TMV (Ιός του Mωσαϊκού του Καπνού): Ο Πρώτος «ιός»
Διαλύοντας το Μωσαϊκό: Πώς ο TMV Έγινε η Πρώτη Ψευδαίσθηση της Ιολογίας
Σας ευχαριστώ θερμά για το ενδιαφέρον σας και την αναδημοσίευση των άρθρων μου. Θα εκτιμούσα ιδιαίτερα αν, κατά την κοινοποίηση, σ̲υ̲μ̲π̲ε̲ρ̲ι̲λ̲α̲μ̲β̲ά̲ν̲α̲τ̲ε̲ ̲κ̲α̲ι̲ ̲τ̲ο̲ν̲ ̲σ̲ύ̲ν̲δ̲ε̲σ̲μ̲ο̲ ̲(̲l̲i̲n̲k̲)̲ ̲τ̲ο̲υ̲ ̲ά̲ρ̲θ̲ρ̲ο̲υ̲ ̲μ̲ο̲υ̲. Αυτό όχι μόνο αναγνωρίζει την πηγή, αλλά επιτρέπει και σε άλλους να ανακαλύψουν περισσότερο περιεχόμενο. Η υποστήριξή σας είναι πολύτιμη για τη συνέχιση της δουλειάς μου.
Απόδοση στα ελληνικά: Απολλόδωρος - Mike Stone | 8 Αυγούστου, 2025
Στα τέλη του 19ου αιώνα, η επιστημονική ιατρική υπέστη μια θεμελιώδη αλλαγή - από την πεποίθηση ότι το μιάσμα ή ο «κακός αέρας» προκαλούσε ασθένειες - σε μια μικροβιακή προσέγγιση που επικεντρώθηκε στα βακτήρια ως πρωταρχικούς ενόχους. Καθώς η βακτηριακή έρευνα προχωρούσε, οι προσπάθειες για την εξήγηση των «μολυσματικών» ασθενειών επικεντρώθηκαν στην απομόνωση συγκεκριμένων μικροβίων που πίστευαν ότι προκαλούσαν συγκεκριμένες ασθένειες. Η στροφή αυτή ξεκίνησε κυρίως το 1876 με το έργο του Robert Koch για τον άνθρακα, το οποίο -αν και έγινε αποδεκτό ως η πρώτη «αποδεδειγμένη» περίπτωση βακτηριακής αιτιολογίας- εξακολουθούσε να αντιμετωπίζεται με λογική και επιστημονική κριτική των μεθόδων του. Η απάντηση του Koch στις επικρίσεις του τον οδήγησε στην ανάπτυξη νέων τεχνικών για την απόκτηση καθαρών καλλιεργειών βακτηρίων, ενώ παράλληλα έδωσε μεγαλύτερη έμφαση στην πειραματική απόδειξη της αιτιώδους συνάφειας - και τα δύο αυτά στοιχεία έλειπαν από την εργασία του για τον άνθρακα.
Αναγνωρίζοντας τα όρια της απλής συσχέτισης, ο Koch στόχευσε να ενισχύσει τους ισχυρισμούς του με την τυποποίηση ενός επαναλαμβανόμενου, λογικά διατεταγμένου πλαισίου που αποσκοπούσε στο να πείσει τους σκεπτικιστές της «θεωρίας των μικροβίων». Παρόλο που δεν ήταν ο πρώτος που πρότεινε κριτήρια αιτιότητας, ο Koch εκλαΐκευσε μια συστηματική προσέγγιση -γνωστή αργότερα ως Τα αξιώματα του Koch- η οποία έγινε το χρυσό πρότυπο για την τεκμηρίωση της μικροβιολογικής αιτιολογίας της νόσου. Τα αξιώματά του αποσκοπούσαν στο να μετατρέψουν τη θεωρία των ασθενειών από εικασίες σε ελέγξιμες, διαψεύσιμες υποθέσεις. Για να θεωρηθεί οποιοδήποτε μικρόβιο ως ο αιτιολογικός παράγοντας μιας ασθένειας, τα στοιχεία έπρεπε να ικανοποιούν και τα τέσσερα αξιώματα.
Αυτό είχε ως στόχο να διασφαλίσει ότι η «θεωρία» των μικροβίων στηριζόταν σε ασφαλή επιστημονικά θεμέλια και όχι απλώς σε απλές εικασίες.
Ωστόσο, αν και τα αξιώματα του Koch έγιναν ευρέως αποδεκτά ως λογικό πλαίσιο, σύντομα έγινε σαφές ότι ακόμη και όταν λαμβάνονταν καθαρές καλλιέργειες, τα κριτήρια δεν μπορούσαν να πληρούνται με συνέπεια. Αυτή η αποτυχία υπονόμευσε τις προσπάθειες να αποδειχθούν οριστικά τα βακτήρια ως αιτία της ασθένειας. Ακόμα και η ίδια η έρευνα του Koch έπεφτε σε αντιφάσεις: ένα βακτήριο μπορεί αρχικά να φαινόταν ότι πληρούσε τα αξιώματα, για να αποδειχθεί αργότερα ότι παραβίαζε ένα ή περισσότερα από αυτά.
Πέρα από τη δυσκολία να αποδειχθούν οριστικά τα ορατά βακτήρια ως αιτιολογικοί παράγοντες μέσω της εκπλήρωσης των αξιωμάτων, άρχισαν να εμφανίζονται περιπτώσεις ασθενειών που δεν μπορούσαν να εξηγηθούν καθόλου από τα μικρόβια. Τόσο στην ανθρώπινη όσο και στη φυτική παθολογία, παρατηρήθηκαν φαινόμενα που διέφευγαν της τυπικής μικροβιακής ανίχνευσης - περιπτώσεις όπου κανένα μικρόβιο δεν μπορούσε να βρεθεί ή να συσχετιστεί αξιόπιστα με την ασθένεια.
Καθώς έγινε φανερό ότι τα αξιώματα του Koch έπρεπε να «λυγίσουν» ή να αγνοηθούν προκειμένου να υποστηριχθεί ότι τα μικρόβια προκαλούσαν ασθένειες -και ότι πολλές ασθένειες δεν είχαν καμία σταθερή μικροβιακή συσχέτιση- κάτι έπρεπε να γίνει. Όταν οι καθαρές καλλιέργειες απέτυχαν να πληρούν τα κριτήρια, εισήχθη μια νέα θεωρητική οντότητα: μια οντότητα που θα μπορούσε να εξηγήσει την ασθένεια χωρίς το βάρος της απομόνωσης ή της ορατότητας. Αυτή η καίρια αλλαγή αναγνωρίστηκε στις Αρχές της Ιολογίας:
«Από αυτές τις απαρχές, η διερεύνηση των αιτιών των μολυσματικών ασθενειών τέθηκε σε ασφαλή επιστημονικά θεμέλια, το πρώτο βήμα προς την ορθολογική θεραπεία και τελικά τον έλεγχο. Επιπλέον, κατά την τελευταία δεκαετία του 19ου αιώνα, η αποτυχία του παραδείγματος ότι βακτηριακοί ή μυκητιασικοί παράγοντες ευθύνονται για όλες τις ασθένειες οδήγησε στον εντοπισμό μιας νέας κατηγορίας μολυσματικών παραγόντων - υπομικροσκοπικών παθογόνων που ονομάστηκαν ιοί».
Το Fields Virology ομοίως παραδέχεται ότι η έννοια του «ιού» προέκυψε μόνο όταν κατέρρευσαν τα αξιώματα του Koch - «μια πειραματική μέθοδος που πρέπει να χρησιμοποιείται σε όλες τις καταστάσεις»-:
«Μέχρι το τέλος του 19ου αιώνα, οι έννοιες αυτές έγιναν το κυρίαρχο παράδειγμα της ιατρικής μικροβιολογίας. Σκιαγραφούσαν μια πειραματική μέθοδο που έπρεπε να χρησιμοποιείται σε όλες τις καταστάσεις. Μόνον όταν οι κανόνες αυτοί κατέρρευσαν και απέτυχαν να δώσουν έναν αιτιολογικό παράγοντα, γεννήθηκε η έννοια του ιού».
Αυτές οι παραδοχές αποκαλύπτουν ότι η έννοια του «ιού» προέκυψε όχι από την επιστημονική επιτυχία, αλλά από την αποτυχία - μια απελπισμένη προσπάθεια να διατηρηθεί το αιτιώδες πλαίσιο της «θεωρίας των μικροβίων» όταν ο ακρογωνιαίος λίθος της δεν μπορούσε να εκπληρωθεί.
Μια αναδρομική αναφορά αντανακλούσε με ειλικρίνεια:
«Την εποχή του Pasteur, και για πολλά χρόνια μετά το θάνατό του, η λέξη »ιός" χρησιμοποιούνταν για να περιγράψει κάθε αιτία μολυσματικής ασθένειας. Πολλοί βακτηριολόγοι ανακάλυψαν σύντομα την αιτία πολλών λοιμώξεων. Ωστόσο, παρέμεναν ορισμένες λοιμώξεις, πολλές από αυτές φρικτές, για τις οποίες δεν μπορούσε να βρεθεί βακτηριακή αιτία. Οι παράγοντες αυτοί ήταν αόρατοι και μπορούσαν να αναπτυχθούν μόνο σε ζωντανά ζώα. Η ανακάλυψη των ιών ήταν το κλειδί που ξεκλείδωσε την πόρτα που έκρυβε τα μυστικά της αιτίας αυτών των μυστηριωδών λοιμώξεων. Και, μολονότι τα αξιώματα του Koch δεν μπορούσαν να εκπληρωθούν για πολλές από αυτές τις λοιμώξεις, αυτό δεν εμπόδισε τους πρωτοπόρους ιολόγους να αναζητήσουν ιούς σε λοιμώξεις για τις οποίες δεν μπορούσε να βρεθεί άλλη αιτία".
Αυτό το απόσπασμα υπογραμμίζει αυτό που η σύγχρονη ιολογία συχνά συσκοτίζει: η έννοια «ιός» γεννήθηκε όχι από σαφή, αιτιώδη απόδειξη, αλλά ως τοποθέτηση για άγνωστες αιτίες λόγω της αδυναμίας ικανοποίησης των αξιωμάτων του Koch. Ήταν ένα εννοιολογικό ταχυδακτυλουργικό τέχνασμα - διατηρώντας την εμφάνιση της επιστημονικής αυστηρότητας, ενώ αντικαθιστούσε τις αποδείξεις με συμπεράσματα.
