какие выводы сделал ивановский после своих экспериментов по изучению мозаичности листьев табака

4. 7. 054 Вирусология Ивановского

4.7 Биология, ботаника, агрономия

4.7.054 Вирусология Ивановского

Физиолог растений, микробиолог, лектор, педагог, общественный деятель; редактор «Варшавских университетских известий»; приват-доцент Петербургского, профессор Варшавского и Донского университетов, а также Высших женских курсов; создатель научной школы вирусологов; заведующий Никитским ботаническим садом под Ялтой; председатель отделения биологии Общества естествоиспытателей природы — Дмитрий Иосифович Ивановский (1864—1920) является основоположником вирусологии.

Что такое вирус, можно узнать, заглянув в любую энциклопедию. Здоровее будет с ним познакомиться заочно.

Вирус (от лат. virus — яд) — простейшая форма жизни, микроскопическая частица, представляющая собой молекулы нуклеиновых кислот (ДНК или РНК), заключенные в белковую оболочку и способные инфицировать живые организмы.

Эти паразиты могут размножаться только внутри клетки растений, животных, грибов и бактерий. Вирусы — самая многочисленная форма существования органической материи на Земле.

Так, воды мирового океана содержат около 4;1030 вирусов бактерий (бактериофагов). Отличительной чертой вирусов служит их способность воспроизводить самих себя.

Проникая в клетку, вирусы перепрограммируют клеточные системы, подавляют противовирусную защиту и создают комфортные условия для развития собственного потомства. Клетка превращается в инкубатор вирусов, которые, созревая, покидают клетку, чаще всего губя ее, т.к. разрывают клеточную мембрану.

Чума, оспа, сибирская язва, желтая лихорадка, полиомиелит, грипп, герпес, рак, бешенство, гепатит А и В, энцефалит, корь, СПИД и пр. — все это вирусные заболевания человека, и ни одно из них нельзя назвать легким.

Без преувеличения, это опасность № 1 для человека. Недаром обладателями Нобелевских премий по физиологии и медицине, а также по химии стали больше десяти исследователей, занимавшихся вплотную изучением вирусов. И понятно, что ученый, открывший возбудителя эпидемий и пандемий, заслуживает глубочайшей благодарности всего человечества, а заодно и всего растительного и животного мира.

К чести России автор этого открытия — русский ученый, микробиолог Д.И. Ивановский.

Дмитрий Иосифович обнаружил вирусы в результате изучения заболевания табачных растений. Пытаясь найти возбудителя опасной болезни — табачной мозаики (проявляется на многих, особенно тепличных растениях в виде скручивающихся трубочкой, желтеющих и опадающих листьев, в некрозе плодов, нарастающих боковых почек), Ивановский несколько лет занимался исследованиями в Никитском ботаническом саду под Ялтой и в ботанической лаборатории АН.

Зная из работ голландского ботаника А.Д. Майера о том, что мозаичную болезнь табака можно вызвать переносом сока больных растений здоровым, ученый растирал листья больных растений, процеживал сок через полотняный фильтр и впрыскивал его в жилки здоровых листьев табака. Как правило, инфицированные растения перенимали болезнь.

Ботаник тщательно изучал под микроскопом больные листья, но не обнаружил ни бактерий, ни еще каких-либо микроорганизмов, что неудивительно, т.к. вирусы размером от 20 до 300 нм (1 нм = 10¬9 м) на два порядка меньше бактерий, и их в оптическом микроскопе увидеть нельзя.

Считая, что в инфицировании виноваты все-таки бактерии, ботаник стал пропускать сок через специальный фарфоровый фильтр Э. Шамберлена, но вопреки ожиданиям, инфекционные свойства отфильтрованного сока сохранялись, т.е. фильтр не улавливал бактерии. Попытка вырастить возбудителя мозаики на обычных питательных средах, как это делается с теми же бактериями, не увенчалась успехом.

Обнаружив в клетках инфицированных растений кристаллические включения (кристаллы «И»), ученый пришел к выводу, что возбудителем мозаичной болезни является твердое инфекционное начало — либо «фильтрующиеся» бактерии, не способные расти на искусственных субстратах, либо неведомые и невидимые микроорганизмы, выделяющие токсины.

