Как русский ученый первым в мире открыл вирус
130 лет назад Дмитрий Ивановский опубликовал статью о мозаичной болезни табака
В зарубежной литературе часто пишут, что честь открытия вирусов принадлежит сразу трем ученым: голландцам Адольфу Майеру и Мартину Бейерлинку и российскому ученому Ивановскому. Но вопрос приоритета решается просто. Достаточно посмотреть, когда вирусологи, в том числе зарубежные, торжественно отмечают круглые юбилеи своей науки, и все становится на свои места. Празднуют они их, отсчитывая дату очередного юбилея от 1892 года — года публикации Ивановским статьи «Uber die Mosaikkrankheit der Tabakpflanze» в «Бюллетене Императорской Санкт-Петербургской академии наук». У других претендентов на приоритет открытия вируса в том году никаких публикаций на эту тему не было.
Дмитрий Ивановский
Дмитрий Ивановский
Три болезни табака
Результаты своих исследований болезней табака кандидат естественных наук Императорского Санкт-Петербургского университета Дмитрий Ивановский опубликовал в 1892 году трижды, причем речь в разных его публикациях шла о разных болезнях растения, что часто вводит в заблуждение энтузиастов истории биологии, да и профессиональных историков науки тоже.
В журнале «Сельское хозяйство и лесоводство» была опубликована статья Ивановского «О двух болезнях табака. Табачная пепелица. Мозаичная болезнь», и она же вышла чуть позже отдельной брошюрой. Речь там шла о мучнистой росе («пепелице»), которая вызывается паразитическим грибком. А в третьей, точнее хронологически первой публикации Ивановского в 1892 году, статье «Uber die Mosaikkrankheit der Tabakpflanze» («О мозаичной болезни табака»), опубликованной на немецком языке в Bulletin scientifique publie par l’Academie imperial des sciences de Saint-Petersbourg, то есть в «Научном бюллетене Императорской Санкт-Петербургской академии наук», он сравнивал мозаичную болезнь табака с «рябухой», то есть с бактериальной инфекцией растения.
Подобный экскурс может показаться лишним буквоедством, ведь во всех этих публикациях Ивановского речь шла в первую очередь о мозаичной болезни табака и ее гипотетическом фильтрующемся и пока неуловимом возбудителем, то есть вирусе, открытом, как всем известно, нашим российским ученым Дмитрием Ивановским. Это действительно известно и признано во всем мире. Но стало это известно и признано во всем мире только в послевоенные годы, когда западные историки науки заново познакомили западное научное сообщество с давно умершим российским ученым Дмитрием Ивановским, про которого там почти ничего не знали. И только после этого он попал не только в наши учебники по биологии, справочники, но во все остальные энциклопедии, учебники, справочники, то есть в мировую науку.
Токсин или мини-бактерия?
Мы все это уже проходили. Например, мы знаем, что закон сохранения массы вещества открыл Ломоносов, но в остальных странах мира со школьной скамьи знают, что его открыл Лавуазье, потому что так написано в учебниках физики и химии, справочниках и энциклопедиях в Европе, Азии, обеих Америках и Африке. И дело тут в не в ущемленной национальной гордости великороссов, а в том, что приоритет в науке — важная штука, один из самых эффективных двигателей науки и за него стоит побороться.
Как известно, наука в ее современном виде пришла в Россию с опозданием, только при Петре I, по-мичурински пересадившем ее росток из Европы, который укоренился и пошел в рост. Тем не менее в силу особенностей нашей истории интернационализация российской науки всегда шла и продолжает идти с затруднениями. После латыни международными языками коммуникаций в мировом научном сообществе были французский и немецкий языки, потом сравнительно недавно, с середины прошлого века,— английский. Поэтому неудивительно, что «Бюллетень Императорской Санкт-Петербургской академии наук» в XIX веке назывался по-французски, а свою статью в нем Ивановский опубликовал на немецком языке.
В ней Ивановский, молодой кандидат естественных наук Санкт-Петербургского университета, полемизировал с маститым голландским агрохимиком Адольфом Майером, показывая, что тот ошибается в диагностике распространенной болезни табака — табачной мозаики, снижавшей минимум на 20% урожайность табачной культуры и сильно портившей ее товарное качество. На основании результатов своих экспериментов, которые было трудно оспорить, Ивановский показал, что Майер принял две разные болезни табака — рябуху и табачную мозаику — за две последовательные стадии одной и той же болезни — табачной мозаики. Первая болезнь по Ивановскому имела бактериальную природу, причину второй пока объяснить было затруднительно.
Ее возбудитель проходил через поры фарфорового фильтра Шамберлана и по этой причине не мог быть бактерией или любым другим микроорганизмом. Отсюда вытекали только два возможных варианта: либо это какие-то яды (Ивановский употребляет немецкое слово giftes), выделяемые бактериями табачной мозаики и растворенные в процеженном через фильтр Шамберлана соке больного растения, либо «данные бактерии растения табака проходят через поры Шамберлана». На последнее указывали все опыты Ивановского по искусственному заражению растений табачной мозаикой. «В любом случае я надеюсь, что дальнейшие исследования позволят прояснить этот вопрос,— заканчивает свою статью Ивановский,— а целью настоящего краткого сообщения было только установить самостоятельность двух болезней: мозаичной болезни и оспы табака».
