Занимательная микробиология

 

Биологическая борьба и биологическая война  

 

 

 

В последние годы жизни Джек Лондон уделял внимание фантастике. Одна из повестей этого периода называется «Алая чума».

...Цивилизация и ее противоречия достигли высшего расцвета. Казалось, что люди полностью подчинили природу и что могуществу науки нет предела. Но вог, совсем неожиданно, появилась новая болезнь. Кожа заболевших ею становилась ярко-красной. Очень скоро человек умирал. От этой болезни не было спасения. Ее назвали алой чумой.

 

Алая чума охватила все континенты. Человечество погибло, и вместе с ним погибла вся многовековая культура. Выжила горсточка людей разных классов и профессий. Те из них, которым удалось встретиться, образовали нечто вроде первобытной орды. Они позабыли свое прошлое; у их потомков возродились древнейшие суеверия. Во главе орды встали вождь и шаман. Вновь начался каменный век. Алая чума повернула историю вспять. Происходит биологическая война и наша борьба с ней. Борьба с эпидемиями.  

 

...В повести Лондона эпидемия изображена как катастрофа, равная космической. Были ли в истории человечества, да и вообще в истории какого-либо вида животных и растений случаи болезней, подобных алой чуме?

В начале книги мы писали об эпидемиях, опустошавших целые страны.

 

Но все же никогда повальная болезнь не была причиной необратимого упадка цивилизации в культурной стране с большой численностью населения. Как бы велика ни была смертность, много народу выживало, либо выздоравливая после болезни, либо вообще не заболевая. В населенных местах Европы и Азии, особенно там, где проходили торговые пути, всегда были люди, приехавшие из других стран; были и болезни, завезенные ими. Поэтому среди населения этих мест была, как говорится, иммунная прослойка  —  переболевшие,  которым повторное заболевание уже не грозило. Эпидемии могли лишь способствовать социально- экономическим причинам, ведущим к упадку цивилизации, не более того.

 

Картина, более похожая на «Алую чуму» Джека Лондона, возникала при соприкосновении немногочисленного народа, имеющего примитивную культуру, с дотоле неизвестной болезнью. Эпоха великих географических открытий, вернее, начало колонизации многих земель, изобилует такими примерами.

 

События обычно развивались так. Какое-нибудь племя с незапамятных времен жило обособленно, лишь изредка соприкасаясь с другими, родственными племенами. У племени был «свой», привычный круг болезней, не очень многочисленных. Наверное, большую часть из них составляли даже не инфекционные заболевания, а раны, полученные на охоте, ушибы, переломы и т. д. Некоторые болезни в столь замкнутом мирке за несколько столетий должны были попросту изжить себя, и вот каким образом.

Почти все люди очень восприимчивы к кори, ветряной оспе, свинке и переболевают ими в самом раннем возрасте. Зато потом возникает весьма стойкая, пожизненная невосприимчивость; более того, возбудители этих болезней не могут долго сохраняться в организме переболевших. Таким образом, корью можно заразиться лишь от больного или только что переболевшего.

Среди населения, живущего достаточно густо и на большой территории, болезнь переходит с одного больного на другого; этот переход можно сравнить с зажиганием свечки от уже горящей свечки, но не от тлеющей головешки или от спички. Может случиться, что все свечки погаснут, то есть заболевания корью в данной местности прекратятся, пока заразу не внесут из другой местности.

 

В густо населенных странах для кори и подобных ей заболеваний всегда есть «горючий материал» — дети, не болевшие ею, и — очень редко — взрослые, почему-либо не переболевшие корью в детстве. Блуждающий огонек болезни здесь не гаснет. Впрочем, австралийский ученый Бернет предложил — более в шутку, чем всерьез—простой, но невыполнимый способ избавления от кори в масштабах всей планеты: надеть на всех без исключения людей, больных корью и здоровых, детей и взрослых, респираторы — маски, задерживающие болезнетворных возбудителей (такие маски иногда носят в инфекционных отделениях больниц). Респираторы население Земли должно было бы носить в течение инкубационного периода при кори (9—12 дней) и в течение заболевания (7— 12 дней), то есть около 20 дней. После этого, при тщательном соблюдении всех этих условий, Земля была бы свободна от кори — заболевшие ею никого бы не заразили, больные за это время выздоровели бы, и вирусы кори, не находя «горючего материала» и не обладая способностью долгое время существовать вне человека, погибли бы. Но договориться о том, чтобы все люди на Земле одновременно надели респираторы, пока трудновато.

