100 великих научных достижений России - Виорель Ломов

Ботаник тщательно изучал под микроскопом больные листья, но не обнаружил ни бактерий, ни еще каких-либо микроорганизмов, что неудивительно, так как вирусы размером от 20 до 300 нм (1 нм = 109 м) на два порядка меньше бактерий, и их в оптический микроскоп увидеть нельзя.

Считая, что в инфицировании виноваты все-таки бактерии, ботаник стал пропускать сок через специальный фарфоровый фильтр Э. Шамберлена, но, вопреки ожиданиям, инфекционные свойства отфильтрованного сока сохранялись, то есть фильтр не улавливал бактерии. Попытка вырастить возбудителя мозаики на обычных питательных средах, как это делается с теми же бактериями, не увенчалась успехом.

Обнаружив в клетках инфицированных растений кристаллические включения (кристаллы «И»), ученый пришел к выводу, что возбудителем мозаичной болезни является твердое инфекционное начало – либо фильтрующиеся бактерии, не способные расти на искусственных субстратах, либо неведомые и невидимые микроорганизмы, выделяющие токсины.

О своих наблюдениях Ивановский доложил в 1892 г. на заседании Императорской АН. На эту тему им были опубликованы статья и брошюра «О двух болезнях табака», тут же переведенная на немецкий язык. Докторскую диссертацию на тему «Мозаичная болезнь табака» микробиолог защитил в Киевском университете в 1903 г.

В диссертации Ивановский представил блестящие результаты своих экспериментов, безупречно отработанные методики, сделал выводы о существовании нового, неизвестного ранее класса микроорганизмов. Дав критерии и методы для их определения, ученый заложил основы новой научной дисциплины – вирусологии, ставшей к середине XX в. самостоятельной дисциплиной.

В 1899 г. голландский ботаник М. Бейеринк независимо от Ивановского повторил опыты с табачной мозаикой на фильтре Шамберлена и подтвердил наблюдения русского ученого. На Западе было провозгласили Бейеринка первооткрывателем вирусов, но тот сам подтвердил приоритет Ивановского. Правда, при этом голландец утверждал, что мозаику табака вызывает «жидкое заразное начало, которое размножается только в живых растениях, убивается кипячением и сохраняет инфекционные свойства при высушивании».

После изобретения электронного микроскопа кристаллические включения, описанные Ивановским, были идентифицированы как кристаллы вируса табачной мозаики в 1935 г. американским биохимиком У. Стэнли – ученый получил тогда за свои исследования Нобелевскую премию.

Какое-то время при описании вирусов использовалась терминология Ивановского и Бейеринка – «фильтрующееся ядовитое начало», «фильтрующийся вирус», но со временем осталось одно слово – «вирус», и его открытие связывают с именем одного Ивановского.

Справедливости ради надо отметить, что вирусы были известны и до Ивановского. Э. Дженнер еще в конце XVIII в. получил первую противооспенную вакцину; в 1885 г. разработал вакцину против вируса бешенства Л. Пастер. Основатель микробиологии тогда не знал природы возбудителя заболевания и называл (вместе со всем медицинским сообществом) «вирусом» всякое заразное начало.

Исследования Ивановского подхватили ученые во всем мире. Использовав метод фильтрации русского ученого, немецкие врачи Ф. Лефлер и П. Фрош в 1897 г. обнаружили возбудителя ящура крупного рогатого скота. Затем последовал бум открытий вирусов – желтой лихорадки, чумы, бешенства, натуральной оспы, полиомиелита и т. д. В 1917 году были открыты бактериофаги – вирусы, разрушающие бактерии. Естественно, каждое открытие не было задачей «чистой» науки, за ним тут же следовало приготовление противоядия – вакцины, лечение и профилактика заболевания.

Ныне описано свыше 6000 вирусов, принадлежащих к 2000 видам, 287 родам, 73 семействам и 3 порядкам. Более десятка основных групп вирусов являются патогенными для человека. К ДНК-содержащим вирусам относят семейство поксвирусов (вызывающих оспу), вирусы группы герпеса, аденовирусы и др. К РНК-содержащим вирусам относят пикорнавирусы (полиомиелит, гепатит А, острые простудные заболевания), миксовирусы и парамиксовирусы (грипп, корь, свинка) и т. д. Самую многочисленную группу составляют т. н. «арбовирусы», переносимые членистоногими – комарами, москитами, клещами.

