在人类发现细菌以后很多凶顽的病原菌都先后被捉住了,由它们引起的传染病,也被控制住了。
但是仍有很多威胁人类生命的烈性传染病,在很长一段时间里找不到病原体。
1875年,费德希国王去澳大利亚旅行,患上了在澳大利亚大陆几乎每个孩子都得过的“麻疹”。当国王痊愈后回到自己美丽的岛国不久,岛上就开始了麻疹的流行。这里从未见过麻疹,人们对它没有丝毫的抵抗力。麻疹在费德希岛横行无阻,在很短的时间内,竟使这个只有1万余人口的小国,增加了四千多个坟墓,然而人们都一直不知道麻疹是怎么得的。
1918~1919年,全世界流行了一次可怕的瘟疫。它跨过高山峻岭,越过辽阔海洋,从炎热的赤道,到酷寒的两极,使全世界1/4的人得病。这次疾病使得许多工厂停工,学校停课,社会生活的正常秩序全被搞乱,成为全球性的灾难。2000多万人由此而丧生,比第一次世界大战中死亡的人数还要多。这就是“流行性感冒”,可人们依然找不到致病的根源。
从烟草花叶病说起
大流行病不仅在人群中发生,而且在动物、植物中也有类似的情况。
19世纪末,在欧洲一些种植烟草的农田里,发现好多烟草的叶片产生了疮斑,形成深浅相间的花叶,而且这种烟草花叶病到处传播。在荷兰工作的德国人麦尔出于好奇,把烟草花叶病病株的汁液,用注射器注射到健康烟草叶片的叶脉中,结果这些健康叶片,也发生了花叶病,这是人们最早知道这种烟草花叶病具有传染性。
1892年,在俄国大片种植烟草的农田里,也发生了这种瘟疫,而且传播十分迅猛,成片成片农田里的烟草叶片上长出疮斑,不久整个烟叶就完全枯萎腐烂,成百上千个种植烟草的农户,陷于破产的境地。
当时俄国年轻的植物病理学家伊万诺夫斯基看到这种可怕的流行病,就设法帮助这些种植烟草的农民,开始研究这种烟草花叶病。
他到农田采了一些染有花叶病的烟草叶片,把它们捣烂,加水调成浆液,再把它滴在没有患病的烟叶上。不久,这株原来健康的烟叶,也患上了同样的烟草花叶病。
他取出了一些捣碎了的花叶病烟叶浆,放在显微镜下观察,想找到一些引起这些疾病的细菌。但是一次一次地观察,始终没有能看到这种引起花叶病的细菌。
他想:如果把细菌都过滤掉,这种病还会传染吗?于是第二天就动手干起来了。
这一回,他把害病烟叶的浆液,通过一个非常精细的,连细菌都过不去的过滤器,进行过滤,并接了一瓶滤液。
他把这些没有细菌的滤液滴在健康的烟叶上,但令他惊奇的是这株烟草还是染上了花叶病,叶片上出现了块块疮斑,最后终于枯萎死亡。看来花叶病不是由细菌引起的。
那么会不会是由某种毒素引起的?因为毒素可以溶解在浆液里,也可以通过过滤器。
他把试验又做了一次,将通过过滤器的滤液,滴在一株健康的烟叶上,不久烟叶上就出现了疮斑,他再把这片烟叶加水捣成浆,再通过过滤器,将滤液滴在另一株健康的烟叶上,这株烟草也害起了花叶病,而且比第一次更快更强烈。他用同样的方法把第二株烟草的花叶病的滤液,给第三株、第四株烟草……结果所有的烟草全都染上了花叶病,而且病情全都一样。
这是多么奇怪的现象啊!伊万诺夫斯基想:如果烟草花叶病是由毒素引起,那么毒素从一株到又一株烟草上接种,应该是越来越淡,致病的作用越来越弱。然而事实上没有出现这样的情况。
“这绝不是没有生命的毒素,”他断言:“这一定是比细菌还要小的生物,它可以通过滤器的细孔,从一株烟草传到另一株烟草上。”
