Господин Свещаров
Биология за всички (6)

Вируси — защитници на растенията

Още от зората на своята цивилизация човечеството води дълга и изтощителна война с най-различни болестотворни причинители. Днес биолози и медици с гордост могат да отбележат, че в много райони на света окончателно са изкоренени някои причинени от патогенни бактерии болести, които в миналото вземаха милиони човешки жертви. Същевременно редица болести, предизвикани от коварни и невидими врагове — вирусите, все още продължават безпрепятствено да размахват смъртоносните си коси. Вирусите нападат селскостопански животни, унищожават огромни реколти от културни растения, разрушават дори и бактерийни клетки. Разбира се, те не отминават и човека. Известни са над 500 различни вируса, които са опасни за здравето на хората (фиг. 5).

Фиг.5. Размножаване на вирус в клетка.

Дълго време причинителите на опасни болести оставаха скрити за хората. Но от началото на XX в. до наши дни научният и техническият прогрес въоръжиха изследователите с множество прецизни уреди и апарати, които им дадоха възможност да надникнат във вътрешноклетъчната структура на организмите. Благодарение на съвременния електронен микроскоп, който увеличава обектите стотици хиляди пъти, необятният и съвършено непознат свят на вирусите стана видим за хората.

Както вече казахме, вирусите са абсолютни вътрешноклетъчни паразити. „Молекулният пират“ — вирусът — става пълновластен господар на клетъчното стопанство. Той започва да използува всичките енергийни и материални запаси на клетката за собственото си размножаване. В повечето случаи нападнатата клетка е беззащитна пред агресора.

С право могат да се зададат въпросите: нима клетката не може да разпознае навлизането на чуждата нуклеинова киселина? Изграждащите вирусите ДНК и РНК различни ли са от тези на клетката? Отговорът се крие в удивителното единство на молекулната структура на всички организми. Известно е, че нормалната жизнена дейност на всяка клетка се определя от функционирането на собствените й нуклеинови киселини. Тя работи съобразно с инструкциите, записани в тях. Интересно е, че т.нар. онкогенни вируси, т.е. тези, които предизвикват ракови тумори, могат да предизвикват промени в наследствения апарат на нападнатите клетки. Тези клетки продължават да се делят в течение на твърде продължителен срок и това довежда до образуването на тумори.

Не мислете обаче, че клетката винаги е беззащитна срещу нападащите я молекулни „пирати“ и че победител в техния двубой е винаги нашественикът. Тя всъщност води отчаяна борба срещу инфекциозния агент. Една от нейните най-важни прояви е образуването на антитела, интерферон и пр.

Безспорно най-ефикасният начин за предпазване на организмите от нашествията на патогенните вируси е създаването и прилагането на ваксини срещу тях. Известно е, че срещу някои вирусни болести (вариола, полиомиелит, бяс и др.) бяха намерени и успешно приложени ваксини. Огромните усилия на учените да бъде приготвена универсална ваксина срещу всички видове грипни вируси се оказаха несполучливи. Сега големи надежди се възлагат на една ваксина, изработена от проф. Клод Анун, за която се предполага, че ще може да предпази хората от грипни болести до края на 1980 г.

Според мнението на някои съветски биолози ваксинацията открива широки перспективи и в борбата срещу вирусните болести по растенията. Омаломощени болестотворни вируси, вкарани в растение чрез впръскване, могат да го предпазят от същия вид инфекция. Експериментално този метод е бил проверен върху домати, които сполучливо са били предпазени от опасната болест мозайка. Вирусите за изработване на култура от омаломощени болестотворни причинители били взети от тъканта на растенията.

Наскоро д-р Уотърхауз — ръководител на изследователската група от биолози към Организацията за земеделие и изхранване (ФАО) при ООН — съобщи, че в близко бъдеще човекът ще разполага в борбата си срещу паразитите с едно ново и твърде ефикасно оръжие — вирусите. Като предизвикват тежки епидемии срещу насекомите-вредители по селското и горското стопанство, учените успешно ще могат да се справят с онези насекомни видове, които са си изработили резистентност (невъзприемчивост) към класическите антипаразитни средства. Засега са известни над 300 вида вируси, които могат да предизвикват смъртоносни епидемии сред насекоми-вредители. Един от тях вече успешно е бил изпробван в САЩ, а други 4 сега се изпитват. Най-добри резултати американските биолози са получили през 1970 г., когато за пръв път е бил произведен в индустриални мащаби инсектициден вирус, предизвикващ т.нар. ядрена полиедроза по пеперудата нощен хелиотис. Освен че се оказал много специфичен, той не атакувал нито паразитите, нито естествените врагове на насекомите. Въпросният вирус показал великолепна устойчивост — близо 20 години той не променил спецификата си. Освен това всички тестове за токсичност и предизвикване на тумори при зайци, кучета, свине, гълъби, врабчета, седем вида риби, плъхове, мишки и хора се оказали отрицателни.

Групата на д-р Уотърхауз е препоръчала масовото производство на вируси за борба със споменатите вредители, разбира се, след като бъде установено с абсолютна сигурност, че те не са опасни за човека, животните и околната среда. От своя страна латвийски биолози съобщиха, че са открили вируси, които унищожават гъсениците на ябълковия молец. Тези вируси разрушавали клетките от основните тъкани на насекомото. Овощни дръвчета в Латвийската ССР са били пръскани със суспензия от вируси, вследствие на което е била реализирана годишна икономия от 4 милиона рубли.

Не напразно в последните няколко години се заговори, че вирусите са третото оръжие срещу насекомите-вредители след техните естествени врагове и химичните препарати. Това е една форма на биологична борба, която трябва да „поеме щафетата“ от химичната борба, защото вече повече от 300 вида вредители си изработиха защитна система срещу инсектицидите. Този факт означава една непрекъсната ескалация в употребата на пестициди, което може да има трагични последици за човечеството.

На биолозите отдавна е известно, че в природата съществуват естествени механизми за регулиране числеността на насекомите. Когато даден насекомен вид се размножи извънредно много, винаги по него се появява спонтанна епизоотия, предизвикана от някой от 400-те вида вируси, патогенни за насекомите. Въз основа на това се е роди и идеята да се използуват специално отгледани вируси срещу определен вредител.

Учените имат сериозно основание да предложат насекомните вируси за борба с вредните насекоми, защото досега не е наблюдаван случай на заболяване на гръбначно животно, предизвикано от поразяващ насекомите вирус. Няма такива случаи и при опитното използуване на вируси върху големи площи.

Оказа се за щастие, че всички опити за заразяване на пчелите с предвидените за използуване антинасекомни вируси са останали безуспешни. Тъй като съществува опасност да бъдат поразени и полезни насекоми, играещи важна роля в екологичното равновесие, сега се практикува изолирането и употребата само на строго специфични вируси.

В момента индустриалните мащаби на производство на вируси за борба с вредителите по растенията са ограничени, защото струват сравнително скъпо и изискват продължително време. Експериментира се върху няколко вида, които могат да дадат голям икономически ефект. Голям напредък бе установен при използуването на изкуствени среди за развитие на вирусите, вместо отглеждането на насекоми от вида-вредител, в които вирусите задължително се размножават.

Постиженията в разглежданата област откриват пред човечеството наистина необятни възможности. Специалистите се надяват, че в най-скоро време световната научна мисъл ще успее значително да ограничи дейността на патогенните вируси и да превърне други видове от врагове в приятели на хората.