МИНЕРАЛЬНЫЕ УДОБРЕНИЯ ПРЯНИШНИКОВА

Агроном, агрохимик, биохимик, физиолог растений, популяризатор науки; государственный и общественный деятель; заведующий кафедрой агрохимии Московской сельхозакадемии; академик АН СССР, ВАСХНИЛ; член 12 иностранных академий и научных обществ; участник многих международных и европейских научных конгрессов; основоположник научной школы агрохимиков; директор Московского сельхозинститута, основатель и директор Научного института по удобрениям; директор Голицынских высших женских сельхозкурсов; член Госплана СССР, Комитета по химизации народного хозяйства; кавалер двух орденов Ленина, трех орденов Трудового Красного Знамени, ордена Отечественной войны I степени, Большой золотой медали Всесоюзной сельхозвыставки, медалей; лауреат премии им. В.И. Ленина, премии Комитета по химизации народного хозяйства СССР, Сталинской премии СССР, Премии им. К.А. Тимирязева АН СССР; Герой Труда; Герой Социалистического Труда, Дмитрий Николаевич Прянишников (1865–1948) известен в мире своими работами по агрономической химии и физиологии растений. Величайшим научным достижением стали труды Прянишникова, обеспечившие развитие химизации СССР, производство и применение минеральных удобрений.

Урожайность сельхозкультур прямо зависит от количества применяемых удобрений. Нет удобрений – быстро истощается почвенное плодородие, резко снижаются урожаи. Однако при внесении удобрений в почву надо придерживаться определенной нормы и достаточно жестких правил, обоснованных в свое время Д.Н. Прянишниковым и его школой. Как известно, удобрения бывают органические (навоз, торф, компост, птичий помет, перегной и др.) и минеральные (аммиачная селитра, суперфосфат, хлористый калий, нитрофоски, аммофоски). За последние 20 лет в нашей стране произошел резкий спад применения минеральных удобрений. Если в 1980-х гг. в почву вносилось в среднем до 110 кг этих удобрений на гектар посевов, то в 1990-х только 16. Сегодня эту цифру с горем пополам подняли до 36. Для сравнения в Нидерландах норма удобрений на картофель 410 кг/га, на овощи – 380, под зерновые (кукуруза, ячмень, рожь, овес) – 100, под пшеницу – 210.

Памятник Д.Н. Прянишникову в Москве. Скульпторы О.В. Квинихидзе и Г.А. Шульц

Говоря об агрохимии – науке о взаимоотношениях трех составляющих: растения, почвы и удобрений, Прянишников изображал ее область в виде равностороннего треугольника. Главной задачей агрохимии ученый считал « изучение круговорота веществ в земледелии и выявление тех мер воздействия на химические процессы, протекающие в почве и растении, которые могут повышать урожай или изменять его состав».

Это убеждение исследователя покоилось на трех китах агрохимии: теории питания растений; учении о свойствах почвы с точки зрения этого питания и взаимодействия ее с удобрениями; учении о свойствах удобрений. Занимаясь другими науками, тесно связанными с агрохимией (почвоведением, растениеводством, физиологией растений, агрофизикой, земледелием, метеорологией, генетикой, селекцией, биохимией растений), Прянишников внес весомый вклад и в развитие этих областей знания. Благодаря теоретическим и прикладным работам Дмитрия Николаевича русская агрохимия получила мировое признание.

В каждом из направлений «триады» Прянишников достиг выдающихся результатов, но мы ограничимся работами ученого, связанными с производством и применением минеральных удобрений в земледелии. Многие труды Прянишникова стали классикой: «Частное земледелие» (1898), «Учение об удобрении» (1900), «Химия растений. Углеводы. Белковые вещества» (1907, 1914), «Аммиак как альфа и омега обмена азотистых веществ в растении» (1916) и т. д.

Работы Прянишникова, базировавшиеся на агрохимических исследованиях Д.И. Менделеева, А.Н. Энгельгардта, А.Е. Зайкевича, К.А. Тимирязева и др. русских ученых, шли параллельно с открытием в конце XIX в. крупных залежей фосфоритов. Ускорению изысканий способствовала международная и внутренняя обстановка: с европейского рынка российский хлеб стал вытеснять дешевый американский, а также столыпинское переселение крестьян в Сибирь требовало модернизации всего сельского хозяйства, в том числе и резкого увеличения применения минеральных удобрений.

Прянишников установил: все отечественные почвы нуждаются в минеральных удобрениях; большинство почв бедствуют без фосфатов; подзолистые почвы Нечерноземья испытывают «азотное голодание»; песчаные, сильно оподзоленные, торфяники и другие не могут давать урожай без калийных удобрений.

Проведя исследования фосфоритов, ученый доказал возможность непосредственного применения размолотых фосфоритов как удобрения и использования их для выработки суперфосфата, что привело к развитию производства фосфорных удобрений.