Обратите внимание на название второй, не вирусной, болезни табака — «оспа». Болезнь табачных растений, которая по-русски довольно метко называлась «рябухой» (листья становились сморщенными и рябыми и при известной фантазии напоминающими лица больных натуральной оспой), по-немецки именовалась и вовсе пророчески — Pockenkrankheit, то есть «оспенная болезнь». Ну как тут не уверовать в знамения!
Ведь первая в истории человечества вакцина — от оспы, которой к тому времени исполнилось уже сто лет, была вакцинацией против вирусной инфекции. Вторая по счету вакцина тоже, кстати, была от вирусной инфекции — бешенства. Она была создана в Институте Пастера в 1885 году, когда в микробиологии царила догма бактериальной природы всех инфекций. И в том же 1885 году сотрудником Пастера Шарлем Шамберланом был создан фильтр из фарфора, гарантированно не пропускавший ни одну бактерию в водном растворе.
Зато этот фильтр, как показали опыты других сотрудников Пастера, позволил получить в чистом виде токсины дифтерийной бактерии и бациллы столбняка. Отсюда и проистекала гипотеза о фильтрующемся токсине бактериального возбудителя мозаичной оспы табака, которую отстаивал Адольф Майер и которая Ивановскому сильно не нравилась, так как его опыты говорили не об отравлении растений, а об их инфекционном заражении.
Насчет фильтра Шамберлана тоже стоит сказать несколько слов. Исходно придуманный для улавливания микробов фильтр из неглазированного фарфора, а по сути фарфоровая колонка в виде цилиндра, оказался полезным не только в лабораториях «охотников за микробами». Пастер понимал, что такие фильтры будут очищать от бактерий и питьевую воду из водопровода или колодца и быстро подал на имя Шамберлана и свое собственное патентную заявку на бытовой вариант фарфорового фильтра, который можно было привинтить к крану на кухне.
На рынках Европы и Америки возник бум фильтров Шамберлана, от их производителей на счета Пастера и Шамберлана шли роялти за лицензии на патент, а имя Шамберлана стало нарицательным для бытовых фильтров для воды. Его избрали в Палату депутатов французского парламента, а закончил свою жизнь он на посту мэра своего родного городка Шийи-ле-Виньобль недалеко от швейцарской границы. Словом, как говорится, жизнь удалась, хотя мода на его фильтры быстро прошла, у них была очень низкая производительность, а воду из-под крана начали хлорировать.
Слишком долгое приготовление к профессорскому званию
У Ивановского научная карьера складывалась не столь удачно. Он с золотой медалью окончил гимназию в Санкт-Петербурге в 1883 году, в том же году поступил в столичный университет на естественное отделение физико-математического факультета и сразу же подал на имя ректора одно за другим два прошения. В первом он просил освободить его «от взноса платы за слушание лекций в связи с несостоятельностью», во втором — о назначении университетской стипендии, «крайне нуждаясь в средствах к образованию».
К сему была приложена справка из канцелярии столичного градоначальника, в которой указывалось, что проситель «18 лет от роду, поведения и образа жизни хорошего, состояния бедного, имущества у него кроме необходимого, другого никакого нет, имеет мать вдову Екатерину Александровну Ивановскую, 48 лет, получающую пенсии по 372 руб. в год, братьев Николая 21 года, ничем не занимающегося, и Алексея 19 лет, студента здешнего Университета, проживающих отдельно, и сестер Лидию 20 лет и Ольгу 16 лет, последние две вместе с просителем находятся на попечении матери, которая нанимает квартиру с платою по 15 руб. в месяц, и по бедному своему положению Ивановский действительно нуждается в посторонней помощи».
Более подробно с обстоятельствами жизни Ивановского можно познакомиться в трудах профессора СПбГУ Абдуллы Хамидовича Даудова, где, пожалуй, лучше, чем где-либо, прослежена научная карьера Дмитрия Иосифовича Ивановского. Если же коротко, то по окончании университета Ивановский, избравший своей научной специализацией физиологию растений, был оставлен на кафедре ботаники «для приготовления к профессорскому званию», то есть аспирантом, если говорить по-современному. Ему была назначена стипендия в 600 руб. сроком на два года, потом продлена еще на два года, предоставлено место в университетском общежитии. И с 1891 года у него появилась возможность подработки лаборантом в Ботанической лаборатории Санкт-Петербургской академии науки, в этом году Ивановский женился и у него родился сын.
В то же время он не успевал в срок закончить и защитить магистерскую диссертацию (кандидата наук), необходимую для дальнейшей научной карьеры в университете. Причиной задержки был вирус, открытый им в 1892 году, дальнейшее исследование которого требовало серьезной экспериментальной базы. Ивановский пишет диссертацию ради диссертации на тему «Исследования над спиртовым брожением» и защищает ее в 1895 году, становится магистром, начинает читать лекции в университете уже как приват-доцент с окладом 1200 руб. в год и лишь тогда возвращается к теме возбудителя табачной мозаики. Она становится теперь темой его докторской диссертации, необходимой для профессорского звания.
