Свойства вирусов можно увидеть на примере бактериофагов (по латыни — «пожиратели бактерий»). Когда фаги (пожиратели) проникают в бактерию, они размножаются и растворяют (лизируют) саму клетку. Это можно наблюдать невооруженным глазом. Исследования фагов под электронным микроскопом позволили установить их свойства. Было установлено, что фаг покрыт белковой оболочкой и имеет головку и хвостиковый отросток. Под этой оболочкой содержится нуклеиновая кислота, которая является основой своеобразия размножения, а также сохранения наследственных свойств вируса. Различают рибонуклеиновую (РНК) и дезоксирибонуклеиновую (ДНК) кислоты. Они различаются углеводным основанием, а также набором органических оснований. Так, в РНК входит урацил (которого нет в ДНК), а в ДНК входит тиамин.
Общеизвестна пространственная модель ДНК — двойная спираль, то есть две закрученные в виде спирали нити, построенной из большого количества нуклеотидов. РНК имеет вид одинарно закрученной полионуклеотидной спирали, которая способна вбирать в себя небольшие участки двойной спирали.
Главной особенностью ДНК является их способность к самовоспроизведению и сохранению генетической информации. Энергия для присоединения других подобных оснований освобождается при разрушении водородных связей между основаниями двух закрученных нитей. При разделении нитей ДНК на две части каждая из них образует новый целостный экземпляр — точно такой же, каким был исходный, первоначальный экземпляр.
Фаги действуют на клетки следующим образом. Мы уже говорили, что они покрыты надежной белковой оболочкой и имеют специальное приспособление (что-то вроде шприца), которое позволяет впрыскивать ДНК в тело бактерий. Уже через несколько минут после того, как ДНК попадают внутрь бактерии, начинается размножение фаговых частиц. Вследствие этого клетка разрушается. Но реализуется и другой вариант, при котором клетка продолжает жить, несмотря на то, что внутри нее имеется вирус. Клетка при этом заражена открытой, латентной инфекцией.
Здесь мы подошли к главному вопросу — об источнике эпидемий. Этот источник (фаг) может годами сохраняться в популяции бактерий, ничем не выдавая себя. Но вдруг, при определенных условиях все меняется, все оживает. Вирусы начинают свою активную деятельность. Что может призвать вирусы стать активными? Стимулировать их могут физические и химические факты: температура, ультрафиолетовые и рентгеновские лучи, антибиотики, аскорбиновая кислота и др.
Среди других факторов оказалось и атмосферное электричество. Было подтверждено наблюдателями, что размножение фагов ускоряется в момент прохождения грозы. Оно ускоряется и во время возмущения магнитного поля Земли. Стимулирующе в смысле размножения действует на фаг и радиоизлучение на частоте 200 мГц. Когда сравнили скорость размножения фагов с солнечной активностью, то установили очень тесную связь между ними. Было установлено, что среди природных факторов, которые индуцируют изменения в микромире, факторы космической среды выступают на первое место. Их воздействие может иметь мутагенный характер.
Под действием космических факторов бактерии могут приобретать совершенно новые качества. При этом у них может возникать лекарственная устойчивость, усиливаться размножение, токсигенность, а также ряд других изменений. Но различные организмы по-разному реагируют на действие этих факторов.
Нуклеиновые кислоты реагируют на определенные космические излучения так, что вызывают принципиальные изменения, затрагивающие даже нуклеиновый обмен. В качестве примера укажем на факт связи эпидемий детского паралича с атмосферным электричеством. Специалисты установили, что эпидемии детского паралича возникают в результате «эндогенной мутации» вируса под действием факторов, связанных с солнечной активностью.
Действие космических факторов на микроорганизмы было доказано и в прямых опытах. В одних из таких опытов исследовались бактерии дифтерии. Их токсигенность связана с поражением их фагом. Ежедневные наблюдения микробиолога С. Т. Вельховера в продолжение девяти лет показали, что резкие изменения их свойств очень часто встречались при максимальной солнечной активности (36 раз в год). При минимальной солнечной активности такие резкие изменения встречались только 5–7 раз в год. Когда исследователь закрывал культуру дифтерии свинцовым экраном, который препятствовал проникновению космических факторов, то резкие изменения свойств культуры менялись только раз за весь период наблюдений (один раз в сезон, когда интенсивность действующих факторов была максимальной).
Исследователь П. М. Нагорский проводил опыты с культурой дизентерии, которая находилась под свинцовым экраном и при отсутствии экрана. Он установил существенные различия в токсигенности культуры в том и другом случае. Это свидетельствовало о действии на культуру космических факторов.
Б. М. Владимирский исследовал бактерии кишечной группы — дифтерии, антракоида (это аналог сибирской язвы), а также стафилококков. На культуру воздействовали электромагнитным полем определенной частоты. При этом многие свойства бактерий (интенсивность размножения, биохимические сдвиги и др.) под действием излучения менялись существенно.