Με αυτό το νέο θεωρητικό «παθογόνο» - έναν αόρατο, μη απομονωμένο παράγοντα που διέφευγε από τα φίλτρα και απέφευγε την άμεση παρατήρηση - οι επιστήμονες μπορούσαν να συνεχίσουν να εφαρμόζουν το πλαίσιο της «θεωρίας των μικροβίων» μπροστά στα αντιφατικά στοιχεία και την απουσία ορατών μικροβίων. Τους παρείχε μια εξήγηση που διατηρούσε την ψευδαίσθηση της αιτιώδους βεβαιότητας, ενώ δεν είχε αποδειχθεί καμία.
Αυτή η μετατόπιση στην εξήγηση μακριά από το λογικό πλαίσιο των αξιωμάτων του Koch οδήγησε σε αυτό που αργότερα θα γινόταν ο πρώτος λεγόμενος «ιός»: ο μωσαϊκός «ιός» του καπνού (TMV). Αυτή η περίπτωση -αν και δεν αφορούσε ανθρώπινη ασθένεια- έπαιξε καθοριστικό ρόλο στη διαμόρφωση αυτού που ο ιατρικός τομέας άρχισε να αποδέχεται ως «ιό»: ένα αόρατο, θεωρητικό «παθογόνο» που επικαλέστηκε ακριβώς όταν η βακτηριακή αιτιολόγηση απέτυχε. Καθώς ο TMV έχει κεντρική σημασία για την εμφάνιση της έννοιας του «ιού», ήρθε η ώρα να εξετάσουμε σε βάθος τα βασικά θεμελιώδη στοιχεία πίσω από την “ανακάλυψη” του πρώτου «ιού» και να δούμε αν αντέχουν σε έλεγχο.
Οι Tρεις Σωματοφύλακες του “ιού” του Μωσαϊκού του καπνού
Ο «ιός» του μωσαϊκού του καπνού (TMV) είναι ο αόρατος παράγοντας που συνδέθηκε με τη μωσαϊκή ασθένεια του καπνού - μια κατάσταση του φυτού που χαρακτηρίζεται από κηλίδες, κιτρίνισμα, κατσάρωμα των φύλλων, καχεκτική ανάπτυξη και νέκρωση. Η ασθένεια προκάλεσε μεγάλες οικονομικές απώλειες, γεγονός που ώθησε κυβερνήσεις και ιδρύματα να διερευνήσουν την αιτία της, με την αρχική εστίαση να επικεντρώνεται στον εντοπισμό ενός μικροβιακού ενόχου.
Χάρη στις ανεξάρτητες προσπάθειες τριών ερευνητών, του Adolf Mayer (1879), του Dmitri Ivanovsky (1892) και του Martinus Beijerinck (1898), ανακηρύχθηκε τελικά ο πρώτος «ιός». Ειδικότερα, κανένας από αυτούς δεν ήταν σε θέση να εντοπίσει μια μικροβιακή αιτία ή να ικανοποιήσει τα κριτήρια που αργότερα έγιναν γνωστά ως αξιώματα του Koch, τα οποία παραμένουν ο χρυσός κανόνας για τη διαπίστωση της αιτιότητας σε «μολυσματικές» ασθένειες.
Όπως εξιστορείται στο Fields Virology, ο Adolf Mayer -ένας Γερμανός επιστήμονας με εκπαίδευση στη χημική τεχνολογία- ήταν ο πρώτος που διερεύνησε και ονόμασε την ασθένεια το 1879. Μετέφερε μηχανικά χυμούς από άρρωστα σε υγιή φυτά, ρουφώντας το γαλάκτωμα ενός αλεσμένου άρρωστου φύλλου καπνού σε έναν τριχοειδή γυάλινο σωλήνα και εισάγοντας αυτό σε μια μεγάλη φλέβα φύλλου ενός υγιούς φυτού. Ο Mayer ανέφερε ότι σε εννέα στις δέκα περιπτώσεις, η διαδικασία αυτή προκαλούσε ορατή ασθένεια.
Ωστόσο, παρά το γεγονός ότι ήταν σε θέση να προκαλέσει συμπτώματα πειραματικά, ο Mayer δεν μπόρεσε να απομονώσει έναν βακτηριακό ή μυκητιασικό παράγοντα για να εξηγήσει το αποτέλεσμα. Παρόλο που τα αξιώματα του Koch δεν είχαν ακόμη δημοσιευθεί πλήρως, τα πειράματα του Mayer δεν πληρούσαν τις λογικές απαιτήσεις που ήταν απαραίτητες για την εξακρίβωση ενός αιτιολογικού παράγοντα της ασθένειας.
Σε μια ειλικρινή δήλωσή του το 1882, ο Mayer υπέθεσε ότι η αιτία θα μπορούσε να είναι ένα «διαλυτό, πιθανώς ενζυμικό μολύβι» -κάτι πολύ μικρό για να φιλτραριστεί ή να φανεί. Ωστόσο, παραδέχτηκε ότι «σχεδόν κάθε αναλογία για μια τέτοια υπόθεση είναι αποτυχημένη στην επιστήμη». Αυτό ήταν μια αναγνώριση ότι παρατηρούσε συμπτώματα χωρίς να εντοπίζει μια άμεση αιτία - ουσιαστικά διαγνώσκει μόνο με βάση το αποτέλεσμα. Με τον τρόπο αυτό, ο Mayer διέπραξε πολλαπλές λογικές πλάνες: επιβεβαίωσε το επακόλουθο συμπεραίνοντας έναν συγκεκριμένο αόρατο παράγοντα αποκλειστικά από την παρουσία των συμπτωμάτων- έθεσε το ερώτημα προϋποθέτοντας την ύπαρξη ενός τέτοιου παράγοντα για να εξηγήσει τα ίδια τα συμπτώματα που ήταν η μόνη του απόδειξη- και διέπραξε μια πλάνη ψευδούς αιτίας υποθέτοντας ότι η εμφάνιση των συμπτωμάτων προκλήθηκε από αυτόν τον υποτιθέμενο παράγοντα απλώς και μόνο επειδή ακολούθησε τον εμβολιασμό.
Είναι ενδιαφέρον ότι σε μια μεταγενέστερη εργασία του 1886, ο Mayer διέψευσε την προηγούμενη παραδοχή του και ισχυρίστηκε ότι η ασθένεια ήταν βακτηριακή, παρά το γεγονός ότι δεν είχαν απομονωθεί ή περιγραφεί «μολυσματικές» μορφές. Αυτή η αλλαγή υπογραμμίζει την εικαστική και ασυνεπή φύση των συμπερασμάτων του -που αντλήθηκαν από πειράματα στα οποία δεν υπήρχε έγκυρη ανεξάρτητη μεταβλητή με τη μορφή ενός αναγνωρισμένου, απομονωμένου παράγοντα και τα οποία δεν περιλάμβαναν κατάλληλους ελέγχους για να αποκλείσουν εναλλακτικές αιτίες, όπως χημικές τοξίνες, ένζυμα ή μηχανικές βλάβες. Η ερμηνεία του Mayer διαμορφώθηκε περισσότερο από τις επικρατούσες υποθέσεις παρά από πειστικά στοιχεία.
Ο Adolf Mayer (1843-1942), ένας Γερμανός επιστήμονας που είχε εκπαιδευτεί στον τομέα της χημικής τεχνολογίας (ο οποίος είχε μελετήσει τη ζύμωση και τη διατροφή των φυτών), έγινε διευθυντής του Γεωργικού Πειραματικού Σταθμού στο Wageningen της Ολλανδίας το 1876. Λίγα χρόνια αργότερα (1879), ξεκίνησε την έρευνά του για τις ασθένειες του καπνού και, αν και δεν ήταν ο πρώτος που περιέγραψε τέτοιες ασθένειες, ονόμασε την ασθένεια μωσαϊκή ασθένεια του καπνού από τις σκούρες και φωτεινές κηλίδες στα μολυσμένα φύλλα. Σε ένα από τα πειράματα του Mayer, εμβολίασε υγιή φυτά με το χυμό που εξήγαγε από άρρωστα φυτά αλέθοντας τα μολυσμένα φύλλα σε νερό. Αυτή ήταν η πρώτη πειραματική μετάδοση μιας ιογενούς ασθένειας των φυτών και ο Mayer ανέφερε ότι «σε εννέα στις δέκα περιπτώσεις (εμβολιασμένων φυτών), θα καταφέρει να κάνει το υγιές φυτό ... βαριά άρρωστο» (109). Παρόλο που οι μελέτες αυτές τεκμηρίωσαν τη μολυσματική φύση της ασθένειας, ούτε βακτηριακός ούτε μυκητιασικός παράγοντας μπορούσε να καλλιεργηθεί ή να ανιχνευθεί με συνέπεια σε αυτά τα εκχυλίσματα, οπότε τα αξιώματα του Koch δεν μπορούσαν να ικανοποιηθούν. Σε μια προκαταρκτική ανακοίνωση το 1882 (108), υπέθεσε ότι η αιτία θα μπορούσε να είναι ένα «διαλυτό, πιθανώς ενζυμικό μολυσματικό, αν και σχεδόν κάθε αναλογία για μια τέτοια υπόθεση αποτυγχάνει στην επιστήμη». Ωστόσο, 4 χρόνια αργότερα, στην οριστική ανακοίνωσή του για το θέμα αυτό, ο Mayer κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η μωσαϊκή νόσος «είναι βακτηριακή, αλλά ότι οι μολυσματικές μορφές δεν έχουν ακόμη απομονωθεί, ούτε είναι γνωστές οι μορφές και ο τρόπος ζωής τους» (109).
Ο δεύτερος ερευνητής που διερεύνησε τη μωσαϊκή ασθένεια του καπνού ήταν ο Ρώσος επιστήμονας Dmitri Ivanovsky. Ουσιαστικά επανέλαβε την προηγούμενη εργασία του Adolf Mayer, με μια κρίσιμη προσθήκη: πέρασε τον «μολυσματικό» χυμό μέσα από ένα φίλτρο Chamberland, σχεδιασμένο να συγκρατεί τα βακτήρια. Όταν ο φιλτραρισμένος χυμός εξακολουθούσε να προκαλεί ασθένεια σε υγιή φυτά, ο Ιβανόφσκι κατέληξε στο συμπέρασμα ότι κάτι μικρότερο από τα γνωστά βακτήρια πρέπει να είναι υπεύθυνο.