О своих наблюдениях Ивановский доложил в 1892 г. на заседании Императорской АН. На эту тему им были опубликованы статья и брошюра «О двух болезнях табака», тут же переведенная на немецкий язык.

Докторскую диссертацию на тему «Мозаичная болезнь табака» микробиолог защитил в Киевском университете в 1903 г.

В диссертации Ивановский представил блестящие результаты своих экспериментов, безупречно отработанные методики, сделал выводы о существовании нового, неизвестного ранее класса микроорганизмов.

Дав критерии и методы для их определения, ученый заложил основы новой научной дисциплины — вирусологии, ставшей к середине XX в. самостоятельной дисциплиной.

В 1899 г. голландский ботаник М. Бейеринк независимо от Ивановского повторил опыты с табачной мозаикой на фильтре Шамберлена и подтвердил наблюдения русского ученого. На Западе было провозгласили Бейеринка первооткрывателем вирусов, но тот сам подтвердил приоритет Ивановского. Правда, при этом голландец утверждал, что мозаику табака вызывает «жидкое заразное начало, которое размножается только в живых растениях, убивается кипячением и сохраняет инфекционные свойства при высушивании».

После изобретения электронного микроскопа кристаллические включения, описанные Ивановским, были идентифицированы как кристаллы вируса табачной мозаики в 1935 г. американским биохимиком У. Стэнли — ученый получил тогда за свои исследования Нобелевскую премию.

Какое-то время при описании вирусов использовалась терминология Ивановского и Бейеринка — «фильтрующееся ядовитое начало», «фильтрующийся вирус», но со временем осталось одно слово — «вирус», и его открытие связывают с именем одного Ивановского.

Справедливости ради, надо отметить, что вирусы были известны и до Ивановского. Э. Дженнер еще в конце XVIII в. получил первую противооспенную вакцину; в 1885 г. разработал вакцину против вируса бешенства Л. Пастер. Основатель микробиологии тогда не знал природы возбудителя заболевания и называл (вместе со всем медицинским сообществом) «вирусом» всякое заразное начало.

Исследования Ивановского подхватили ученые во всем мире. Использовав метод фильтрации русского ученого, немецкие врачи Ф. Лефлер и П. Фрош в 1897 г. обнаружили возбудитель ящура крупного рогатого скота.

Затем последовал бум открытий вирусов — желтой лихорадки, чумы, бешенства, натуральной оспы, полиомиелита и т.д. В 1917 году были открыты бактериофаги — вирусы, разрушающие бактерии. Естественно, каждое открытие не было задачей «чистой» науки, за ним тут же следовало приготовление противоядия — вакцины, лечение и профилактика заболевания.

Ныне описано свыше 6000 вирусов, принадлежащих к 2000 видам, 287 родам, 73 семействам и 3 порядкам. Более десятка основных групп вирусов являются патогенными для человека.

К ДНК-содержащим вирусам относят семейство поксвирусов (вызывающих оспу), вирусы группы герпеса, аденовирусы и др.

К РНК-содержащим вирусам относят пикорнавирусы (полиомиелит, гепатит А, острые простудные заболевания), миксовирусы и парамиксовирусы (грипп, корь, свинка) и т.д.

Самую многочисленную группу составляют т.н. «арбовирусы», переносимые членистоногими — комарами, москитами, клещами.

Источник

Ответ на 6 вопрос

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

6. Открытие вирусов Д.И.Ивановским и его значение в возникновении и развитии вирусологии. Этиологическая роль вирусов в патологии человека.

Начав в 1887 изучение заболеваний табака на территории Бессарабии и Никитского ботанического сада, различил ранее смешиваемые так называемые рябуху и мозаичную болезнь. Выяснил (1892), что возбудитель последней, в отличие от бактерий, невидим в микроскоп при самом сильном увеличении, проходит через фарфоровые фильтры и не растет на обычных питательных средах. Обнаружил в клетках больных растений кристаллические включения («кристаллы Ивановского»), открыв, таким образом, особый мир возбудителей заболеваний небактериальной и непротозойной природы, названных впоследствии вирусами. Ивановский рассматривал их как мельчайшие живые организмы. Кроме того, Ивановский опубликовал работы об особенностях физиологических процессов в больных растениях, влиянии кислорода на спиртовое брожение у дрожжей, состоянии хлорофилла в растениях, его устойчивости к свету, значении каротина и ксантофилла, по почвенной микробиологии.

