Существует множество инфекционных заболеваний человека, животных и растений, возбудители которых невидимы в оптическом микроскопе. Еще Л. Пастер предположил, что причиной таких заболеваний являются особые микроорганизмы, размеры которых много меньше размеров бактерий. На существование таких мельчайших микроорганизмов указывал и Н.Ф. Гамалея. Существование невидимых в микроскоп возбудителей болезней было окончательно установлено в 1892 г. русским ученым Д.И. Ивановским. Эти микроорганизмы являются вирусами.

Размер вирусов исчисляется в нанометрах (нм). Вирусы свободно проходят через бактериальные фильтры, поры которых чрезвычайно мелки и не пропускают обычных бактерий. Поэтому они и названы фильтрующимися вирусами. Величина некоторых вирусов всего в несколько раз превышает величину крупных белковых молекул. Например, частицы вируса ящура имеют размер 8–12 нм. Вирусами средних размеров являются возбудитель гриппа (80–120 нм), бешенства (100–150 нм). Один из наиболее крупных вирусов — вирус натуральной оспы — имеет размер 120–200 нм.

Установлено, что частицы различных вирусов имеют определенную форму: шарообразную, прямоугольную, нитевидную. Вирусы (рис. 8) можно видеть лишь с помощью микроскопов, дающих увеличение в десятки тысяч раз (электронных и др.).

Рис. 8. Вирусы и бактериофаги:
1 — вирусы мозаики табака (а), гриппа (б), оспенной вакцины (в);
2 — бактериофаг (увеличение в 170 000 раз)

Важнейшим отличием вирусов от бактерий является их неспособность размножаться вне организма, поэтому вирусы не растут на обычных питательных средах, на которых хорошо развиваются бактерии и грибы. Вирусы являются внутриклеточными паразитами и размножаются только в живых клетках.

Вызывая заболевания растений (табачная мозаика, карликовость томатов, парша картофеля и др.) и животных, вирусы наносят громадный ущерб народному хозяйству. Устойчивость вирусов к некоторым внешним воздействиям, например к высокой температуре, не очень высока. Практически все они погибают при непродолжительном кипячении. Действие высушивания и низких температур переносят сравнительно легко.

Другой разновидностью ультрамикробов являются бактериофаги (пожиратели бактерий). Бактериофаги — это специфичные паразиты обычных бактерий. Проникая в клетки бактерий, бактериофаги вызывают их лизис, т. е. растворение. Явление бактериофагии впервые наблюдал Н.Ф. Гамалея в опытах с культурой сибиреязвенных палочек. В настоящее время известно множество бактериофагов, каждый из которых способен лизировать лишь определенные виды бактерий. Это свойство позволяет использовать фаги при распознавании выделенных при анализах культур.

Бактериофаг действует на живые, активно размножающиеся бактерии. Мертвые бактериальные клетки бактериофаг не растворяет. В некоторых случаях бактерии, оставшиеся живыми в присутствии бактериофага', приобретают к нему устойчивость.

Явление бактериофагии нередко возникает на пищевых производствах, связанных с использованием микроорганизмов. Фаги растворяют микробы, участвующие в технологическом процессе (брожении, сквашивании), нанося этим ущерб производству.

С другой стороны, бактериофаги применяются в качестве профилактических и лечебных средств для борьбы с некоторыми инфекционными заболеваниями — дизентерией, брюшным тифом, холерой, дифтерией и др. В настоящее время известны фаги, паразитирующие не только на бактериях, но и на актиномицетах (актинофаги), плесневых грибах (микофаги).

Ряд признаков — прохождение через бактериальные фильтры, неспособность развиваться на мертвых органических субстратах — позволяют считать бактериофаги разновидностью вирусов.