1898年,荷兰的生物学家贝哲林克,继续研究烟草花叶病,进一步肯定了伊万诺夫斯基的结果,并且发现烟草花叶病的病原,虽然在显微镜下看不见,在试管里用培养细菌的方法也培养不出来,但能在琼胶中扩散。于是他认为烟草花叶病的病原体,是一种比细菌还要小的“有传染性的,活的流质”。他给这样的病原体起名叫做“病毒(Virus) ”,拉丁语的原意是“毒”。
随后,其他一些可通过细菌过滤器的病原体陆续被测知,1898年德国细菌学家勒夫勒和弗施,发现牛口蹄疫的病原体,也能通过细菌过滤器。1915~1917年,托特和德爱莱尔分别发现了噬菌体等等。
让恶魔现形
虽然人们知道了病毒具有传染性,但病毒到底是什么?还是个大问号。
1935年,美国的生物化学家斯坦利,从烟草花叶病病叶中提出了病毒结晶,人们又有了一个新的认识。斯坦利几乎磨了上吨重的花叶病烟草叶,将汁液过滤结晶,最终他得到了一小匙针状结晶的东西,把结晶物放在少量水中,用手指沾一点这溶液,在健康烟叶上摩擦几下,几天后这株烟草就会得花叶病。可见提纯结晶物的确是烟草花叶病毒。人们只知像食盐、蛋白质这类无生命的东西可以结晶,可这项实验使人们知道活的病毒也能结晶。
20世纪30年代初,发明了电子显微镜。它可以把物体放大1万倍以上,一些比细菌更微小的东西,也可以在电子显微镜下呈现出来。1943年德国科学家考希首次在电子显微镜下拍摄到烟草花叶病毒的照片,人们终于看到它那杆状的外形。随着科技的发展,人们又用各种现代的观察测试手段如电子显微镜、超速离心沉降法、电泳法、X射线衍射法等,看到了各种病毒的形态,而且知道了它们都有一个蛋白质的外壳,中心是核酸。这核酸,有的病毒是核糖核酸,有的是脱氧核糖核酸。有些病毒在蛋白质壳外,还裹有一层包膜。
病毒太小了,难怪人们一直难以发现它,大的如牛痘病毒,直径是250纳米,小的如口蹄疫病毒只有21纳米,比血清白蛋白的分子(22纳米)还小。1纳米有多大呢?1纳米只有百万分之一毫米(106毫米)。
1971年,在美国从马铃薯纺锤形块茎病中,分离出一种具有感染性和自主复制能力的低分子核糖核酸,科学家把它称为类病毒,是当今所知道的最小、没有蛋白质只有核糖核酸一种成分,专在细胞内寄生的分子生物。
1981年至1983年,在澳大利亚从绒毛烟、苜蓿和地下三叶草上又发现了一种后来称为拟病毒的生物。拟病毒可认为是包裹在植物病毒内的类病毒。
1982年又发现了一类与传统病毒有显著差异的病毒,只由一些蛋白质组成,被称为朊病毒。它能侵染动物并在寄主细胞内复制。
了不得的小东西
病毒的发现,使人类对微生物的认识进入了一个新的领域。现已知几乎所有的生物包括动物、植物和微生物普遍受到病毒的侵染。前面曾提到的麻疹、流感就是病毒在历史上造成的人间悲剧,即就是在科技进步社会文明的今天,病毒仍然在威胁着人类。艾滋病、传染性肝炎、小儿麻痹症等,都是由各种不同的病毒引起的。病毒不仅危害人体生命健康,也会导致动植物患病,使牲畜大量死亡,农作物颗粒无收。
据统计人类的各种传染病中,由病毒引起的占80%,在人类的恶性肿瘤中,也有约15%是由于病毒感染而诱发的。显然病毒是当前人类生命健康和农牧业生产的大敌。发现了病毒,了解了它的本质,就可有针对性地研制疫苗进行预防治疗,还可以对农作物病虫害进行病毒生物学防治。
然而病毒并非完全有害,某些病毒还有可利用的一方面,比如某些病毒可以调动人体免疫力,去抵御其他恶性疾病。
另外,这一发现以及随之而进行的研究,在探讨生命本质、生命起源以及遗传工程基因工程中,都得到广泛应用,为人类的生存,创造出巨大的社会效益和经济效益。