 

Теперь посмотрим, как обстояло дело в немноголюдных племенах первобытных охотников. Детей там было не так уж много; следовательно, передача инфекции по типу «от горящей свечки к новой свечке» должна была происходить нерегулярно, прерываться, а затем и вовсе исчезнуть. Наступал момент, когда либо не было ни одного больного (не от кого было заразиться), либо были больные, но все население стало невосприимчивым (некому было заразиться). Таким образом, болезнь изживала себя; она могла появиться вновь лишь при общении с другими племенами, наверное, находившимися в таких же условиях.

Белые люди часто заставали именно такие племена, отлично «сбалансированные» с окружающим миром в  привычных  им условиях. Вступая в общение с туземцами, европейцы невольно заражали их теми болезнями, которые были обычны на европейском континенте, но которыми никто не болел в этой стране. Что же получалось?

 

Знакомство с пришельцами часто становилось гибельным для аборигенов. Болезнь, легко протекающая у европейцев, в другом климате, для людей другой расы часто становилась смертельной. Это относится, например, к кори и ветряной оспе. Положение осложнялось еще и тем, что эти болезни и в Европе переносятся людьми зрелого возраста хуже, чем детьми, а здесь заболевали все — от младенцев до стариков. Еще большие бедствия вызывали болезни, опустошавшие в то время и Европу, особенно натуральная оспа...

 

В результате вымирали целые племена, иногда поголовно. Так было в Америке, особенно среди североамериканских индейцев, а позже — среди эскимосов. Так было на многих островах Тихого океана и среди малых народов Северо-Восточной Сибири.

Как видите, события напоминают сюжет «Алой чумы». К тому же, мы упоминали здесь лишь о быстро протекающих заболеваниях, дающих эпидемические вспышки. Но европейцы заносили и другие болезни, которые также приводили к вымиранию местного населения. Из таких хронических болезней особенно много вреда принесли туберкулез и сифилис. Кстати сказать, есть предположение, что сифилис был завезен в Европу из Америки, а уж потом из Европы в другие страны. Это предположение располагает рядом серьезных доказательств: болезнь распространилась в Европе вскоре после путешествия Колумба с той же быстротой, как корь и оспа среди индейцев, и протекала скоротечно и тяжело. Любопытно и то, что у всех народов Европы того времени сифилис считался болезнью западного соседа; итальянцы называли его — «испанской болезнью», французы — «итальянской», в Германии — «французской», в Польше — «немецкой», в России — «польской». Однако есть данные и в пользу того, что эта болезнь была известна еще древнейшему населению Европы и Азии, и ее быстрое распространение в XV веке вызвано социальными причинами.

 

Но все-таки, может ли болезнь быть единственной причиной гибели большого народа с развитой культурой? Скорее всего — нет. Даже случаи, когда целые племена вымирали от оспы, следует считать скорее исключением, чем правилом. Народы, населявшие земли, куда приходили европейцы, исчезали от разных причин, и болезни были лишь одной из них. А другими служили и резкая перемена уклада жизни, и изменение экономических отношений, и отстрел животных, за счет которых жило племя, например, оленей-карибу у эскимосов, и алкоголизм, и прямое истребление.

 

После месячного ношения одежды количество микроорганизмов на одном квадратном сантиметре ее увеличивается в 2—4 раза. В раздевалке одной школы до появления учащихся было обнаружено 6 тысяч микробов в одном кубическом метре воздуха, а после того, как ребята сняли пальто — 16 тысяч.

 

В годы Великой французской революции флот адмирала Нельсона блокировал Францию. Опустели магазины — перестали поступать заморские товары. Однако не это беспокоило французов. В страну прекратился ввоз селитры. Не из чего стало изготовлять порох. Но выход был найден. По всей стране стали собирать хворост и всякий мусор в большие компостные кучи. Одни микробы разрушали органические соединения, выделяя из них аммиак, другие превращали аммиак в азотную кислоту. А селитра как раз и есть соль азотной кислоты — азотнокислый калий. Впрочем, этот способ был не открытием, а лишь воскрешением известного с тех времен, когда не знали о природных залежах селитры.

