病毒现形记：植物也得传染病？

新型冠状病毒流行爆发后，一个专门术语迅速火了起来，那就是“病毒”。病毒是一种比细菌小得多的非细胞生物。美国教科书《现代病毒学导论》将其解释为“含有蛋白衣壳的亚微观寄生遗传物质颗粒”。

不同种类的病毒(来源:Sohu.com)

因为病毒的大小如此之小，以至于它可以从细菌过滤器中漏掉，并且只能借助于电子显微镜才能看到，所以人类很长时间以来都把病毒当作细菌对待。科学家花了40多年才使它变得可见。故事始于100多年前的烟草疾病。

主任非常不愿意

在19世纪中叶，欧洲国家的烟农遇到了一个非常令人头痛的问题:烟叶上的浅绿色标记导致烟叶产量和质量低下，在严重的情况下会使烟叶产量减少一半。

当这个问题在瓦赫宁根农业试验站反映出来时，新的试验站主任阿道夫·迈尔(adolf maier)灵光一现。他是德国人，毕业于德国顶尖的科技大学卡尔斯鲁厄理工学院，后来去了欧洲著名的海德堡大学深造并获得博士学位。在海德堡大学任教一段时间后，他被“分配”到荷兰瓦格宁根市作为一个地区实验站。领导给出的理由很简单。你主修化学，将在农业方面取得更大的成就。

海德堡大学(资料来源:艾雪网络)

他决定在家乡取得一些成就。看来解决烟草疾病问题是一个展示才华的机会。从那以后，他已经研究烟草种植好几年了。为了便于记录，他将导致烟草标记的疾病称为“烟草花叶病”。

逐一排除可能性。

什么导致烟草花叶病？迈尔有丰富的理论知识，他推测疾病的根源应该来自种子、温度、光线或土壤。经过一段时间的深入研究，他得出了两个结论:第一，因为同一批种子种植在不同的地方，一些人有烟草花叶病，其他人没有，所以疾病与种子无关；第二，不同地区、不同季节、不同光照的烟草都会发生花叶病，所以花叶病与气候和光照没有直接关系。

“根据尤斯图斯·冯·李比希大师的物质补偿法，烟草花叶病的源头应该在土壤中。”1884年的一个夏天，麦尔站在农业实验站的实验苗圃旁，面对着无精打采的烟叶喃喃自语。尤斯图斯·冯·李比希是德国著名化学家，现代农业化学的创始人。他写了《化学在农业和生理学中的应用》。这本书明确指出，土壤中缺少一种或多种元素将导致植物营养不良和病理变化。迈尔在海德堡大学攻读化学博士学位时，读了一会儿这本书。经过多年的仔细阅读，我觉得我受益匪浅。根据这本书，他分析了健康烟草和患病烟叶的化学成分以及它们周围的土壤样本，但不幸的是，他没有找到烟草花叶病的原因。带着沮丧的心情，他漫步走向实验托儿所。

烟草花叶病(来源:搜狐)

麦尔突然发现了一个现象:实验苗圃里的几个外国品种的烟草没有生病，而附近农家的本地品种的烟草却不同程度地患有花叶病。在同一块土地上，有些人生病，有些人正常。即使是普通农民也知道这与土壤无关。马尔不明白吗？

细菌也可能具有传染性。

"由于它与土壤无关，烟草花叶病的原因是什么？"麦尔感到有点不安。毕竟，几年来他的工作没有取得任何实质性的进展。对每个人都一样。

几年前，他很随意地从书架上拿出一本名为《植物生物学通讯》的杂志，并把它翻了过来。突然，他的目光落在了科赫写的一篇论文上，《炭疽的起因:基于炭疽杆菌的发展过程》。科赫也是德国科学家，因发现细菌而受到同事们的高度赞扬。在这篇文章中，科赫提出动物可以被细菌感染并生病，这是传染性的。

德国科学家科赫(资料来源:搜狐)

"植物也有传染性疾病吗？"马尔突发奇想。死马被视为活马医。科学家最宝贵的品质是敢于思考并付诸行动。所以他开始了新一轮的烟草研究实验。让助手压碎患病的烟叶并提取汁液，然后将汁液注入健康烟草的静脉。结果是，健康烟草的叶子没有生病，所有新长出的嫩叶在十天之后都患上了花叶病。

"患有花叶病的烟草应该有传染性细菌！"梅尔得出了初步结论。为了证明这一点，他用最先进的光学显微镜进行观察，但不幸的是他什么也没看到。

梅尔决定用最笨的方法找出未知的细菌，即将已知的细菌一个接一个地接种在健康的烟叶上，看看哪种会引起烟草花叶病。结果当时已知的细菌均未接种。

快要发疯的马尔最后做了一组实验，用双层滤纸过滤烟草汁，发现过滤后的烟草汁浓度比以前低了。他认为这是因为滤纸上有非常小的细菌。

1886年，麦尔发表了一篇关于烟草花叶的论文。他在文章中提到两点:第一，烟草花叶的原因是一种未知细菌，比普通细菌小许多倍；第二，这种未知的细菌是传染性的，所以患有花叶病的烟叶不能扔进烟草地里。

德国科学家梅尔(来源:搜狐)

平心而论，迈尔的两个观点中的第二个更为实际，因为当地农民经常将带有烟叶病害的烟叶作为肥料倒入烟草地里。第一种观点非常接近事实。因为烟草花叶病是由病毒而不是细菌引起的。由于病毒比细菌小得多，当时用光学显微镜是看不到它们的，只有借助放大10，000倍的电子显微镜才能揭开神秘的面纱。麦尔找不到致病因素是正常的。

还不清楚迈尔是否会再次回到马德堡大学，他对烟草花叶病的全心研究在流行病学史上具有重要意义。作为历史上第一个证明植物也能遭受传染病的科学家，麦尔开启了病毒研究的序幕。他发表的论文对伊万诺夫斯基有很大的影响，他正在写一篇关于烟草花叶的理论论文。这位来自俄罗斯圣彼得堡大学的才华横溢的学生通过长期实验了解到，烟草花叶病的病因不是细菌，而是一种毒素，从而使人类发现这种病毒更进一步。伊万诺夫斯基是怎么发现的？请看“病毒表现:科学家们又奋斗了半个世纪！””.

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[参考]

1.论文《烟草花叶病毒的发现、揭示及其生物学意义》，任延刚、宋等著。，生物通报，2014年第12期。

2.论文《烟草花叶病毒病的研究进展》，付一峰，北京农业，2015年第12期。

3.论文《烟草花叶病毒概论》，黄艳，生物教学，2014年第11期。