Я познаю мир. Вирусы и болезни

Обосновавшись в растении, вирус ведет себя как оккупант: ресурсы растения, предназначенные для внутреннего употребления (для роста, цветения, плодоношения, корнеобразования) он использует в своих целях. Например, содержание белка в листьях растений табака, зараженных вирусом табачной мозаики, практически не меняется. В то же время вирусный белок может составлять до 3/4 белка листьев, то есть синтез вирусного белка происходит за счет нормальных белков растения. Не приходится удивляться, что растение, зараженное вирусом, хуже растет. Некоторые вирусы являются сравнительно мягкими оккупантами. Например, ущерб от заражения вирусом X картофеля бывает столь незначителен, что этот вирус одно время называли "вирусом здорового картофеля". Другие вирусы очень вредны. Одни из самых вредоносных – вирусы, паразитирующие в сосудах. Закупоривая сосуды, они препятствуют свободной циркуляции воды и растворенных в ней гормонов, сахаров и минеральных солей, вызывая пожелтение листьев, задержку роста и всевозможные уродства. Пожелтевшие листья растений картофеля, зараженного вирусом скручивания листьев, часто бывают даже сладкими на вкус из–за избытка сахаров, которые образуются при фотосинтезе, но не успевают своевременно оттекать из листьев из–за уменьшения пропускной способности сосудов.

Как растения защищаются от вирусов

Растения привязаны к своему местообитанию, они не могут убежать от опасности, и поэтому, чтобы выжить, просто вынуждены были придумать какую–то защиту от заражения вирусами. Похоже, что им это удалось – вирусов много, но растения по–прежнему цветут и пахнут, зеленеют и колосятся, плодоносят и чаще все же радуют глаз земледельца, чем огорчают его.

То, что было описано в предыдущем рассказе, называется системная инфекция. При таком развитии событий вирус попадает в растение, размножается в первично зараженных клетках и, вначале по плазмодесмам, а затем и по сосудам проникает в большинство клеток, постепенно заполоняя все растение. Отныне жизненные ресурсы растения контролируются вирусом. Развиваются выраженные симптомы заболевания.

Однако такой благоприятный для вируса исход предусмотрен не всегда. У многих растений срабатывает система защиты, препятствующая распространению вирусной инфекции.

Как и другие свойства растения, способность защищаться от вируса тоже предопределена генетически. В клетках таких растений постоянно синтезируются белки, способные распознавать те или иные компоненты вирусной частицы. И, как только эти сторожа заметят появление вируса и вступят с ним в контакт, развивается реакция, которую раньше называли реакцией гиперчувствительности или реакцией сверхчувствительности, а теперь называют апоптозом, то есть генетически запрограммированной смертью. Как ни называй, суть проста: клетка, почувствовав, что в нее проник вирус, кончает жизнь самоубийством.

Вирус может размножаться только в живой клетке. В погибшей клетке вирус размножаться не может, поэтому гибель клетки, в которую проник вирус, тормозит его распространение. Но этого мало. Одновременно живые клетки, окружающие погибшую, быстро задраивают переборки, то есть плотно закупоривают плазмодесмы, соединявшие их с погибшей клеткой. И, в дополнение всего, они укрепляют свои клеточные стенки, цементируя их лигнином – веществом, которое и без того входит в состав клеточной стенки растения, но продукция которого многократно усиливается в месте инфекции. В конечном итоге то место на листе, где разворачиваются эти события, через несколько дней будет представлять собой участок омертвелой ткани, окруженный одним или несколькими кольцами обычно более темной окраски. Такое образование называется местным некрозом. Внутри некроза замурован вирус. На этот раз ему не повезло.

Таким образом, растение жертвует ничтожной частью своих клеток во имя выживания всего организма.

Но этим дело не ограничивается. Клетки, в которые попал вирус, не просто останавливают его, жертвуя собой, но и спешат предупредить остальных о нападении. Они подают химические сигналы, которые быстро проникают в соседние клетки и распространяются – по плазмодедмам и по сосудам – по всему растению. Это сигналы тревоги, сигналы об опасности. Получив такой сигнал, соседние клетки и клетки других листьев, на которые пока никто не нападал, начинают заблаговременно готовиться к обороне, вырабатывая вещества, которые инактивируют вирус, если тому удастся проникнуть в эти клетки. И если вирус не поторопится, если он запоздает, его встретят готовые оборонительные редуты, и вирусу уже не удастся развернуться, он окажется плененным в той клетке, куда он столь неосмотрительно попал.