 

В древней Руси кроме податей деньгой, хлебом и медом нередко брали еще селитряления вида, заражения новых хозяев.

Видимо, так обстоит дело с вирусом бешенства. Изменения, которые этот вирус вызывает в мозгу больных животных, всегда смертельны. Однако эти изменения затрагивают такие отделы мозга, что животное за какое-то время до гибели часто ведет себя агрессивно, набрасывается на людей и на животных. А с укусом вирус передается новому хозяину. Так, ценой гибели хозяина и всех частиц вируса, находящихся в его теле, небольшая часть вирусов попадает в новое животное и размножается в нем. Казалось бы, вирус бешенства, как абсолютно смертельный, должен был истребить всех своих хозяев и погибнуть сам. Однако этого не происходит: бешенство известно человеку с незапамятных времен, и есть все основания считать, что оно было распространено на Земле задолго до появления человека.

 

Но все-таки путь превращения опасной и остро протекающей болезни в хроническую, видимо, более «экономичный» и выгодный для выживания вида. То же бешенство всегда было,— к счастью! — редкой болезнью, а заболевания с хроническим течением и благоприятным исходом распространены гораздо шире, биологическая борьба.

 

Полное истребление вида болезнью происходит, может быть, лишь тогда, когда паразит соприкасается с новым для него хозяином впервые. Случиться это может по-разному.Вы помните, что мы писали о наследственных изменениях, мутациях вирулентности? Можно предположить, что среди особей, уже давно сожительствующих с каким-либо видом, возникает очень вирулентная мутация. Для хозяина, давно жившего бок о бок с привычным паразитом, это будет равносильно встрече с новым паразитом, к которому у него нет никакого иммунитета и который будет неумеренно истреблять хозяев, что может привести к их вымиранию.

 

То, что мы сейчас описали, вообще-то говоря, возможно, особенно на изолированном участке суши, например острове. Может быть, так происходило вымирание некоторых ископаемых видов; но такого явления еще никто не наблюдал. Зато хорошо известно другое, очень похожее: когда паразит или хищник заносится в новую для него область и встречается с новыми для него видами животных.

 

Лучший пример тому—целая часть света — Австралия, где до появления европейцев водились только сумчатые ную подать. Тогда каждый двор превращался в своеобразный маленький завод по производству «боеприпасов».

 

Из-за гигантских природных залежей селитры в пустыне Атакаме много лет шла кровопролитная война между Перу, Боливией и Чили. На первый взгляд странно воевать из-за бесплодной пустыни. Но микробы превратили многие миллионы тонн птичьего помета в драгоценнейшую селитру. В этой войне Чили вышла победителем, и селитра до сих пор составляет одну из важнейших статей ее экспорта. В этом нетрудно убедиться, раскрыв любую книжку по экономической географии Южной Америки.

Леса Северной Америки и Канады понесли в прошлом столетии большой урон от непарного шелкопряда. История появления этой бабочки в Америке очень поучительна. Один энтомолог (ученый, занимающийся насекомыми) хотел найти виды шелкопрядов, не уступающих по качеству шелка тутовому. В своей лаборатории он держал и непарного шелкопряда. Однажды ветром распахнуло окно, и несколько мелких гусениц, висящих на паутинках, попали в сад. Многие годы шелкопряд не давал о себе знать — бабочки постепенно заселяли огромную, новую для них страну. Условия размножения были для них очень благоприятны — ведь в Америке до сих пор не было непарного шелкопряда, не было и его паразитов, и численность вида ничем не регулировалась. Наконец, насекомых стало столько, что они начали опустошать леса. Как американцы сумели избавиться от этой напасти, мы расскажем немного ниже. В Европе появлялись американские и иные вредители сельскохозяйственных культур. Развивались новые виды ржавчины — грибки, которые поражали злаки и другие растения.

