Мир микробов

Мельчайшие вирусные частицы могут служить препятствием только для очень коротких волн — в сотни раз более коротких, чем световые. Такой короткой длиной волны обладают электронные лучи, представляющие собой потоки электронов, несущихся с огромной скоростью.

Изобретение электронного микроскопа, в котором через объект проходят электронные лучи, позволило, наконец, увидеть вирусы.

Устройство электронного микроскопа в принципе аналогично устройству светового микроскопа (рис. 27): вместо электрического осветителя или дневного солнечного света в электронном микроскопе имеется так называемая электронная «пушка», из раскаленной нити которой в безвоздушном пространстве вылетают потоки электронов — мельчайших частиц материи, несущих отрицательный заряд электричества; вместо стеклянных линз — конденсора, объектива и окуляра — ряд электромагнитов, концентрирующих, собирающих и раздвигающих поток электронов. Когда собранный первой магнитной линзой (называемой конденсорной) пучок электронов достигает объекта, например, вирусной частицы, то часть электронов, сталкиваясь с атомами вещества объекта, рассеивается в стороны. Чем плотнее или толще отдельные части объекта, тем сильнее рассеяние электронов. Пройдя через исследуемую частицу, электронный поток попадает в объективную магнитную линзу. Увеличенное объективной линзой изображение предмета ещё больше увеличивается третьей линзой — проекционной, которая и отбрасывает поток электронов на светящийся под ударами этих электронов экран или на фотографическую пластинку. Те места экрана, на которые попало больше всего электронов, будут светиться ярче всего. Рассеянные вирусом электроны частично не дойдут до экрана, причём в зависимости от различий в плотности отдельных мест объекта на экран попадает различное количество электронов. Таким образом, на экране возникает контрастное, сильно увеличенное изображение вирусной частицы. При помощи электронного микроскопа можно увеличить изображение предмета в десятки и даже в сотни тысяч раз. Таким образом, можно получить увеличение в сто раз большее, чем в обычном световом микроскопе.

Конструирование советского электронного микроскопа начато в 1940 г. группой учёных под руководством академика А. А. Лебедева. За это время было изготовлено несколько моделей микроскопов, которые дают увеличение в десятки тысяч раз. Советский электронный микроскоп по праву считается лучшим в мире и значительно превосходит американские микроскопы и по качеству изображения и по совершенству конструкции (рис. 28).

Рис. 27. Сравнительная схема устройства оптического и электронного микроскопов

Рис. 28. Советский электронный микроскоп

В электронный микроскоп учёные, наконец, увидели мельчайшие вирусы и разобрались в их форме и строении. Оказалось, что вирусы имеют разную форму. Вирус оспы, выглядевший в световом микроскопе в виде крошечных шариков, в электронном микроскопе имел слегка вытянутую в длину форму многоугольника. Вирус гриппа оказался шаровидным, а вирус табачной мозаики палочковидным. Сложно устроенным оказался бактериофаг, бактериальный вирус; в тельце бактериофага можно было различить головку размером в несколько миллионных долей миллиметра и более длинный хвостик, посредством которого он, согласно новейшим исследованиям советских ученых, прикрепляется к поверхности бактериальной клетки.

Электронный микроскоп дал возможность изучить внутреннее строение бактерий и грибов.

Правда, у электронного микроскопа имеется тот существенный недостаток, что прямолинейность потока электронов, необходимая для четкости изображения, может быть достигнута только при помощи полного вакуума — электроны должны лететь в безвоздушном пространстве. Таким образом, в электронном микроскопе можно рассматривать только полностью высушенные объекты, находящиеся в вакууме и подвергающиеся интенсивному обстрелу электронами. Конечно, при этом несколько изменяется естественное строение вируса и клетки. Кроме того, мы лишены возможности наблюдать объект в его жизнедеятельности и по существу рассматриваем только трупы микробов.

Нужно надеяться, что крупные дефекты современных электронных микроскопов будут в скором времени устранены и мы получим возможность изучать ещё более детально и притом в живом состоянии строение и жизнь бактерий и вирусов.

4. Заразные болезни, их причины и способы борьбы с ними

Заразные (инфекционные) болезни были известны еще в древности. Наиболее тяжёлые из них (чума, холера, оспа) часто принимали массовое распространение, вызывали повальный мор, вследствие чего цветущие города превращались в обширные кладбища.

Чума в VI веке унесла половину населения Римской империи (Юстинианова чума). В середине XIV века значительная часть населения Европы погибла от чумы. И в настоящее время в зависимых от Америки и Англии странах от чумы, холеры и оспы ежегодно гибнут сотни тысяч людей.