хищник — Циклобактер. Здесь бактериальные клетки в зависимости от стадии развития складываются в нити и кольца, из которых образуются ловчие приспособления вроде арканов или лассо, набрасываемых на добычу. Кстати, часто жертвой этого хищника оказываются бактерии из рода Лептотрикс.

У открытых Перфильевым хищных бактерий оказалось много различных приспособлений для ловли добычи. Так, Десмобактер построен из подвижных плотных шнуров, состоящих из многих клеток и складывающихся не только в петли, но и клубки, которыми он опутывает свою добычу. Еще более сложно строение Тератобактера. Он слагается из нескольких тысяч клеток и представляет собой уже не сачок, а огромную ловчую сеть с петлями и большими лопастными выростами. Выросты и петли — это хватательные органы, из объятий которых не удается вырваться даже таким крупным бактериям, как знаменитая серобактерия Беджиота.

Итак, применение микрокапиллярных методов исследования позволило науке узнать о существовании новой большой группы микроорганизмов, обладающих совершенно своеобразным для микробов типом питания. Мы коротко рассказали здесь о некоторых из них, чтобы показать, как много еще неведомого в мире микробов.

Метод капиллярного изучения микрофлоры сделал лишь первые шаги и только начинает получать широкое распространение. Сейчас даже трудно предсказать, какие еще сюрпризы для микробиологов таит в себе дальнейшее изучение микробных пейзажей. Но сюрпризы, несомненно, будут.

А вот еще одна сенсация. Помните биохимика Эрнста Чэйна, который вместе с Флори в 1941 году получил чистый пенициллин? И вот год 1968-й. Сообщение из Англии… Лауреат Нобелевской премии, глава отделения биохимии Имперского колледжа в Лондоне официально объявил о новом большом открытии, сделанном в его лаборатории. Обнаружен неизвестный до сих пор науке вирус, пока обозначенный знаком «X».

Чэйн полагает, что открытие это может сыграть в истории медицины не меньшую роль, чем открытие пенициллина. «Весьма вероятно, — заявил профессор, — что вирус Икс может оказаться защитным средством и даже лекарством ото всех вирусных заболеваний».

Основания для такого ответственного заявления у Чэйна есть. Так, проведенные в лаборатории опыты показали, что после введения мышам вируса Икс организм животного начинает вырабатывать интерферон в количествах, о которых раньше ученые не могли даже и мечтать. Ведь именно невозможность получить в достаточном количестве в чистом виде это «универсальное противовирусное средство» и мешает применению интерферона в медицинской практике. Профессор Чэйн считает, что с открытием вируса Икс путь к изготовлению интерферона найден. Итак, в борьбе мира микросуществ и мира людей человечеством взят еще один рубеж.

Исследования продолжаются. Наступление науки идет широким фронтом. Человеческий гений все глубже проникает в тайны микромира. И кто знает, какие еще удивительные открытия зреют сейчас в тиши микробиологических и вирусологических лабораторий и какие поразительные факты предстоит открыть будущим исследователям, решившим посвятить себя увлекательнейшей и благороднейшей цели: изучению мира микросуществ!

Содержание

Вместо введения … 5

Борьба миров

Вакцины и сыворотки … 11

«Магические пули» … 13

Микробы против микробов … 18

Новое оружие … 23

Враги поневоле … 39

Новая наука — гнотобиология … 45

В кривом зеркале человеческой злобы

Тайна «острова смерти» … 54

Две стороны одной медали … 59

Индустрия смерти … 65

Чума идет в атаку … 71

Их планы … 75

Если повернуться на 180 градусов … 83

В глубинах микромира

За гранью светового микроскопа … 88

Вирусы в истории человечества … 93

Микробы микробов … 97

Вирусы против микробов … 101

Фаг в роли ищейки … 108

Интерферон … 112

ДНК … 117

Единица жизни … 118

Логика пути … 122

70 лет… первого знакомства … 133

Результаты, которых никто не ожидал … 134

Новые факты … 138

Существо, созданное руками человека … 143

Гибридизация на уровне молекул … 145

Через смерть к жизни

Трагедия в космосе … 148

В щепотке песка … 152

Где кончается жизнь … 155

Органы вне организма … 158

Для человечества … 161

Из тьмы веков … 167

Загадка Рио-Верте

Визит Кости … 172

На Рио-Верте (быль) … 173

Могло ли все это быть? … 188

Железобактерии и железо … 191

Они едят… серу … 201

Живые свидетели … 204

Микробы спускаются в скважину … 206

Первенец биометаллургии … 208

Когда отступает фантастика

Что такое фантастика? … 212

Год 2064-й … 214

Год 1964-й … 267

Несколько слов в заключение … 249

Лысогоров Новомир Васильевич

Читатели и литераторы уже не впервые встречаются с этим автором. На страницах различных журналов кандидат биологических наук Н. В. Лысогоров не раз публиковал свои статьи о достижениях науки.

Его первая крупная книга (в соавторстве с профессором В. С. Тонгуром) «Полимеры — клетка — жизнь!» вышла в издательстве «Молодая гвардия» в 1959 году. Посвященная последним успехам биологической науки, она сразу получила признание читателей.

Успех сопутствовал и второй книге — «Когда отступает фантастика». На II Всесоюзном конкурсе научно-популярных произведений она была отмечена второй премией.

Настоящее издание автором в значительной мере дополнено и переработано.

Content

Новомир Васильевич Лысогоров
Когда отступает фантастика

Вместо введения

Борьба миров

В кривом зеркале человеческой злобы

В глубинах микромира

Через смерть к жизни

Загадка Рио-Верте

Когда отступает фантастика

Несколько слов в заключение