 

Те, у кого были аквариумы, или кто интересовался жизнью рек и озер, знают водоросль — элодею. У нее длинные плети-стебли с маленькими листиками, посаженными перпендикулярно к стеблю. Эту водоросль иначе называют водяной чумой — в этом названии отразилось необыкновенно быстрое распространение растения по водоемам Европы, куда она попала из Америки. Наверно, заселение элодеей не проходило бесследно для пресноводных растений и животных Старого Света: вытеснялись водоросли, ранее жившие в этих водоемах, из-за этого менялся состав корма рыб, а это вело к изменению их численности и т. д.

Примеры, когда из-за внезапного переселения старый вид уничтожается новым, можно было бы продолжить. Характерно, что это случалось почти всегда при вмешательстве человека в природу, когда изменения наступали не постепенно, а сразу. И у зоологов, ботаников, агрономов уже давно возникала мысль: а нельзя ли то же самое делать искусственно и с пользой, так сказать, объявлять биологическую войну вредному для человека виду?

 

...Наверное, многие читали фантастический роман Г. Уэллса «Борьба миров». Вы, конечно, помните фабулу: на Землю напали марсиане—существа, похожие на спрутов, с неизмеримо более высокой культурой, чем земная, не знающие жалости к людям. Через правильные промежутки времени на Англию падают ракеты с Марса; из них выходят боевые машины марсиан, вооруженные «зеленым лучом», который сжигает все, что может гореть и плавиться. Солдат, прячущихся в траншеях, выкуривают темным, тяжелым ядовитым газом. Марсиане питаются человеческой кровью; их задача — уничтожить всякое сопротивление людей, а затем разводить их, как убойный скот. Английская армия разбита; кто сумел, уплыл за Ла- Манш. Остатки населения Лондона прячутся в канализационных трубах.

 

Но вот однажды герой романа замечает, что машины марсиан — огромные шагающие треножники — неподвижны. Над ними вьются тучи ворон, а из одной машины все время раздаются сигналы бедствия — воет сирена. Наконец, замолкает и она. Люди с опаской подходят к треножникам и видят—все марсиане мертвы! Оказывается, они погибли от непривычных для них земных микробов; сами того не зная, люди победили пришельцев с помощью биологических средств.

...Ну, а возможно ли это в жизни? Оказалось, что в некоторых случаях возможно. Сейчас мы расскажем об успешных опытах биологической борьбы с вредителями.

 

Начнем с вредителя, о котором уже много говорили,— с непарного шелкопряда. Американцам все же удалось избавиться от этого европейского пришельца с помощью европейских хищников — жуков-краснотелов. Их специально завезли и стали разводить в Америке. Результаты оказались отличными — жуки в Америке, как и в Европе, стали регулировать численность непарного шелкопряда, не давая ему чрезмерно размножаться.

 

Совсем недавно в Советском Союзе добились хороших результатов в биологической борьбе с родственником непарного шелкопряда — так называемым сибирским коконопрядом. Его бабочка коричневато-серого цвета, а гусеница живет на соснах, кедрах и лиственницах. В Юго-Восточной Сибири, Алтае, Забайкалье сосновый коконопряд всегда был опасным вредителем лесов. И вот с ним удалось

 

Чистая, неповрежденная кожа обладает свойством убивать микробов. Если на участок чистой кожи нанесено 30 миллионов микробов, то через час их окажется 720 тысяч, а через два — только 7 тысяч. Чем грязнее кожа, тем больше микробов может проникнуть в глубь организма при ее повреждении. Подсчитано, что с кожи человека во время мытья в ванне смывается от 20 миллионов до миллиарда различных микроорганизмов.Вирусы, поражающие животных, тоже приходят иногда на помощь человеку.Так, в Австралии был применен способ биологической борьбы с помощью вируса миксоматоза кроликов, который очень быстро, в течение 10—12 дней, может уничтожить практически всех зараженных животных. Но как распространить это заболевание среди пугливых и осторожных зверьков? Помогли комары. Они переносили вирус от кролика к кролику, при этом сами оставаясь нечувствительными к вирусу.