В других опытах на бактериальную культуру действовали таким возмущенным (меняющимся) магнитным полем, которое имеет место во время магнитных бурь. При этом было показано, что вирулентность бактерий достоверно усиливается. Агрессивность бактерий мышиного тифа, например, усиливалась в 3 раза. В других опытах было показано, что штаммы стафилококка под действием магнитного поля в 300 раз увеличивали свою устойчивость.
Что такое токсичность микробов в реальной жизни? Это или жизнь или смерть. Например, смертность при столбняке во многом зависит от токсичности микроба, а последняя зависит от возмущенности магнитного поля Земли, а значит, и от солнечной активности. По этой же причине периоды повышенной смертности от дифтерии в Ленинграде в прошлом наблюдались при максимальной солнечной активности.
Надо отметить, что, как и солнечная активность, инфекционные заболевания характеризуются изменениями от сезона к сезону. Установлено, что в нашей стране все подъемы заболеваемости гриппом начинались в канун Нового года и продолжались по март. Максимумы кишечных инфекций приходятся на конец лета — начало осени. Сезонные изменения в инфекционных заболеваниях очень велики. Они по большинству инфекции достигают 50 %. Если инфекции передаются кровососущими членистоногими, то в эпидемический сезон регистрируется 100 % годового числа заболеваний. Сезонные подъемы в каждом году складываются с учетом их высоты и продолжительности — и так образуется многолетняя цикличность.
Как же космические факторы, которые связаны с активностью Солнца, оказывают влияние на эпидемический процесс? Во-первых, из Солнца исходит электромагнитное излучение (это, кроме видимого света, радиоволны, рентгеновское излучение, ультрафиолетовое и инфракрасное излучения), которое очень быстро достигает Земли. Часть этого излучения достигает ее поверхности, а остальная часть застревает в атмосфере, поглощаясь ею. То излучение, которое проникает в биосферу Земли, непосредственно влияет не только на организм человека, но и на растительный и животный мир. Естественно, оно оказывает влияние и на микроорганизмы.
Но из Солнца исходит не только электромагнитное излучение с разными длинами волн. Как мы уже говорили, от него исходят и заряженные частицы. Это и легкие частицы (электроны), и тяжелые частицы — ядра химических элементов или ионизированные атомы, то есть ионы. Если путь электромагнитного излучения от Солнца к Земле распространяется по прямой линии, т. е. по лучу со скоростью света, то путь заряженных частиц от Солнца к Земле очень непростой. Как мы видели, преградой их движению служит магнитное поле Земли, которое большую часть этих солнечных заряженных частиц отталкивает, не пропускает в околоземное пространство. Благодаря этой защите от солнечной и вообще космической корпускулярной (корпускула значит частица) радиации у Земли есть атмосфера, биосфера и имеются условия, необходимые для жизни человека. Если бы у Земли не было магнитной защиты, то она превратилась бы в большую Луну, без атмосферы и без жизни.
В первой части книги мы рассказали о том, как солнечные заряженные частицы (солнечный ветер) деформируют магнитосферу Земли, вызывая тем самым изменение ее магнитного поля. Эти изменения называют магнитными бурями, магнитными возмущениями, пертурбациями. Колебания магнитного поля Земли, которые вызваны действием солнечных заряженных частиц, действуют на организм человека, на животных, на растения. Заряженные частицы, которые все же попадают в атмосферу Земли, меняют ее циркуляцию, то есть изменяют погоду. При этом меняется атмосферное электричество. Как атмосферное электричество, так и погода оказывает влияние на все живое, в том числе и на человека. Выше мы говорили о влиянии атмосферного электричества на культуры различных бактерий.
Таким образом, путей воздействия космических факторов на здоровье человека много. Но они все связаны в один жгут, представляют собой единое целое. Это просто разные каналы, соединяющие море солнечной энергии с биосферой Земли. Одни из этих каналов прямые, удобные, и по ним энергия движется быстро и беспрепятственно. Другие — очень запутанные, замысловатые и окольные. Но по ним энергия от Солнца также поступает к Земле, к ее атмосфере, И оказывает воздействие или на атмосферу, или непосредственно на биосферу. Специалисты широко используют термин «солнечно-земные связи». Собственно, это и есть описанная выше очень непростая система каналов, по которым энергия поступает от Солнца к Земле, неоднократно преобразуясь при этом и вызывая сложный комплекс процессов в околоземном пространстве и на Земле.
Можно назвать воздействие электромагнитного излучения Солнца и высокоэнергичных заряженных частиц, которые достигают поверхности Земли, прямым. Как излучение, так и частицы в своем пути от Солнца к Земле меняются мало и непосредственно (прямо) воздействуют на живые организмы, в том числе на организм человека. Воздействие заряженных частиц, которые имеют меньши