Помимо капитальных выводов, подтверждающих существование нового, неизвестного ранее класса микроорганизмов, в диссертации Ивановского содержатся и другие важные данные. Так им описано цитопатитическое действие возбудителя табачной мозаики и дана характеристика кристаллов, которые позже, в 1935 году были идентифицированы как кристаллы вируса табачной мозаики. Здесь же имеется описание внутриклеточных включений, положившее начало учению о включениях при вирусных инфекциях, которые и в настоящее время сохранило свое значение для диагностики вирусных заболеваний.

Наряду с работами по вирусологии, принесшими ему мировую известность, он проводил и другие исследования. Его перу принадлежит 180 публикаций, в том числе ряд работ в области почвенной микробиологии, физиологии и анатомии растений и 30 статей в энциклопедическом словаре Брокгауза. Научная деятельность Ивановского сочеталась с педагогической: он был прекрасным лектором и педагогом, воспитавшим не одно поколение студентов Петербургского, Варшавского и Донского университетов.

ЭТИОЛОГИЯ – учение о причинах и условиях возникновения и развития заболеваний и патологических процессов.

ЭТИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКТОР (ЭФ) – главный, ведущий, вызывающий фактор, без наличия которого не было бы заболевания (например, палочка Коха при туберкулезе). Этиологический фактор бывает простым (механическое воздействие) или комплексным (поражающие факторы ядерного взрыва), действующим длительно, в течение всего заболевания (микробы, вирусы, токсины), или только запускающим патологический процесс (тепловой фактор при ожоге).

ПАТОГЕНЕЗ ЗАБОЛЕВАНИЯ – диалектически противоречивый процесс, включающий в себя две противоположные тенденции: с одной стороны, это механизмы полома, повреждения, отклонения от нормы, а с другой – механизмы защиты, адаптации, компенсации и репарации.

Примеры, ВПЧ – мелкие ДНК-вирусы, характерная особенность которых заключается в способности вызывать пролиферацию эпителия кожи и слизистых оболочек.

Еще в 1986 году Я.В. Бохман сформулировал общие принципы лечения фоновых заболеваний шейки матки: оно должно предусматривать ликвидацию этиологического фактора и тех воспалительных, дисгормональных, иимунодепрессивных и дисметаболических изменений в организме, которые способствуют его возникновению и поддержанию длительного течения.

В настоящее время этиопатогенетическая терапия патологии шейки матки имеет два основных направления – воздействие на этиологический фактор – вирус папилломы человека и блокирование основных механизмов канцерогенеза, а именно гормонального канцерогенеза, связанного с повышенным образованием агрессивного метаболита эстрадиола – 16а-гидроксиэстрона (16а-ОН) на фоне гиперэстрогенемии и ВПЧ-инфицирования.

Этиологическая роль в патологии человека вируса герпеса человека 6 типа доказана в отношении двух самостоятельных заболеваний: внезапной экзантемы у детей раннего возраста и синдрома хронической усталости у взрослых.

Позднее была доказана этиологическая роль ВГЧ-6 в возникновении данного синдрома. Хотя до настоящего времени остается неясным, связан ли синдром хронической усталости этиологически с инфицированием вирусом герпеса человека 6 типа, или же болезнь является следствием реактивации латентной инфекции, т. е. ВГЧ-6 играет патогенетическую роль. В отличие от внезапной экзантемы, синдром хронической усталости — болезнь взрослых.

В 1957 г. вирусы полиомиелита, Коксаки и ECHO были объединены в одну группу и названы кишечными вирусами человека. 6 последние десятилетия продолжали накапливаться факты, объясняющие роль энтеровирусов в патологии человека.

Как сейчас установлено, энтеровирусы играют этиологическую роль в возникновении серозных менингитов и значительно реже — менингоэнцефалитов с доброкачественным течением.

Источник

Отец вирусологии: Дмитрий Ивановский

Вышел в свет первый выпуск нового ежеквартального журнала АФК «Система» о науке и инновациях – Sistema Science, посвященный передовым научным достижениям и наиболее интересным высокотехнологичным разработкам в мире и России, в том числе сделанных в компаниях АФК «Система». Автор блога написал туда статью о первооткрывателе вирусов, которой мы делимся с читателями, дополнив ее фотографиями, которых нет в журнале.