 

Можно привести и примеры успешного использования вирусов для уничтожения вредителей-насекомых. Против некоторых из них используют так называемые вирусы полиэдроза и гранулеза. На небольших участках вирусы распыляются пульверизаторами, а для обработки больших площадей применяют самолеты. Этот метод оказался очень- эффективным; он был с успехом применен в Калифорнии для борьбы с гусеницами бабочки-желтушки, которые поражали поля люцерны, и в Канаде для уничтожения соснового пилильщика. Перспективно также применение вирусов для борьбы с гусеницами, поражающими капусту и свеклу, а также для уничтожения обыкновенной домашней моли.

 

Можно привести еще несколько примеров успешной биологической борьбы. Принципы ее ясны, она может быть очень эффективной, может, видимо, целиком истребить вредителя, если он не очень многочислен и живет на изолированной территории. Ведь можно завозить все новые и новые партии паразитов, вновь и вновь обрабатывать посевы или леса взвесью бактерий. Таким образом, эпизоотия не затухнет сама собой, а будет продолжаться, пока имеется «горючий материал» — вредитель. Но она может затухнуть от другой причины — среди хозяев возникнет мутация устойчивости к данной болезни.

В этом нет ничего невозможного. По отношению к ядохимикатам такой исход, к сожалению, стал обычным (мы уже писали о нем выше): появление устойчивых форм сельскохозяйственных вредителей обесценивает отличные препараты. Нечто подобное можно наблюдать и при взаимодействии пары фаг — бактерия.

 

Возможно, что успех биологической борьбы будет зависеть от количества хозяев на данной территории и от количества паразитов, которые будут на них единовременно «напущены». Вообще биологическая борьба — дело непростое. Мы говорили лишь об удачах, а сколько было неудачных попыток? Вызвать эпизоотию — задача более сложная, чем истребить, скажем, грызунов отравленной приманкой или убить насекомых распыленным ДДТ. Нужно, во-первых, «донести» паразита до вредителей-хозяев и, во-вторых, выбрать такую болезнь, чтобы больные или умирающие животные рассеивали заразу среди своих собратьев.

 

Проблема «доставки», скажем, наездников и других паразитов-членистоногих не так уже трудна — наездник обладает сложными инстинктами поведения и сам найдет свою жертву, только выпусти его в подходящем месте. С бактериями и вирусами дело обстоит хуже. Если гусеницы заражаются, поедая листья и при этом проглатывая возбудителей болезни, то задача еще не так сложна — нужно опрыскать растения взвесью возбудителей. Но бывает,

что путь заражения непростой — он идет через специального переносчика. В этом случае распыление взвеси микробов ни к чему не приведет. Многие бактерии и вирусы во внешней среде очень нестойки и быстро погибают.

И все-таки за биологической борьбой большое будущее. Во-первых, она обходится довольно дешево — выращивание бактерий и паразитов не требует больших затрат. Во-вторых, у биологической борьбы есть одно важное преимущество, о котором мы уже отчасти говорили — она позволяет уничтожать лишь один вид, не трогая других.

 

Ведь что происходит при применении ядов (при всей пользе, которую они приносят и еще принесут сельскому хозяйству и лесному делу)? Допустим, леса- на большой площади опылены с самолета ДДТ. Вредители-насекомые гибнут; но вместе с ними гибнут и все прочие насекомые — и полезные, и безразличные для человека, но нужные для того, чтобы поддерживать уже сложившееся в этой местности равновесие между всеми живыми существами. Гибнут мелкие птицы — и из-за прямого действия яда, и из-за того, что у насекомоядных птиц не хватает теперь корма. Тем самым сокращается корм и у птиц-хищников. Небезразлично все это и для четвероногих. Лес, спасенный от вредителя, может превратиться в «зону пустыни».

 

 

 

 Смотрите также:

 

Борьба с вредителями и болезнями биологические...

Борьба с вредителями и болезнями биологические средства борьбы с вредителями и болезнями.
Рекомендуется для борьбы с комплексом листогрызущих вредителей, кроме плодожорок. Эффективен только против молодых гусениц — 1—3-го...

 

Понятие, виды и методы дезинфекции, дезинсекции и дератизации

Биологический – данный метод основывается на антагонистическом действии между разными микроорганизмами, а также действии средств
Дезинсекцией называют комплекс мероприятий по борьбе и истреблению насекомых в зданиях жилого либо нежилого типа.