Το επόμενο βήμα έγινε από τον Dimitri Ivanofsky (1864-1920), έναν Ρώσο επιστήμονα που εργαζόταν στην Αγία Πετρούπολη. Το 1887 και ξανά το 1890, ο Ivanovsky ανέλαβε από το ρωσικό Υπουργείο Γεωργίας να διερευνήσει την αιτία μιας ασθένειας του καπνού σε φυτείες στη Bassarabia, την Ουκρανία και την Κριμαία. Ο Ivanofsky επανέλαβε γρήγορα τις παρατηρήσεις του Mayer, αποδεικνύοντας ότι ο χυμός των μολυσμένων φυτών περιείχε έναν παράγοντα ικανό να μεταδώσει την ασθένεια σε υγιή φυτά, και πρόσθεσε ένα επιπλέον βήμα. Πέρασε τον μολυσμένο χυμό μέσα από ένα φίλτρο που εμπόδιζε τη διέλευση των βακτηρίων - το φίλτρο Chamberland, κατασκευασμένο από άβαφη πορσελάνη. Το φίλτρο Chamberland, που τελειοποιήθηκε για τον καθαρισμό του νερού από τον Charles Chamberland, έναν από τους συνεργάτες του Pasteur, περιείχε πόρους αρκετά μικρούς ώστε να καθυστερεί τα περισσότερα βακτήρια. Στις 12 Φεβρουαρίου 1892, ο Ivanovsky ανέφερε στην Ακαδημία Επιστημών της Αγίας Πετρούπολης ότι «ο χυμός των φύλλων που έχουν μολυνθεί από την ασθένεια του μωσαϊκού του καπνού διατηρεί τις μολυσματικές του ιδιότητες ακόμη και μετά τη διήθηση μέσω κεριών φίλτρου Chamberland» (79). Η σημασία αυτού του πειράματος είναι ότι παρείχε έναν λειτουργικό ορισμό των ιών, μια πειραματική τεχνική με την οποία ένας παράγοντας θα μπορούσε να χαρακτηριστεί ως ιός.
Στις 12 Φεβρουαρίου 1892, ανέφερε στην Ακαδημία Επιστημών της Αγίας Πετρούπολης ότι «ο χυμός των φύλλων που έχουν μολυνθεί από την ασθένεια του μωσαϊκού του καπνού διατηρεί τις μολυσματικές του ιδιότητες ακόμη και μετά από διήθηση μέσω κεριών φίλτρου Chamberland». Το πείραμα αυτό έχει έκτοτε περιγραφεί ως «παροχή ενός λειτουργικού ορισμού των ιών» - μια τεχνική με την οποία ένας παράγοντας θα μπορούσε υποτίθεται να χαρακτηριστεί ως «ιός».
Ωστόσο, ο ισχυρισμός αυτός αποκαλύπτει ένα θεμελιώδες ελάττωμα της ιολογίας: μετέτρεψε μια υπόθεση σε ορισμό. Ο Ivanovsky, όπως και ο Mayer, απέτυχε να προσδιορίσει οποιονδήποτε αιτιολογικό παράγοντα και δεν ικανοποίησε τα αξιώματα του Koch. Δεν παρατήρησε, δεν απομόνωσε ούτε καθάρισε έναν συγκεκριμένο παράγοντα. Αντ' αυτού, συμπέρανε ότι κάποια αόρατη οντότητα -κατά πάσα πιθανότητα μικρότερη από ένα βακτήριο- πρέπει να είναι παρούσα επειδή τα συμπτώματα της νόσου ακολούθησαν τον εμβολιασμό με φιλτραρισμένο χυμό. Όπως και ο Mayer πριν από αυτόν, ο εσφαλμένος συλλογισμός του Ivanovsky διαπράττει πολλαπλές λογικές πλάνες: επιβεβαιώνει το επακόλουθο υποθέτοντας ότι τα συμπτώματα επιβεβαιώνουν την παρουσία ενός αόρατου παράγοντα- θέτει το ερώτημα χρησιμοποιώντας τα συμπτώματα -το μόνο αποδεικτικό στοιχείο- για να συμπεράνει την ύπαρξη του ίδιου του παράγοντα που υποτίθεται ότι τα προκαλεί- και διαπράττει μια πλάνη ψευδούς αιτίας υποθέτοντας ότι η εμφάνιση των συμπτωμάτων προκλήθηκε από το φιλτραρισμένο υλικό απλώς και μόνο επειδή προηγήθηκε.
Ο Ivanovsky υπέθεσε ότι ο παράγοντας θα μπορούσε να είναι μια τοξίνη, αλλά εξακολουθούσε να εμμένει στην ιδέα της βακτηριακής αιτίας - παρόλο που δεν μπορούσαν να καλλιεργηθούν βακτήρια. Δεσμευμένος από το κυρίαρχο βακτηριολογικό παράδειγμα της εποχής του, σκέφτηκε ακόμη και ότι το φίλτρο μπορεί να ήταν ελαττωματικό. Μέχρι το 1903, στη διδακτορική του διατριβή, ο Ivanovsky δεν είχε ακόμη εγκαταλείψει τη βακτηριακή υπόθεση, επιμένοντας ότι η ασθένεια θα μπορούσε τελικά να εξηγηθεί από βακτήρια που είχαν διαφύγει της καλλιέργειας.
Ο Ivanofsky, όπως και ο Mayer πριν από αυτόν, απέτυχε να καλλιεργήσει έναν οργανισμό από τον φιλτραρισμένο χυμό και απέτυχε να ικανοποιήσει τα αξιώματα του Koch. Δεσμεύτηκε και αυτός από το παράδειγμα της εποχής που υποδήλωνε ότι το φίλτρο μπορεί να ήταν ελαττωματικό ή ότι κάτι δεν πήγαινε καλά με τις μεθόδους του. Πρότεινε ακόμη και την πιθανότητα ότι μια τοξίνη (όχι μια ζωντανή/αναπαραγωγική ουσία) μπορεί να περάσει από το φίλτρο και να προκαλέσει την ασθένεια. Μέχρι και το 1903, όταν ο Ivanofsky δημοσίευσε τη διατριβή του (80), δεν μπορούσε να απομακρυνθεί από την πιθανότητα ότι βακτήρια προκαλούσαν αυτή την ασθένεια και ότι αυτός και οι άλλοι είχαν με κάποιο τρόπο αποτύχει να τα καλλιεργήσουν. Το δόγμα της εποχής και η προφανής επιτυχία των αξιωμάτων του Koch εμπόδισαν τους περισσότερους επιστήμονες να ερμηνεύσουν τα δεδομένα τους με διαφορετικό τρόπο. Είναι εξίσου περίεργο το γεγονός ότι, εκείνη την εποχή (1885), ο Pasteur εργαζόταν με ιούς και ανέπτυσσε το εμβόλιο κατά της λύσσας (117), αλλά ποτέ δεν διερεύνησε τη μοναδική φύση αυτού του μολυσματικού παράγοντα.
Σύμφωνα με το βιβλίο του Alfred Grafe: A History of Experimental Virology, ο Ivanovsky δεν ακολούθησε τους καθιερωμένους κανόνες των αιτιολογικών πειραμάτων και κατέληξε σε λανθασμένα συμπεράσματα. Ποτέ δεν παρείχε άμεσες αποδείξεις υπέρ μιας βακτηριακής αιτίας, ούτε διασκεδάζει την ιδέα ενός νέου τύπου «μολυσματικού» παράγοντα. Στην πραγματικότητα, κάποτε ισχυρίστηκε ότι προκάλεσε τη νόσο χρησιμοποιώντας μια βακτηριακή καλλιέργεια, πιστεύοντας ότι το ζήτημα θα μπορούσε να λυθεί χωρίς να καταφύγει στην «τολμηρή υπόθεση» να προτείνει ένα εντελώς νέο είδος οντότητας όπως ένας «ιός». Αυτό ήταν ως απάντηση σε μια υπόθεση που πρότεινε ο τρίτος ερευνητής που συμμετείχε στην «ανακάλυψη» του TMV, ο Martinus Beijerinck.
Ο Beijerinck ουσιαστικά επανέλαβε το έργο του Ivanovsky, αν και φαινομενικά δεν γνώριζε την έρευνα του Ρώσου επιστήμονα. Η βασική διάκριση ήταν ότι ο Beijerinck παρατήρησε ότι ο φιλτραρισμένος χυμός μπορούσε να αραιωθεί και να ανακτήσει τη δραστικότητά του μετά τη διέλευσή του από ζωντανό φυτικό ιστό - γεγονός που υποδηλώνει ότι μπορούσε να «αναπαραχθεί», αλλά μόνο σε ζωντανά κύτταρα και όχι σε χυμό χωρίς κύτταρα. Αυτό απέκλεισε μια τοξίνη και τον οδήγησε να προτείνει έναν αυτοαναπαραγόμενο, φιλτραρίσιμο παράγοντα μικρότερο από τα βακτήρια. Το ονόμασε contagium vivum fluidum - ένα μεταδοτικό ζωντανό υγρό.
Ο Ivanovsky, ωστόσο, απέρριψε σθεναρά την υπόθεση του Beijerinck. Έγραψε:
«Βλέπουμε ότι δεν υπάρχει ούτε ένα γεγονός που να υποστηρίζει την υπόθεση για τον διαλυτό χαρακτήρα του μολυσματικού παράγοντα της μωσαϊκής νόσου. Αντιθέτως, το πείραμα με τη διάχυση σε άγαρ και κυρίως η κλασματοποιημένη διήθηση δείχνουν σαφώς ότι έχουμε να κάνουμε με ένα contagium fixum".
Τα επιχειρήματα του Ivanovsky ήταν αρκετά πειστικά ώστε οι εξεταστές της διδακτορικής του διατριβής κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι είχε αντικρούσει την υπόθεση του Beijerinck. Παρόλα αυτά, η συζήτηση σχετικά με το αν ο παράγοντας ήταν υγρής ή σωματιδιακής φύσης παρέμεινε επί δεκαετίες.