Наверное, не будет преувеличением сказать, что слово «вирус» станет одной из самых устойчивых ассоциаций с 2020-м годом в истории человечества. Тем удивительней признавать тот факт, что имя первооткрывателя вирусов, ботаника Дмитрия Ивановского, до сих пор известно лишь в кругах специалистов. Проживший драматичную, но полную трудов жизнь, посвятивший всего себя науке, но до конца так и не понявший масштаба своего открытия, Ивановский и сегодня остается одним из самых недооцененных персонажей мирового естествознания.

Места рождения «отца мировой вирусологии» на современных картах не найти. Будущий ученый появился на свет 28 октября старого стиля 1864 года в Российской империи – селе Низы, расположенном на старинном тракте из Гдова в Нарву. В 1954 году при заполнении Нарвского водохранилища родина первооткрывателя вирусов навсегда исчезла под водой.

Семья Ивановских была дворянского происхождения, но очень бедной. Иосиф Антонович Ивановский, отец ученого, служил приставом в чине коллежского асессора. Это был чин восьмой ступени Табели о рангах (нижний чин – четырнадцатой ступени, высший – первой). Дмитрий Ивановский был четвертым из пяти детей в семье. В 1883 году он с медалью окончил столичную Ларинскую гимназию и поступил на физико-математический факультет в Императорский Санкт-Петербургский университет. Как студент, делающий большие успехи в учебе, он получал 600 рублей стипендии и мог помогать матери. Екатерина Александровна к тому времени уже овдовела и с трудом на 372 рубля в год содержала большую семью.

На пути в большую науку

В университете Ивановскому повезло: в то время там преподавали два выдающихся ботаника – Андрей Фаминцын и Андрей Бекетов, брат одного из величайших российских физхимиков Николая Бекетова. Они помогли молодому студенту определиться с выбором будущей специальности. Бекетов же, сам того не зная, подтолкнул Ивановского к открытию вирусов. Дело в том, что в 1887 году от Вольного экономического общества поступил запрос на изучение болезней табака, и Бекетов предложил эту работу талантливому студенту.

Учитель Ивановского Андрей Фаминцын

Ивановский в год окончания вуза

Ивановский с однокашником Валерианом Половцевым поехал на табачные плантации на юг Малороссии и Бессарабии. Итогом стали две одноименные статьи под названием «Рябуха, болезнь табака». Позже Ивановский продолжил изучение болезни, которая стала более известна под названием табачная мозаика. Здесь он применил изобретение французского микробиолога – гениальная догадка позволила сделать великое открытие.

Фильтр против бактерий

В 1884 году Шарль Шамберлан, коллега Луи Пастера, который не смог открыть возбудителя бешенства (вирусной инфекции, как мы сейчас знаем), сумел создать фильтр с мельчайшими порами, которые отсеивали все бактерии. Этим фильтром и воспользовался Ивановский, когда начал изучать болезнь растений – табачную мозаику. В статье 1892 года, озаглавленной «О двух болезнях табака», Ивановский показал: даже выжимка из перетертых листьев больного табака, пропущенная через фильтр Шамберлана, все равно заражает другие растения.

Вирус табачной мозаики

К этому выводу спустя шесть лет пришел голландец Мартин Бейенринк. Независимо от Ивановского он повторил и расширил эксперимент с фильтрацией, отметив, что инфекционный агент не является бактериальным – он назвал его contagium vivum fluidum, то есть «зараза живая текучая». Знакомство с трудами Бейеринка дает ясное понимание: он осознавал, что обнаружил не токсин, а новый тип возбудителя инфекционных заболеваний и считает его живым.
Опираясь на этот факт, Бейенринк поначалу настаивал на своем полном приоритете в открытии вирусов, но после ознакомления со статьей Ивановского признал также заслуги российского ученого. «Подтверждаю, что приоритет опыта с фильтрованием […] принадлежит господину Ивановскому», – заявил голландец, тем самым подтвердив первенство Ивановского в ключевом моменте – самом открытии возбудителя инфекции, который по размерам гораздо меньше бактерий.