Великое отступление
Но повторяется история с его магистерской диссертацией, только с более серьезными для него последствиями. Ивановский не поспевает с докторской диссертацией в отведенный на нее срок. В 1901 году они был вынужден отказаться от перспективы профессуры в столице, уступив свое место в столичном университете профессору Владимиру Палладину из Варшавского университета. А сам отправляется в Варшавский университет на должность экстраординарного профессора. В 1903 году он наконец завершает свою докторскую диссертацию, защищает ее в Императорском университета св. Владимира в Киеве, и жизнь начинает налаживаться.
Он становится ординарным профессором Варшавского университета, получает заграничные командировки, «Анну на шею» (орден св. Анны II степени), чин статского советника (а в 1914 году — действительного статского советника, то есть генеральский). Но от дальнейшего исследования возбудителя мозаичной болезни табака отходит. Он увлекается «воздушным питанием» растений, изучая хлорофилл, каротин и ксантофилл, благо в Варшавском университете у него был в этом деле прекрасный соратник Михаил Цвет, создавший метод хроматографии.
В ходе Великого отступления 1915 года русские войска без боя сдали Варшаву, а перед этим оттуда был спешно эвакуирован университет в Ростов-на-Дону. Если вспомнить, что началось в Ростове в 1917 году и не прекращалось ни на день до конца Гражданской войны, заниматься здесь наукой было проблематично, проблематично было просто выжить. Профессор Ивановский не выжил, он умер в 1920 году.
Признание
Между тем наука вирусология развивалась своим чередом. Довел до логического конца работу Ивановского о мозаичной болезни табака доктор Уэнделл Мередит Стэнли из Рокфеллеровского института медицинских исследований, который в 1935 году впервые очистил и выделил в кристаллическом виде вирус табачной мозаики, за что был удостоен Нобелевской премии по химии 1946 года «за получение в чистом виде вирусных белков». Много позже профессор Стэнли скажет: «Право Ивановского на признание растет с годами. Я считаю, что по отношению к вирусам его должно рассматривать в том же свете, в каком мы смотрим на Пастера и Коха, когда речь идет о бактериях».
В конце 1930-х годов вирус табачной мозаики разобрали на белковую и РНК-составляющие, правда, тогда об РНК еще не знали, а когда в 1950-е годы после работ Уотсона и Крика узнали, то развитие вирусологии приняло взрывной характер. Она окончательно вышла на передовую линию всей современной науки. Вирусологи на Западе быстро осознали свою важность и начали отмечать юбилеи своей науки, начиная отсчет с 1892 года. Они сами выбрали этот год — год публикации Ивановским статьи «Uber die Mosaikkrankheit der Tabakpflanze», никто их не заставлял это делать. Но тут у них вышел конфуз: про Ивановского они ничего практически не знали, путались даже в датах его жизни.
Порядок в этом деле навел Институт микробиологии Ваксмана Университета Ратгерса в Нью-Джерси. К очередному юбилею в 1972 году он подготовил творческую биографию Дмитрия Ивановского и опубликовал ее в журнале Американского общества микробиологов Bacteriological Reviews (ныне Microbiology and Molecular Biology Reviews). Автором этой статьи был Хьюберт Лешевалье, которого можно считать современной ипостасью Поля де Крюи, микробиолога и бытописателя своей науки эпохи Пастера и Коха, автора известного романа «Охотники за микробами», только Лешевалье писал о молекулярно-генетической эпохе микробиологии.
В молодости, еще будучи студентом, Лешевалье вместе со своим шефом Зельманом Ваксманом (будущим лауреатом Нобелевской премии по медицине 1952 года) создал антибиотик неомицин. Но потом Лешевалье, продолжая числиться в Институте Ваксмана, больше писал книги по истории своей науки, чем работал в лаборатории. Так что автором он был опытным и неплохую и довольно полную творческую биографию Ивановского к 80-летию вирусологии написал.
В этом ему помог сотрудник Института микробиологии им. С.Н. Виноградского Лев Владимирович Калакуцкий (будущий член-корреспондент АН СССР и РАН), приславший Лешевалье несколько статей Ивановского и об Ивановском и книгу «Дмитрий Иосифович Ивановский. 1864–1920», написанную доктором наук Константином Ефремовичем Овчаровым из Института физиологии растений АН СССР.
Лешевалье творчески переделал книгу Овчарова в десятистраничную статью, не забыв перевести ежегодные оклады содержания, принятые в Российской империи, в еженедельную зарплату, принятую в Америке, и сопроводил это в скобках курсом доллара в России в конце XIX — начале XX века. Так, будучи приват-доцентом Ивановский получал 24 руб. 57 коп. при курсе 1 руб., равный $0,5. Краткую компиляцию статьи Лешевалье (а на самом деле — книги Овчарова) опубликовала Британская энциклопедия, и Дмитрий Иосифович Ивановский окончательно вошел в историю мировой науки как ученый, открывший вирус.