Ο τρίτος επιστήμονας που έπαιξε καθοριστικό ρόλο στην ανάπτυξη της έννοιας των ιών ήταν ο Martinus Beijerinck (1851-1931), ένας Ολλανδός μικροβιολόγος του εδάφους που συνεργάστηκε με τον Adolf Mayer στο Wageningen. Ο Beijerinck έδειξε επίσης ότι ο χυμός μολυσμένων φυτών καπνού μπορούσε να διατηρήσει τη μολυσματικότητά του μετά από διήθηση μέσω ενός φίλτρου κεριών Chamberland. [Δεν γνώριζε τότε το έργο του Ivanofsky (1898)] Στη συνέχεια επέκτεινε αυτές τις μελέτες δείχνοντας ότι ο φιλτραρισμένος χυμός μπορούσε να αραιωθεί και στη συνέχεια να ανακτήσει τη «δύναμή» του μετά την αναπαραγωγή σε ζωντανό, αναπτυσσόμενο ιστό του φυτού. Ο παράγοντας μπορούσε να αναπαραχθεί ο ίδιος (πράγμα που σήμαινε ότι δεν ήταν τοξίνη), αλλά μόνο σε ζωντανό ιστό, όχι στον χωρίς κύτταρα χυμό του φυτού. Αυτό εξήγησε την αποτυχία καλλιέργειας του παθογόνου εκτός του ξενιστή του και έθεσε τις βάσεις για την ανακάλυψη ενός οργανισμού μικρότερου από τα βακτήρια (ενός παράγοντα που φιλτράρεται), που δεν παρατηρείται στο φωτεινό μικροσκόπιο και που μπορεί να αναπαράγεται μόνο σε ζωντανά κύτταρα ή ιστούς. Ο Βeijerinck ονόμασε αυτόν τον παράγοντα «contagium vivum fluidum» (9), ή μεταδοτικό ζωντανό υγρό. Αυτή η έννοια ξεκίνησε μια 25ετή συζήτηση σχετικά με τη φύση των ιών: ήταν υγρά ή σωματίδια; Η διαμάχη αυτή τερματίστηκε όταν ο d'Herelle ανέπτυξε τη δοκιμασία πλάκας το 1917 (33) και όταν λήφθηκαν οι πρώτες ηλεκτρονικές μικρογραφίες του ιού του μωσαϊκού του καπνού (TMV) το 1939 (88).
Ενώ το έργο του Beijerinck καθιέρωσε ουσιαστικά την έννοια του «ιού», σύμφωνα με τον Grafe, η ιδέα του ότι ο αιτιολογικός παράγοντας είναι μια υγρή τοξίνη και όχι «μολυσματικά» σωματίδια αγνοήθηκε, απορρίφθηκε και δεν συζητήθηκε πλέον εκείνη την εποχή. Ο Grafe ανέφερε ότι παρόλο που οι ιδέες του Beijerinck ήταν κοντά στην έννοια του «ιού» όπως είναι γνωστή σήμερα, δεν έκανε καμία προσπάθεια, θεωρητική ή πειραματική, να αποδείξει ή έστω να υπερασπιστεί την υπόθεσή του ότι ο «μολυσματικός» παράγοντας ήταν ένα μεταδοτικό ζωντανό υγρό. Όπως και οι προκάτοχοί του, στηρίχθηκε σε αβάσιμη συλλογιστική, διαπράττοντας τις πλάνες της επιβεβαίωσης του επακόλουθου, της υποβολιμαίας του ερωτήματος και της ψευδούς αιτιότητας -υποθέτοντας την αιτιότητα από τη συσχέτιση, χωρίς να προσδιορίσει κάποιον άμεσο μηχανισμό ή να απομονώσει έναν συγκεκριμένο παράγοντα.
Ανεξάρτητα από αυτό, όπως αναγνωρίζει το Fields Virology, οι Mayer, Ivanovsky και Beijerinck συνέβαλαν καθοριστικά στη διαμόρφωση της έννοιας «ιός». Εκείνη την εποχή, ο όρος ιός -στα λατινικά «γλοιώδες υγρό» ή “δηλητήριο”- χρησιμοποιούνταν χαλαρά για να περιγράψει οποιονδήποτε «μολυσματικό» παράγοντα. Τελικά εφαρμόστηκε στην ασθένεια του μωσαϊκού του καπνού, όχι ως ακριβής προσδιορισμός, αλλά ως εννοιολογικός τοποτηρητής. Ο TMV έγινε το πρωτότυπο αυτής της νέας κατηγορίας παραγόντων - όχι επειδή πειστικά στοιχεία επιβεβαίωσαν τη φύση του ή ακόμη και την ύπαρξή του, αλλά επειδή καμία εξήγηση δεν μπορούσε να ικανοποιήσει τα αξιώματα του Koch ή να ανταποκριθεί στα πρότυπα της λογικής και επιστημονικής αυστηρότητας. Στην πραγματικότητα, η ιδέα του «ιού» προέκυψε από την αποτυχία απόδειξης της αιτιώδους συνάφειας.
«Έτσι, ο Mayer, ο Ivanofsky και ο Beijerinck συνέβαλαν ο καθένας στην ανάπτυξη μιας νέας έννοιας: ένας φιλτραρίσιμος παράγοντας πολύ μικρός για να παρατηρηθεί στο φωτεινό μικροσκόπιο, αλλά ικανός να προκαλέσει ασθένεια πολλαπλασιαζόμενος σε ζωντανά κύτταρα. Οι Loeffler και Frosch (101) περιέγραψαν και απομόνωσαν γρήγορα τον πρώτο φιλτραρίσιμο παράγοντα από ζώα, τον ιό του αφθώδους πυρετού, και ο Walter Reed και η ομάδα του στην Κούβα (1901) αναγνώρισαν τον πρώτο ανθρώπινο φιλτραρίσιμο ιό, τον ιό του κίτρινου πυρετού (122). Ο όρος ιός [από τα λατινικά για το γλοιώδες υγρό ή δηλητήριο (76)] χρησιμοποιούνταν εκείνη την εποχή εναλλακτικά για κάθε μολυσματικό παράγοντα και έτσι εφαρμόστηκε και στον TMV. Η βιβλιογραφία των πρώτων δεκαετιών του 20ού αιώνα αναφερόταν συχνότερα σε αυτές τις μολυσματικές οντότητες ως διηθητικούς παράγοντες και αυτός ήταν πράγματι ο λειτουργικός ορισμός των ιών. Κάποια στιγμή αργότερα, ο όρος ιός περιορίστηκε στη χρήση των παραγόντων εκείνων που πληρούσαν τα κριτήρια που ανέπτυξαν οι Mayer, Ivanofsky και Beijerinck και που ήταν οι πρώτοι παράγοντες που προκάλεσαν ασθένεια η οποία δεν μπορούσε να αποδειχθεί με τη χρήση των αξιωμάτων του Koch».
Το γεγονός ότι οι Mayer, Ivanovsky και Beijerinck απέτυχαν να αποδείξουν λογικά ή επιστημονικά ότι οποιαδήποτε οντότητα προκάλεσε τη μωσαϊκή ασθένεια του καπνού θα πρέπει να εγείρει σοβαρές κόκκινες σημαίες σχετικά με τον ισχυρισμό ότι ανακαλύφθηκε ένας «ιός». Ποτέ δεν απομόνωσαν ή καθάρισαν οποιοδήποτε μικρόβιο ως ανεξάρτητη μεταβλητή που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε επιστημονικά πειράματα για τον προσδιορισμό της αιτιώδους συνάφειας. Αντ' αυτού, αναδημιούργησαν μη ειδικά συμπτώματα της νόσου τραυματίζοντας μηχανικά τα φυτά και τρίβοντας μη καθαρισμένα υγρά στις πληγές - χωρίς να χρησιμοποιήσουν κατάλληλους ελέγχους που περιλάμβαναν υγιή φυτά που υποβλήθηκαν σε πανομοιότυπη μεταχείριση. Αν το είχαν κάνει αυτό, ίσως να είχαν συνειδητοποιήσει ότι η ίδια η μέθοδος εμβολιασμού έφταιγε.
Αυτό αποδείχθηκε στην εργασία Practicing virology: making and knowing a mid-twentieth century experiment with Tobacco mosaic virus που δημοσιεύθηκε το 2022. Στην αποκαλυπτική αυτή εργασία, οι Scholthof κ.ά. έθεσαν ως στόχο να αναπαράγουν ένα κλασικό πείραμα της δεκαετίας του 1930 που συνέβαλε στην εδραίωση του «ιϊκού» παραδείγματος στην παθολογία των φυτών. Αυτό που κατέληξαν να καταγράψουν, ωστόσο -ίσως ακούσια- είναι μια εντυπωσιακή μελέτη περίπτωσης για το πόσο εύθραυστο, ανακριβές και εξαρτώμενο από υποθέσεις είναι πραγματικά ολόκληρο το πλαίσιο της πειραματικής ιολογίας.
Το έγγραφο περιγράφει λεπτομερώς τις προσπάθειες των ερευνητών να αναπαράγουν το έργο του Francis O. Holmes, ιολόγου στο Ινστιτούτο Ιατρικών Ερευνών Rockefeller. Στα τέλη της δεκαετίας του 1920, ο Holmes ανέπτυξε και τυποποίησε την ταχεία και αποτελεσματική μέθοδο εμβολιασμού που σήμερα είναι γνωστή ως μηχανικός εμβολιασμός (ή εμβολιασμός με τριβή) - μια τεχνική που βασίζεται στις αρχές που ήδη χρησιμοποιούσαν οι Mayer, Ivanovsky και Beijerinck, οι οποίοι επίσης βασίστηκαν σε μηχανικό τραυματισμό για τη μετάδοση «μολυσματικών» χυμών σε υγιή φυτά, χωρίς όμως να επισημοποιήσουν τη διαδικασία.