Мартин Бейеринк в своей лаборатории в 1921 году

Как мы теперь знаем, Ивановскому принадлежит и приоритет в названии инфекционного агента, и прозрение в том, что он – дискретный, а не жидкий, как считал Бейенринк. Впрочем, ни Ивановский, ни Бейенринк так и не осознали до конца масштабов и сути своих находок. Сейчас принято считать, что Ивановскому принадлежит честь самого открытия, а Бейенринку – его повторение и распространение в научном мире. Однако для полноценного осознания природы вирусов понадобились труды следующих поколений ученых. В частности, американского химика Уэнделла Стэнли.

Между Пастером и Кохом

В 1935 году Стэнли удалось получить настоящие кристаллы вируса той самой табачной мозаики, то есть впервые в мире выделить образец нового патогена в чистом виде. За это достижение ему будет присуждена в 1946 году Нобелевская премия по химии. Получая награду, американский ученый не забудет упомянуть, кому обязан своим открытием. «Я полагаю, что имя Ивановского в науке о вирусах следует рассматривать почти в том же свете, что и имена Пастера и Коха в микробиологии», – скажет он в своей Нобелевской речи.

Вспоминая Ивановского, Стэнли отмечал, что в конце девятнадцатого века российскому ученому не хватило совсем малого, чтобы совершить гигантский прорыв в науке. «Когда в 1892 году Ивановский обнаружил, что сок растения, пораженного табачной мозаикой, остается заразным после прохождения через фильтр, который удерживает все известные живые организмы, он был готов заключить, что болезнь была бактериальной по своей природе, несмотря на то, что он не мог найти бактерий возбудителя, – напишет нобелевский лауреат. – В результате его наблюдения не привлекли к себе внимания».

Уэнделл Мередит Стэнли

Дальнейшая жизнь Ивановского сложилась не очень счастливо. Свою докторскую диссертацию о мозаичной болезни табака он писал долго и защитил только в 1903 году, и после этого к данной теме больше не возвращался. К тому времени он уже женился на дочери своей квартирной хозяйки, в 1890 году у семьи родился сын Николай.

В 1901 году Ивановский переехал в Варшаву, где сотрудничал с создателем хроматографии и нобелевским номинантом Михаилом Цветом, а также выпустил несколько прекрасных исследований по пигментам растений.

Когда началась Первая мировая война, Варшавский университет эвакуировали в Ростов-на-Дону. Это стало большим ударом для Ивановского – вторым после смерти сына Николая. Лабораторию перевезти не удалось, все пришлось создавать заново. Он делал все, что мог, старался работать, читал лекции, вдохновлял студентов… Но угасал. В свои 55 лет он уже казался стариком, читать лекции ему было все труднее и труднее.

Вот как описывал свою встречу с Ивановским его ученик, академик АН СССР Николай Максимов: «Это было в 1919 г., меньше чем за год до смерти Д.И. Я застал его уже совсем стариком, очень ослабевшим и болезненным, хотя ему в то время было всего 55 лет. Ивановский встретил меня очень приветливо и рассказал, что работает главным образом над окончанием своего учебника физиологии растений, в котором хочет отразить весь свой многолетний опыт чтения курса физиологии растений в университете. Книга уже подходила к концу, и Д.И. с удовлетворением показывал мне последние корректурные листы». К слову, свой opus magnum Ивановский успел закончить – и его несколько поколений ботаников называли лучшим учебником физиологии растений современности.

Последняяя фотография Ивановского

Ивановский скончался 20 апреля 1920 года от цирроза печени, который развился, по-видимому, от постоянного контакта с реактивами в лаборатории. Он был похоронен на Новопоселковском кладбище Ростова-на-Дону, но, как и место его рождения, захоронение исчезло, его больше нет на карте. Сегодня в память об ученом на Братском кладбище установлен кенотаф.

Источник

LiveInternetLiveInternet

—Рубрики

—Поиск по дневнику

—Подписка по e-mail

—Интересы

—Постоянные читатели

—Сообщества

—Статистика

Дмитрий Иосифович Ивановский (1864-1920)

Заболевания растений, животных и человека, вирусная природа которых в настоящее время установлена, в течение многих столетий наносили огромный вред здоровью человека и значительный ущерб хозяйству. Все попытки узнать причину возникновения этих болезней и обнаружить их возбудителя оставались безуспешными.

