Бактерии и вирусы – самые мелкие организмы на Земле. Хотя это довольно просто организованные существа, примитивными их не назовешь. Они умеют выживать в самых неблагоприятных условиях, а чрезвычайная способность адаптироваться к новым условиям ставит их в ряд наиболее преуспевающих и продвинувшихся форм.

Вирусы и их деятельность

Вирусы были описаны учеными поначалу как «живые химические соединения». Они не питаются, не дышат, не растут, не передвигаются и никогда не встречаются свободноживущими в природе. Но, оказавшись в живой клетке, завладевают ею и используют ее ресурсы для производства новых поколений вирусов. Вирусной атаке может подвергнуться всякая живая клетка. Вирусные частицы, различимые под микроскопом, являются патогенным началом, неким «инертным комочком» химических соединений, путешествующим от своей последней «клетки-жертвы» к очередной добыче.
Вирус состоит из стержня, представленного наследственным материалом, и покрывающей его белковой оболочки. Вирусы растений проникают в клетку через ее поврежденную оболочку, а вирусы животных захватываются самой клеткой, как если бы они были кусочками пищи. Бактериофаги вводят себя в клетку сами. Оказавшись внутри клетки, генетический материал вируса начинает контролировать функции многих клеточных механизмов и использовать их для производства новых вирусных частиц.
Вирусные инфекции, как правило, специфичны. Каждая разновидность вируса заражает только определенный организм или даже его отдельные органы. Вирулентный вирус разрушает пораженные им клетки с освобождением новых вирусных частиц, что и вызывает такие заболевания, как желтая лихорадка, полиомиелит, грипп, обычная простуда, оспа. Латентные вирусы разрушают свои жертвы не сразу, и могут сосуществовать с ними долгое время.
Антибиотики практически не действуют на вирусы, но сами клетки производят антитела, создающие иммунитет. Против таких заболеваний, как, например, полиомиелит, могут применяться вакцины из убитых вирусов. Интерферон, вещество, образуемое самими клетками, препятствует размножению вирусов, но эффективно использовать его в медицинской практике оказалось затруднительным.

Вездесущие бактерии

В отличие от вирусов, бактерии – это клетки, однако они значительно проще устроены, чем клетки высокоорганизованных существ и очень варьируют по величине и форме. Бактерии найдены повсюду. Они могут жить даже при условиях, которые исключают существование более сложных организмов. Их находят в океане, на глубине около 9 км, в верхних слоях атмосферы, на камнях, омываемых водой горячих источников, и в маленьких лужицах на поверхности почвы, скованной вечной мерзлотой. При ухудшении условий внешней среды бактерии образуют устойчивую покоящуюся стадию — эндоспору. Это самый устойчивый из известных живых организмов: некоторые эндоспоры не погибают даже при кипячении.
Из всех возможных мест обитания наиболее рискованное – другой организм. Бактерии попадают в него обычно через раны. Но, проникнув внутрь, бактерии должны устоять против защитных сил своей жертвы, особенно против фагоцитов (клеток, способных их захватывать и переваривать) и антител, которые могут нейтрализовать их вредное действие. Поэтому одни бактерии окружены снаружи слизистой оболочкой, неуязвимой для фагоцитов; другие после захвата их фагоцитами могут жить в них; наконец, третьи вырабатывают маскирующие вещества, которые помогают им скрыть свое присутствие в пораженных клетках, и последние не вырабатывают антител.
Вредные и полезные бактерии могут причинять вред тремя способами: например, закупоркой различных жизненно важных каналов в организме за счет своей многочисленности; выделением токсичных веществ (токсин почвенной бактерии Clostridium tetani, вызывающий столбняк, относится к числу наиболее сильных из известных ядов); стимуляцией аллергических реакций у своих жертв. Некоторое время против микробных инфекций были эффективны антибиотики, но многие бактерии выработали устойчивость к ряду препаратов. Они быстро размножаются, делясь в благоприятных условиях каждые 10 минут. При этом, естественно, шансы на появление мутантов, устойчивых к тем или иным антибиотикам, возрастают.
Но не все бактерии, живущие в других организмах, приносят вред. Так, в желудочно-кишечном тракте коровы, овцы или козы есть специальный отдел-рубец, в котором обитает множество бактерий, помогающих животным переваривать растительную клетчатку.
Микоплазмы – самые мелкие из всех клеточных организмов и, возможно, являющиеся переходной стадией между вирусами и бактериями – встречаются в природе в сточных водах, но могут поражать и животных, вызывая у них такие заболевания, как, например, некоторые формы артритов у свиней.
Благодаря бактериям разлагаются трупы, и в почву возвращаются содержащиеся в них органические вещества. Без этого постоянного круговорота органических строительных блоков жизнь не могла бы существовать. Человек широко использует жизнедеятельность бактерий для превращения органических отходов и сырья в полезные продукты при компостировании, изготовлении сыров, масла, уксуса.