Οι Scholthof et al. χρησιμοποίησαν τη μέθοδο εμβολιασμού με τριβή, ακολουθώντας την τεχνική του Holmes, για να εφαρμόσουν χυμό από «μολυσμένα» με TMV φύλλα σε υγιή φυτά καπνού και πιπεριάς. Τα φύλλα λειαίνονταν απαλά με carborundum ή Celite για να επιτραπεί η είσοδος του «ιού» και στη συνέχεια ξεπλένονταν. Τα φυτά παρατηρούνταν καθημερινά για συμπτώματα όπως αλλοιώσεις, στίγματα και αποκοπή φύλλων.
Απροσδόκητα, τόσο τα εμβολιασμένα με τον μάρτυρα (έλεγχος) όσο και τα εμβολιασμένα με τον TMV φυτά Tabasco και πιπεριάς παρουσίασαν φυλλοπτώσεις, γεγονός που τους προβλημάτισε, δεδομένου ότι η ταχεία φυλλοπτωση συνδέεται συνήθως με το γονίδιο L στα «μολυσμένα» με τον TMV φυτά. Τα ιστορικά ευρήματα του Holmes σημείωσαν επίσης ότι η πτώση φύλλων μπορεί να εμφανιστεί σε μεγαλύτερα φυτά ή υπό διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες. Αυτό θα έπρεπε να έχει υπονομεύσει πλήρως την ερμηνεία ότι ο TMV προκάλεσε την πτώση φύλλων. Όταν ο αρνητικός έλεγχος παρουσιάζει το αποτέλεσμα που αποδίδεται σε έναν «ιό», η υπόθεση διαψεύδεται -ή θα έπρεπε να διαψευστεί.
Οι ερευνητές μετατόπισαν την προσοχή τους σε πιθανούς παράγοντες που συνέβαλαν: περιβαλλοντικές συνθήκες, πιθανή μόλυνση σε μάρτυρες, γενετική παραλλακτικότητα στο στέλεχος πιπεριάς California Wonder, ακόμη και η ίδια η μέθοδος εμβολιασμού. Σημείωσαν ότι παρόλο που ο εμβολιασμός με τριβή TMV χρησιμοποιείται ευρέως στα εργαστήρια φυτοπαθολογίας λόγω της θεωρούμενης απλότητάς του, είναι γνωστό ότι είναι επιρρεπής σε σφάλματα. Η υπερβολικά έντονη τριβή μπορεί να προκαλέσει ζημιά στα φύλλα και τα αποτελέσματα μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με τα υλικά που χρησιμοποιούνται και μια σειρά από άλλα περιστασιακά χαρακτηριστικά - παρά το γεγονός ότι η μέθοδος είναι τυποποιημένη από τη δεκαετία του 1930. Με άλλα λόγια, η ίδια η τεχνική ήταν ένας σημαντικός καθοριστικός παράγοντας για την παραγωγή της ασθένειας - είτε υποτίθεται ότι υπήρχε ο TMV είτε όχι.
Κατέληξαν στο συμπέρασμα:
«Κατά την επιδίωξή μας σε ένα πείραμα δεκαετιών με τη χρήση καθιερωμένης, τυποποιημένης μεθοδολογίας διαπιστώσαμε ότι σχεδόν κάθε στοιχείο (έδαφος, σχήμα ποτίσματος, φυτά, φωτισμός, εμβόλιο και μέτρα καταπολέμησης παρασίτων) επηρέαζε την ικανότητά μας να κάνουμε και να μαθαίνουμε από τον Holmes. Αυτό έχει συνέπειες για τους επιστήμονες και τους ιστορικούς που αποφασίζουν να επαναλάβουν βασικά πειράματα στον τομέα τους».
Ενώ οι Scholthof et al. σκόπευαν να τιμήσουν το θεμελιώδες έργο του Holmes στην ιολογία, αυτό που έκαναν στην πραγματικότητα είναι να εκθέσουν πόσο ασταθές είναι αυτό το θεμέλιο. Τα συμπτώματα που αποδίδονται στον TMV εμφανίστηκαν στους μάρτυρες. Οι τεχνικές που χρησιμοποιήθηκαν για την πρόκληση των συμπτωμάτων ήταν οι ίδιες εγγενώς επιβλαβείς. Τα αποτελέσματα διαμορφώθηκαν από ένα πλήθος μη ελεγχόμενων μεταβλητών. Και τα συμπεράσματα δεν προέκυψαν από αδιάφορη παρατήρηση, αλλά από πεποίθηση που διατηρήθηκε μέσω μεθοδολογικής τελετουργίας - η οποία ανάγεται απευθείας στους Mayer, Ivanovsky και Beijerinck. Αυτοί οι πρώτοι πρωτοπόροι φιλτράρισαν φυτικό χυμό και τον εφάρμοσαν σε πληγωμένα φύλλα, ερμηνεύοντας τα συμπτώματα που προέκυψαν ως απόδειξη ενός «ιού», παρά το γεγονός ότι ποτέ δεν απομόνωσαν έναν. Ο σύγχρονος φόρος τιμής του Scholthof καταλήγει να επιβεβαιώνει το ίδιο πράγμα: η μέθοδος κάνει τον «ιό» - όχι το αντίθετο.
Αν οι Mayer, Ivanofsky και Beijerinck δεν είχαν περιοριστεί σε μια μικροβιακή υπόθεση για τη μωσαϊκή ασθένεια του καπνού, ίσως είχαν αναγνωρίσει ότι άλλοι παράγοντες -όχι ένας μυστηριώδης «ιός»- ήταν υπεύθυνοι για τα συμπτώματα που παρατήρησαν. Είναι πλέον αποδεδειγμένο ότι τα συμπτώματα αυτά ποικίλλουν ανάλογα με το είδος του φυτού και τις περιβαλλοντικές συνθήκες, οι οποίες μπορούν είτε να αναδείξουν είτε να καλύψουν τα σημάδια της ασθένειας. Τα συμπτώματα που αποδίδονται στον TMV είναι γνωστό ότι οφείλονται σε ένα ευρύ φάσμα μη «ιογενών» παραγόντων, συμπεριλαμβανομένων των υψηλών θερμοκρασιών, της τροφοδότησης από έντομα, των ρυθμιστών ανάπτυξης, των ζιζανιοκτόνων, των ελλείψεων ανόργανων συστατικών, ακόμη και της περίσσειας ανόργανων συστατικών.
Επιπλέον, κάθε χαρακτηριστικό σύμπτωμα -παραμόρφωση ή παραμόρφωση των φύλλων, μωσαϊκά μοτίβα ανοιχτού και σκούρου πράσινου (ή κίτρινου και πράσινου), χλωρωτικές κηλίδες, νεκρωτικές κηλίδες, σπάσιμο του χρώματος των ανθέων και γενική αναισθητοποίηση- είναι μη ειδικό. Με άλλα λόγια, κανένα σύμπτωμα δεν μπορεί να συνδεθεί οριστικά με τον TMV. Η διάγνωση με βάση μόνο τα συμπτώματα δεν είναι δυνατή και τελικά κυκλική, ιδίως όταν η ίδια η μέθοδος εμβολιασμού είναι επιζήμια και η παρουσία του TMV υποτίθεται αντί να αποδεικνύεται.
Και αυτό υποθέτοντας ότι τα συμπτώματα εμφανίζονται καθόλου. Οι καλλιεργητές έχουν οδηγίες να επιθεωρούν το εισερχόμενο φυτικό υλικό για ορατά σημάδια της ασθένειας, αλλά και να λαμβάνουν τυχαία δείγματα ασυμπτωματικών φυτών για έλεγχο -αφού λέγεται ότι η «μόλυνση» εμφανίζεται ακόμη και απουσία συμπτωμάτων. Επί του παρόντος, η ενζυμική ανοσοπροσροφητική δοκιμασία (ELISA) και η αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (PCR) είναι οι κύριες μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση του TMV. Η ανίχνευση λέγεται ότι αποτελεί πρόκληση, καθώς ο TMV μπορεί να είναι ανομοιόμορφα κατανεμημένος στους φυτικούς ιστούς και να υπάρχει σε χαμηλά επίπεδα, επιτρέποντάς του να μην ανιχνεύεται. Δεν είναι ασυνήθιστο, μας λένε, τα συμπτώματα να καθυστερούν εβδομάδες μετά την αρχική «μόλυνση». Ορισμένα «εξασθενημένα στελέχη» του TMV λέγεται ότι δεν προκαλούν καθόλου συμπτώματα και μπορεί ακόμη και να καταστέλλουν τα συμπτώματα όταν συνυπάρχουν με πιο «μολυσματικά» στελέχη στο ίδιο φυτό.
Παρόλα αυτά, υποστηρίζεται ότι όταν ένα φυτό «μολυνθεί», παραμένει έτσι για όλη του τη ζωή - ακόμη και αν δεν εμφανίσει ποτέ σημάδια ασθένειας. Η «μόλυνση» δεν μεταδίδεται συνήθως μέσω του σπόρου στους απογόνους, αλλά όταν ανιχνεύεται στους απογόνους, η μηχανική βλάβη κατά τη μεταφύτευση κατηγορείται για την εισαγωγή του «ιού». Ωστόσο, όπως αποδεικνύουν οι Scholthof et al., η μηχανική βλάβη από μόνη της αρκεί για να εξηγήσει τα παρατηρούμενα συμπτώματα της ασθένειας χωρίς την υποτιθέμενη παρουσία «ιού».
Εν ολίγοις, ο TMV ξεπερνά τα όρια της λογικής. Εν ολίγοις, ο TMV επεκτείνει τα όρια της λογικής και βασίζεται σε μια μη διαψεύσιμη παραδοχή: ότι οι υγιείς φορείς - φυτά χωρίς σημάδια ασθένειας - μπορούν να θεωρηθούν «μολυσμένοι» από έναν αόρατο παράγοντα, η παρουσία του οποίου υποτίθεται παρά αποδεικνύεται. Αυτή η πεποίθηση δεν βασίζεται σε άμεση παρατήρηση ή αιτιώδη απόδειξη, αλλά σε συμπερασμούς που συσσωρεύονται πάνω σε συμπερασμούς - αρχής γενομένης από τους Mayer, Ivanovsky και Beijerinck. Κανένας από αυτούς δεν απομόνωσε έναν αιτιώδη παράγοντα. Κανείς τους δεν εκπλήρωσε τα αξιώματα του Koch. Καθένας από αυτούς ερμήνευσε την εμφάνιση μη ειδικών συμπτωμάτων μετά τον εμβολιασμό με χυμό ως επιβεβαίωση ενός «παράγοντα», χωρίς να λάβει υπόψη του ότι τα συμπτώματα ήταν τα ίδια αποτέλεσμα της επεμβατικής διαδικασίας ή άλλων περιβαλλοντικών παραγόντων πίεσης. Ο συλλογισμός τους ήταν κυκλικός: υποθέτοντας ότι ένας αόρατος παράγοντας προκαλεί την ασθένεια και στη συνέχεια ερμηνεύοντας κάθε ένδειξη ασθένειας -ακόμη και σε πληγωμένα ή υγιή φυτά- ως απόδειξη αυτού του παράγοντα.