Дмитрий Иосифович Ивановский

Дмитрий Иосифович Ивановский родился в 1864 году в Петербургской губернии. Окончив с отличием гимназию, в августе 1883 года он поступает в Петербургский университет на физико-математический факультет. Как нуждающийся студент Ивановский был освобожден от уплаты за обучение и получал стипендию.

Под влиянием выдающихся деятелей науки, преподававших в то время в университете (И. М. Сеченов, А. М. Бутлеров, В. В. Докучаев, А. Н. Бекетов, А. С. Фамицин и другие), формировалось мировоззрение будущего ученого. Будучи студентом, Ивановский с увлечением работал в научном биологическом кружке, проводил опыты по анатомии и физиологии растений, тщательно выполняя эксперименты. Поэтому А. Н. Бекетов, возглавлявший тогда общество естествоиспытателей, и профессор А. С. Фамицин предложили в 1887 году студентам Д. И. Ивановскому и В. В. Половцеву поехать на Украину и в Бессарабию для изучения заболевания табака, наносившего огромный ущерб сельскому хозяйству юга России. Листья табака покрывались сложным абстрактным рисунком, участки которого растекались, как чернила на промокашке, и распространялись с растения на растение.

На основе опыта крестьян, собственных наблюдений и изучения больных растений Ивановский и Половцев пришли к заключению, что рябуха поражает растения, высаженные на старых плантациях табака, и дали рекомендации по введению севооборота и повышению культуры земледелия.

Дальнейшие исследования мозаичной болезни табака Ивановский продолжает в Никитском ботаническом саду (под Ялтой) и в ботанической лаборатории Академии наук.

Мелко растертый лист больного табака Ивановский помещал в жидкость, которую затем фильтровал. Бактерии при этом задерживались фильтром, а прошедшая фильтрацию жидкость должна была быть стерильной и не способной заразить здоровое растение при попадании на него. Но она заражала! В этом суть открытия Ивановского (как просто всё гениальное!).

Вирусы табачной мозаики (электронное увеличение)

В 1895 году Ивановский защитил магистерскую диссертацию и в качестве приват-доцента Петербургского университета начал чтение лекций по физиологии низших организмов, а с 1896 — по анатомии и физиологии растений. С 1901 года — экстраординарный, а с 1903-го — ординарный профессор Варшавского университета. В Варшаве Ивановский одновременно преподавал на Высших женских курсах.

Известны также работы Ивановского и по общей сельскохозяйственной микробиологии. Ивановский был дарвинистом, подчёркивал зависимость организмов от условий окружающей среды и доказывал эволюционное значение этого факта.

В дальнейшем Ивановским было проведено научное исследование воздушного питания растений, он сосредоточил своё внимание на изучении состояния хлорофилла растений, значении каротина и ксантофилла для растений, устойчивости хлорофилла к свету в живом листе и второго максимума ассимиляции. Эти исследования Ивановский проводил совместно с М. С. Цветом — создателем метода адсорбированного хроматографического анализа. 1 января 1914 года Ивановский был произведен в действительные статские советники.

В 1915 году Варшавский университет был эвакуирован в Ростов-на-Дону. Эвакуация не позволила перевезти лабораторию, которую Ивановский в течение многих лет создавал в Варшаве. Ивановскому пришлось всё заново организовывать. Работая в Донском университете (профессор с 1915 года), Ивановский участвовал в его общественной жизни как председатель отделения биологии Общества естествоиспытателей природы.

Наряду с работами Ивановского по вирусологии, принёсшими ему мировую известность, он проводил и другие исследования. Он автор 180 публикаций, в том числе ряда работ в области почвенной микробиологии, физиологии и анатомии растений, 30 статей в энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона и двухтомного учебника по физиологии растений.

Умер 20 апреля 1920 года в Ростове-на-Дону. Похоронен был на ныне не существующем Новопоселенском кладбище. На территории Братского кладбища Д. И. Ивановскому установлен памятник, в северо-восточной части.

В знак признания выдающихся заслуг Д. И. Ивановского перед вирусологической наукой Институту вирусологии АМН СССР (ныне РАМН) в 1950 году было присвоено его имя, в Академии медицинских наук учреждена премия имени Д. И. Ивановского, которая присуждается один раз в три года за лучшую научную работу по вирусологии.

Источник