Αγνοώντας εναλλακτικές εξηγήσεις και αποτυγχάνοντας να αποκλείσουν τον μηχανικό τραυματισμό, την τοξικότητα ή τη διατροφική ανισορροπία, αυτοί οι πρώτοι ιολόγοι έχτισαν μια υπόθεση σε μεθοδολογικά εκτεθειμένο έδαφος. Ακόμα χειρότερα, παρουσίασαν τα συμπεράσματά τους σαν να είχε αποδειχθεί οριστικά ο παράγοντας, ενώ στην πραγματικότητα δεν είχε καθαριστεί, οπτικοποιηθεί ή αποδειχθεί ότι η οντότητα αυτή δρούσε μόνη της για την παραγωγή ασθενειών. Με την πάροδο του χρόνου, αυτό το λογικό τέχνασμα παγιώθηκε σε επιστημονικό δόγμα, το οποίο συνεχίστηκε με τελετουργίες διάγνωσης βάσει συμπτωμάτων, πίστη σε ασυμπτωματικές «λοιμώξεις» και χρήση έμμεσων μοριακών δοκιμών που προϋποθέτουν αυτό που ισχυρίζονται ότι ανιχνεύουν. Η έννοια του TMV, όπως και αυτή του ίδιου του «ιού», δεν ανακαλύφθηκε ποτέ - κατασκευάστηκε. Και από την αρχή, αυτή η κατασκευή ήταν γεμάτη με πλάνες.
Οι Κρύσταλλοι του Stanley
Καθώς οι Mayer, Ivanovsky και Beijerinck δεν καθάρισαν, δεν απομόνωσαν και δεν ταυτοποίησαν έναν αιτιολογικό παράγοντα τη στιγμή που καθιερώθηκε η έννοια του «ιού», παρέμειναν ερωτήματα σχετικά με το αν οι παρατηρούμενες επιδράσεις στα φυτά προκλήθηκαν από ένα τοξικό υγρό ή από ένα αόρατο σωματίδιο. Σύμφωνα με το βιβλίο του ιστορικού Tor van Halvoort του 1993 Research styles in virus studies in the twentieth century: controversies and the formation of consensus, οι ερμηνείες για τον «ιό» του μωσαϊκού του καπνού κυμαίνονταν από ένα μικρό μικρόβιο ή υπερμικρόβιο έως μια χημική ένωση που παρήγαγε το ίδιο το φυτό -δηλαδή ενδογενή και όχι εξωγενή- μέχρι και τη δεκαετία του 1930.
Αρκετοί ερευνητές απέρριψαν τότε την ιδέα ότι η μωσαϊκή ασθένεια του καπνού προκλήθηκε από εξωτερικό εισβολέα. Το 1899, ο Albert Woods υποστήριξε τα ένζυμα οξειδάση και υπεροξειδάση ως πιθανές αιτίες. Ο Woods, βασιζόμενος σε πειράματα που προκαλούσαν τεχνητά συμπτώματα μωσαϊκού σε φυτά, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η αιτία ήταν εσωτερική στο φυτό. Παρατήρησε ότι τα ταχέως αναπτυσσόμενα φυτά καπνού, όταν κόβονταν, παρήγαγαν νέα φύλλα με κηλίδες που έμοιαζαν με μωσαϊκό:
«Οι νεαροί βλαστοί αναπτύχθηκαν πολύ γρήγορα και ήταν πάντοτε στικτοί και συχνά παραμορφωμένοι ακριβώς όπως στην ασθένεια του μωσαϊκού».
Άλλοι ερευνητές συμμερίστηκαν την ενδογενή άποψη του Woods, όπως ο Kurt Heintzel, ο οποίος επίσης επισήμανε τη δραστηριότητα της οξειδάσης, και ο Friedrich Hunger, ο οποίος πίστευε ότι επρόκειτο για μεταβολική διαταραχή. Ο Γερμανός γενετιστής και βοτανολόγος Erwin Baur αμφισβήτησε το αυστηρά παρασιτικό μοντέλο της ασθένειας των φυτών. Μελετώντας τη «μολυσματική» ποικιλοχρωμία (χλώρωση) στο Abutilon, ο Baur παρατήρησε ότι ποικιλόχρωμα και μη ποικιλόχρωμα φυτά μπορούσαν να αναπτυχθούν το ένα δίπλα στο άλλο χωρίς σημάδια μετάδοσης. Δεδομένου ότι μπορούσε να προκαλέσει την κατάσταση αυτή με τεχνητά μέσα, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι ορισμένες «μολυσματικές» ασθένειες των φυτών δεν προκαλούνται από ζωντανούς οργανισμούς. Ο Baur προειδοποίησε ότι η προσκόλληση στο «παλιό δόγμα της άνευ όρων παρασιτικής φύσης όλων των λοιμωδών ασθενειών» αποτελούσε εμπόδιο στην πρόοδο.
Η υποστήριξη του μοντέλου των χημικών τοξινών συνεχίστηκε μέχρι και τη δεκαετία του 1930. Το 1931, οι Vinson και Petre περιέγραψαν τον «ιό» του μωσαϊκού του καπνού ως χημικά συμπεριφερόμενο, καταλήγοντας στο συμπέρασμα:
«...είναι πιθανό ότι ο ιός που ερευνήσαμε αντέδρασε ως χημική ουσία».
Τα ευρήματά τους επιβεβαιώθηκαν το 1933 από τους Barton-Wright και McBain, οι οποίοι αναπαρήγαγαν τα πειράματα και δήλωσαν:
«Επαναλάβαμε λεπτομερώς την εργασία αυτή και την επιβεβαιώσαμε σε κάθε λεπτομέρεια, και είμαστε επίσης της γνώμης ότι ο ιός σε αυτή την περίπτωση συμπεριφέρεται ως χημική ένωση και όχι ως ζωντανός οργανισμός».
Παρά τη συνεχιζόμενη αυτή συζήτηση σχετικά με το αν οι «ιοί» ήταν χημικές (ενδογενείς) ή φυσικές (εξωγενείς) οντότητες, το θέμα υποστηρίχθηκε ότι “διευθετήθηκε” το 1935, όταν ο Αμερικανός βιοχημικός Wendell Meredith Stanley κρυσταλλοποίησε μια ουσία που υποτίθεται ότι περιείχε τον «ιό του μωσαϊκού του καπνού». Το έργο του αποτέλεσε τον ακρογωνιαίο λίθο για την ιδέα ότι οι «ιοί» ήταν αυτοαναπαραγόμενα σωματίδια και όχι χημικές τοξίνες και αναφέρεται ακόμη και σήμερα από τους ιολόγους ως απόδειξη καθαρισμού και απομόνωσης.
Ο Stanley τιμήθηκε με το βραβείο Νόμπελ Χημείας το 1946 «για την παρασκευή ενζύμων και πρωτεϊνών ιών σε καθαρή μορφή». Σύμφωνα με τη βιογραφία του Νόμπελ, πριν από αυτό το επίτευγμα, οι «ιοί» μπορούσαν να συναχθούν μόνο από τα συμπτώματα που παρήγαγαν, καθώς ήταν πολύ μικροί για να τους δει κανείς στο μικροσκόπιο. Ο ιστότοπος του βραβείου αναφέρει ότι ο Στάνλεϊ κατάφερε να εξαγάγει τον «ιό» του μωσαϊκού του καπνού σε καθαρή κρυσταλλική μορφή.
«Πολλές μολυσματικές ασθένειες προκαλούνται από ιούς -πολύ μικρά βιολογικά σωματίδια. Είναι πολύ μικρά για να είναι ορατά στο μικροσκόπιο και θα μπορούσαν να εντοπιστούν μόνο με τη βοήθεια των συμπτωμάτων που προκαλούν. Ο Wendell Stanley μελέτησε τον ιό του μωσαϊκού του καπνού, ο οποίος προσβάλλει τα φύλλα των φυτών καπνού. Από σημαντικές ποσότητες μολυσμένων φύλλων καπνού, κατάφερε να εξάγει τον ιό με τη μορφή καθαρών κρυστάλλων το 1935. Μέσω περαιτέρω ερευνών, ο Stanley κατάφερε να δείξει ότι ο ιός του μωσαϊκού του καπνού αποτελείται από πρωτεΐνες και ριβονουκλεϊκό οξύ ή RNA».
Η Αμερικανική Ένωση Ανοσολόγων δήλωσε ότι, με την «απομόνωση» και την κρυστάλλωση του TMV, ο Stanley απέδειξε ότι οι «ιοί» θόλωσαν τα όρια μεταξύ των ζωντανών οργανισμών που μελετούν οι βιολόγοι και των μη ζωντανών μορίων που μελετούν οι χημικοί. Το Πανεπιστήμιο Rockefeller υποστηρίζει αυτή την αφήγηση, δηλώνοντας ότι «οι ιοί ήταν αντικείμενο τόσο έντονης έρευνας όσο και άγριων εικασιών μέχρι το 1935, όταν ο επιστήμονας του Ινστιτούτου Rockefeller, Wendell M. Stanley καθάρισε τον ιό του μωσαϊκού του καπνού και έκανε μια από τις πιο εκπληκτικές ανακαλύψεις του 20ού αιώνα: ότι ένας ιός έχει ιδιότητες καθοριστικές τόσο για τη ζωντανή όσο και για τη μη ζωντανή ύλη». Έτσι, αυτή ήταν σαφώς μια στιγμή-κλειδί στην ιστορία της ιολογίας -μια στιγμή που επέτρεψε στους υποστηρικτές της να έχουν και την πίτα τους και να την τρώνε, παρακάμπτοντας βολικά τα επιστημονικά πρότυπα που εφαρμόζονται τόσο στη βιολογία όσο και στη χημεία.
Ωστόσο, έκανε όντως ο Stanley όλα αυτά που ισχυρίζεται; Στην εργασία του το 1935, Isolation of a Crystalline Protein Possessing the Properties of Tobacco-Mosaic Virus, ο ίδιος ο Stanley ισχυρίστηκε ότι είχε απομονώσει μια κρυσταλλική πρωτεΐνη από χυμό «μολυσμένων» τουρκικών φυτών καπνού που διατηρούσε τη βιολογική δραστηριότητα που αποδίδεται στον «ιό» του μωσαϊκού καπνού. Περιέγραψε το υλικό ως πρωτεϊνικό με βάση τις θετικές αντιδράσεις με διάφορα αντιδραστήρια ανίχνευσης πρωτεϊνών και τη χημική σύνθεση (20% άζωτο). Η μέθοδός του περιελάμβανε διαδοχική χημική κλασματοποίηση -με τη χρήση καταβύθισης θειικού αμμωνίου, προσαρμογές του pH, υποοξικού μολύβδου και διήθηση σελίτη- για την απομάκρυνση των ορατών προσμίξεων, ακολουθούμενη από κρυστάλλωση υπό συγκεκριμένες συνθήκες αλάτων και pH. Οι προκύπτοντες κρύσταλλοι θεωρήθηκαν «εξαιρετικά μολυσματικοί» όταν αραιώθηκαν και τρίφτηκαν σε ευαίσθητα φυτά, γεγονός που ο Stanley εξέλαβε ως επιβεβαίωση της παρουσίας και της καθαρότητας του «ιού».
Ωστόσο, η ερμηνεία του Stanley στηριζόταν σε μια σειρά από ανεπιβεβαίωτες υποθέσεις και μεθοδολογικούς περιορισμούς. Το κρίσιμο είναι ότι ποτέ δεν απέδειξε ότι υπήρχε ένα διακριτό, ομοιόμορφο «ιικό» σωματίδιο στους κρυστάλλους. Αντ' αυτού, υπέθεσε ότι η παρατηρούμενη «μολυσματικότητα» προκλήθηκε από ένα μόνο μοριακό είδος - μια υπόθεση που διαπράττει την πλάνη της ψευδούς αιτίας. Ο ισχυρισμός του περί «καθαρότητας» δεν στηριζόταν σε άμεσες αποδείξεις, αλλά στην επιβεβαίωση του επακόλουθου: οι κρύσταλλοι προκαλούσαν βλάβες, οι βλάβες συνδέονται με “μόλυνση”, επομένως οι κρύσταλλοι πρέπει να περιέχουν τον «μολυσματικό» παράγοντα. Αλλά ο συσχετισμός δεν επιβεβαιώνει την ταυτότητα ή την καθαρότητα.
Επιπλέον, ο Stanley συμπέρανε τη «μολυσματικότητα» αποκλειστικά από τον αριθμό των αλλοιώσεων σε φυτά δοκιμής -χωρίς να απεικονίσει ή να απομονώσει οποιοδήποτε ξεχωριστό σωματίδιο. Αυτό ισοδυναμεί με υποκίνηση του ερωτήματος, καθώς προϋπέθετε την παρουσία ενός «ιού» για να επικυρώσει την ανίχνευσή του. Και χωρίς να έχει πρόσβαση σε ηλεκτρονική μικροσκοπία ή υπερφυγοκέντρηση εκείνη την εποχή, δεν διέθετε τα εργαλεία για να χαρακτηρίσει τη μορφολογία των σωματιδίων ή να επιβεβαιώσει την ομοιογένεια. Αυτά τα ερμηνευτικά άλματα, που στηρίζονταν σε έμμεσες επιδράσεις και όχι σε άμεση παρατήρηση, άνοιξαν την πόρτα σε λανθασμένη απόδοση και υπερβολική εμπιστοσύνη σε ό,τι πραγματικά περιείχαν οι κρύσταλλοι.
Σε ένα αξιοσημείωτα ειλικρινές συμπέρασμα, ο Stanley αναγνώρισε τη δυσκολία -αν όχι την αδυναμία- της απόδειξης της καθαρότητας μιας πρωτεΐνης και απλώς υπέθεσε ότι ένας «ιός» απαιτεί ζωντανά κύτταρα για τον πολλαπλασιασμό, καθώς αυτό δεν είχε αποδειχθεί πειραματικά:
«Αν και είναι δύσκολο, αν όχι αδύνατο, να αποκτήσει κανείς πειστική θετική απόδειξη της καθαρότητας μιας πρωτεΐνης, υπάρχουν ισχυρές ενδείξεις ότι η κρυσταλλική πρωτεΐνη που περιγράφεται εδώ είναι είτε καθαρή είτε αποτελεί στερεό διάλυμα πρωτεϊνών. Μέχρι στιγμής δεν έχει ληφθεί καμία απόδειξη για την ύπαρξη μείγματος ενεργού και ανενεργού υλικού στους κρυστάλλους. Ο ιός του μωσαϊκού του καπνού θεωρείται ως μια αυτοκαταλυτική πρωτεΐνη η οποία, προς το παρόν, μπορεί να θεωρηθεί ότι απαιτεί την παρουσία ζωντανών κυττάρων για τον πολλαπλασιασμό».
Η παραδοχή του Stanley είναι αποκαλυπτική. Αντί να προσφέρει οριστικές αποδείξεις, βασίστηκε σε υποθέσεις - τόσο για την καθαρότητα του κρυσταλλικού προϊόντος του όσο και για τη φύση του πολλαπλασιασμού του «ιού» σε ζωντανά κύτταρα. Αυτή η ασάφεια δεν πέρασε απαρατήρητη. Στην εργασία The discovery of the chemical nature of tobacco mosaic virus (Η ανακάλυψη της χημικής φύσης του ιού του μωσαϊκού του καπνού), οι συγγραφείς κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι παρόλο που ο Stanley πιστώνεται ευρέως τη διαλεύκανση της φύσης του «ιού», σαφείς «αποδείξεις ασάφειας» μπορούν να βρεθούν σε όλο το έργο του.
Μέσα σε λίγες εβδομάδες από τη δημοσίευση, ο Stanley δέχθηκε κριτική από τον φυτοπαθολόγο Frederick Bawden και τον βιοχημικό Bill Pirie. Οι Άγγλοι ερευνητές είχαν παρασκευάσει «υγροκρυσταλλικές» ουσίες TMV που είχαν ως αποτέλεσμα χημικές αναλύσεις των παρασκευασμάτων που διέφεραν από τα δεδομένα που ανέφερε ο Stanley. Ο Pirie θα κατηγορούσε αργότερα επανειλημμένα τον Stanley ότι αφομοίωσε σταδιακά τα δεδομένα τους για να αποφύγει την ανάγκη να ανακαλέσει τον πρώιμο ισχυρισμό του ότι είχε πράγματι απομονώσει τον TMV το 1935. Ανεξάρτητα από αυτό, ο Bawden και ο Pirie αμφισβήτησαν αυτή την απομόνωση, καθώς αμφισβήτησαν αν το υλικό που είχαν «απομονώσει» ήταν ο “ιός” όπως πραγματικά βρισκόταν μέσα στο «μολυσμένο» φυτό. Δήλωσαν το 1936:
«Αντιλαμβανόμαστε ότι δεν έχει ακόμη αποδειχθεί, ούτε υπάρχει καμία απόδειξη ότι τα σωματίδια που έχουμε παρατηρήσει υπάρχουν ως τέτοια σε μολυσμένο χυμό».
Οι Bawdin και Pirie υποστήριξαν ότι η ίδια η διαδικασία «απομόνωσης» του υλικού του «ιού» του μωσαϊκού του καπνού είχε ως αποτέλεσμα την απώλεια του καθοριστικού χαρακτηριστικού που αρχικά τον διέκρινε από τα βακτήρια - την ικανότητά του να περνάει μέσα από λεπτά φίλτρα. Όπως το έθεσαν:
«Κατά τη διάρκεια των διαδικασιών καθαρισμού ... ο ιός υφίσταται μια αλλαγή που δεν αντιστρέφεται εύκολα και χάνει εντελώς την ιδιότητα που για πρώτη φορά διέκρινε τον ιό του μωσαϊκού του καπνού ως ένα νέο τύπο παράγοντα ασθένειας, δηλαδή ότι πρέπει να περνάει από λεπτά φίλτρα».
Επιπλέον, βρήκαν στοιχεία που υποδηλώνουν ότι ο TMV υπήρχε εντός των φυτικών κυττάρων ως αδιάλυτα σύμπλοκα. Αυτό τους οδήγησε στο συμπέρασμα ότι κατά την παρασκευή εκχυλισμάτων από «μολυσμένα» φύλλα -διαχωρίζοντας τον υποτιθέμενο “ιό” από τον φυτικό ιστό και τα κυτταρικά υπολείμματα- ουσιώδη συστατικά του «ιού» μπορεί να χάνονται κατά τη διαδικασία. Ως αποτέλεσμα, οι Bawden και Pirie απέρριψαν την άποψη ότι το απομονωμένο «κρυσταλλικό» παρασκεύασμα αντιπροσώπευε ένα καθαρό δείγμα του «ιού του μωσαϊκού του καπνού». Στην πραγματικότητα, θεώρησαν τους φυτικούς «ιούς» ως νουκλεο-πρωτεΐνες - μόρια που δεν διέφεραν ουσιαστικά από τα φυσιολογικά συστατικά που παράγονται από το κύτταρο-ξενιστή. Αυτό υποδηλώνει ότι τα σωματίδια που ισχυρίζονται ότι είναι TMV είναι στην πραγματικότητα ενδογενή στο φυτό, παρά εξωγενείς εισβολείς.
Μια μεταγενέστερη εργασία, το W. M. Stanley’s Crystallization of the Tobacco Mosaic Virus 1930-1940, συμφώνησε με τους Bawdin και Pirie σχετικά με την έλλειψη καθαρότητας των κρυσταλλοποιημένων παρασκευασμάτων, εντοπίζοντας σημαντικές τεχνικές ατέλειες και πειραματικές παραλείψεις στην εργασία του Stanley. Σε αντίθεση με τους ισχυρισμούς του Stanley, ο «καθαρός» κρύσταλλος του TMV αποκαλύφθηκε αργότερα ότι ήταν χημικά ακάθαρτος - περιείχε νερό, υπολείμματα φυτικών συστατικών και σημαντική ποσότητα μη πρωτεϊνικού υλικού.
Οι συγγραφείς σημείωσαν ότι ο Stanley προέβαλε ισχυρισμούς χωρίς επαρκή αποδεικτικά στοιχεία και ότι επωφελήθηκε σε μεγάλο βαθμό από τις κοινωνικές και θεσμικές σχέσεις, ιδίως με τους The Svedberg και Arne Tiselius του Πανεπιστημίου της Uppsala και του Ινστιτούτου Rockefeller, όπου το έργο του Stanley έλαβε υψηλού επιπέδου υποστήριξη. Η επιρροή του Tiselius στην Επιτροπή Νόμπελ βοήθησε να εξασφαλίσει ο Stanley το βραβείο χημείας, παρά την αμφισβητήσιμη βάση των ισχυρισμών του:
«Ωστόσο, η εργασία του Stanley είχε τεχνικά λάθη και παρανοήσεις. Όπως επεσήμαναν αρκετοί επικριτές στα τέλη της δεκαετίας του 1930, χωρίς να λάβουν ιδιαίτερη προσοχή, το δείγμα του ιού του περιείχε νερό και προσμίξεις και επομένως δεν ήταν ένας πραγματικός κρύσταλλος. Περιείχε επίσης ένα σημαντικό κλάσμα μη πρωτεϊνικού υλικού -περίπου 6 τοις εκατό νουκλεϊκό οξύ (RNA)- το οποίο είχε διαφύγει εντελώς από τον Stanley και το οποίο αποδείχθηκε ότι ήταν το κρίσιμο συστατικό, το κληρονομικό υλικό του ιού. Επιπλέον, η ιδιότητα της αυτοαναπαραγωγής στους ιούς δεν βασίστηκε στη δράση ενζύμων και στην ανάπτυξη κρυστάλλων, όπως συχνά ισχυριζόταν ο Stanley χωρίς επαρκείς αποδείξεις, αλλά αποδείχθηκε ότι ήταν άμεση συνέπεια της δομής των νουκλεϊκών οξέων. Πώς μπορούμε να εξηγήσουμε αυτά τα τεχνικά και εννοιολογικά λάθη υπό το πρίσμα της διεθνούς αναγνώρισης που απονεμήθηκε στον νεαρό Stanley και της ηγετικής του θέσης στην επιστήμη;»
«Ο Stanley βασίστηκε επίσης σε μεγάλο βαθμό στις έρευνες για τις πρωτεΐνες και στην επιστημονική φήμη των The Svedberg και Arne Tiselius στο Πανεπιστήμιο της Uppsala. Η ομάδα της Uppsala είχε μια ιδιαίτερη σχέση με το Ινστιτούτο Rockefeller και μοιραζόταν την εξελιγμένη σουηδική τεχνολογία και την εργαστηριακή τεχνογνωσία της, καθώς και ορισμένες επιστημονικές προκαταλήψεις, με τα μέλη του Ινστιτούτου. Καλλιεργώντας τη σχέση με την Ουψάλα, ο Stanley επωφελήθηκε από τεχνολογικά και κοινωνικά πλεονεκτήματα που έθεταν το εργαστήριό του στην πρωτοπορία της έρευνας. Η υποστήριξη και η επιρροή του Tiselius είχαν σημαντικό βάρος για την επιτροπή Νόμπελ, η οποία απένειμε στον Stanley το βραβείο χημείας (ο ίδιος ο Tiselius τιμήθηκε με το βραβείο Νόμπελ το 1948).3»
«Οι φυσικοχημικές τεχνικές από μόνες τους δεν αποκάλυψαν το κλειδί της βιολογικής γνώσης. Τελικά τα λάθη του Stanley διορθώθηκαν, τα αποτελέσματά του επανερμηνεύτηκαν και οι παλιές θεωρίες απορρίφθηκαν, με αποτέλεσμα ο Stanley να επανενταχθεί σε μια περιγραφή της βιολογίας που «περιορίζεται στην απαρίθμηση των επιτυχημένων ερευνών».
Παρόλο που το έργο του Stanley προωθήθηκε ως η οριστική απόδειξη ενός καθαρισμένου «ιϊκού» σωματιδίου και ως το θεμέλιο για τη διαλεύκανση της πραγματικής φύσης του « ιού», τα συμπεράσματά του ήταν θεμελιωδώς λανθασμένα. Στηρίχθηκαν σε έμμεσες βιοχημικές μετρήσεις, σε ανεπιβεβαίωτες υποθέσεις σχετικά με τον πολλαπλασιασμό και τη δομή και στην απουσία οριστικού καθαρισμού ή άμεσης απεικόνισης μιας διακριτής, αυτόνομης «ιικής» οντότητας. Αντί να απομονώσει ένα μοναδικά αναγνωρίσιμο «μολυσματικό» σωματίδιο, ο Stanley εργάστηκε με αυτό που πίστευε ότι ήταν μια «κρυσταλλική πρωτεΐνη» ικανή για αυτοκατάλυση - μια ιδέα που ήταν εικαστική και αργότερα διαψεύστηκε από την “ανακάλυψη” των νουκλεϊκών οξέων ως «πραγματικών» φορέων της γενετικής πληροφορίας.
Όπως παραδέχτηκε αργότερα το Plant Virology του Matthews, «η κρυστάλλωση συνήθιζε να θεωρείται σημαντικό κριτήριο καθαρότητας, αλλά δεν διακρίνει τα συστατικά που συγκρυσταλλώνονται με τον μολυσματικό ιό». Αυτό θέτει σε περαιτέρω αμφιβολία την υπόθεση ότι το κρυσταλλικό προϊόν της Stanley ήταν «καθαρό» ή οριστικά «ιογενές». Η ερμηνεία του προσαρμόστηκε αναδρομικά ώστε να ταιριάζει σε ένα αναπτυσσόμενο «ιικό» παράδειγμα, όχι επειδή απέδειξε αντικειμενικά την ύπαρξη «ιών» όπως ορίζονται σήμερα, αλλά επειδή η θεσμική δυναμική, η τεχνολογική αισιοδοξία και το κοινωνικό κύρος απαιτούσαν μια ιστορία επιτυχίας. Έτσι, τα ευρήματα του Stanley δεν ήταν η επιβεβαίωση της «θεωρίας του ιού», αλλά η αρχή μιας αφήγησης που βασίζεται στην επανερμηνεία και την επιλεκτική έμφαση και όχι στην άμεση, διαψεύσιμη επιστημονική απόδειξη.
Τα Σωματίδια του Ruska
Η έλλειψη ενός καθαρισμένου και απομονωμένου σωματιδίου που αποδεδειγμένα προκαλούσε τη μωσαϊκή νόσο του καπνού δεν απέτρεψε τον Γερμανό ηλεκτρονικό μικροσκόπο Helmut Ruska από το να βασιστεί σε προηγούμενες έρευνες σχετικά με «το πιθανό σχήμα, το μέγεθος των σωματιδίων της τελικής μολυσματικής μονάδας και το μοριακό βάρος αυτής της ιικής πρωτεΐνης» για να καθοδηγήσει τις προσπάθειές του να απεικονίσει τον υποτιθέμενο «ιό» χρησιμοποιώντας το νεοαναπτυγμένο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο στην εργασία του Die Sichtbarmachung yon pflanzlichem Virus im Obermikroskop του 1939. Αναφερόμενος στον ισχυρισμό του Wendell Stanley το 1935, ο Ruska παρατήρησε ότι «η εκπληκτική διαπίστωση του Stanley ότι το “παθογόνο” της μωσαϊκής ασθένειας του καπνού είναι μια πρωτεΐνη υψηλού μοριακού βάρους οδήγησε σε σημαντικές έρευνες τα τελευταία χρόνια», σηματοδοτώντας τόσο την επιρροή όσο και την αβεβαιότητα του συμπεράσματος του Stanley. Ο Ruska αναφέρθηκε σε έμμεσες φυσικοχημικές μεθόδους -συμπεριλαμβανομένης της συμπεριφοράς σε διάλυμα, της σκέδασης του φωτός και του ρυθμού καθίζησης- για να καθορίσει το είδος του σωματιδίου που πρέπει να αναζητήσει, αντανακλώντας μια προσέγγιση που βασίζεται σε μοντέλα. Αναγνώρισε ότι τα διαθέσιμα στοιχεία ήταν αντιφατικά, ωστόσο τα χρησιμοποίησε για να δικαιολογήσει υποθέσεις σχετικά με το σχήμα του «ιού».
"Οι έρευνες πραγματοποιήθηκαν με τη μέθοδο των ακτίνων Χ σύμφωνα με την Debye-Scherrer, την ιξωδομετρία, τον προσδιορισμό της σταθεράς διάχυσης, της σταθεράς καθίζησης και του ρυθμού καθίζησης στο βαρυτικό πεδίο φυγοκεντρικών μηχανών υψηλής ταχύτητας σύμφωνα με τη μέθοδο του Svedberg. Τα αποτελέσματα αυτής της εργασίας, αν και εξακολουθούν να είναι αντιφατικά σε ορισμένα σημεία, δικαιολογούν την υπόθεση ότι οι ιοί αυτοί πρέπει να είναι επιμήκη μόρια πολύ υψηλού μοριακού βάρους".
Χρησιμοποιώντας αυτό το συμπερασματικό πλαίσιο, ο Ruska επιχείρησε να απεικονίσει τον TMV εφαρμόζοντας ένα κολλοειδές διάλυμα -ένα «sol του ιού»- από «μολυσμένο» φυτικό υλικό σε ένα φιλμ φορέα, αφήνοντάς το να στεγνώσει και στη συνέχεια απεικονίζοντας το υπόλειμμα με το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Μέσω αυτής της διαδικασίας, παρατήρησε δομές που έμοιαζαν με ράβδους ή νήματα, οι οποίες μέτρησε ότι είχαν μήκος περίπου 300 χιλιοστόμετρα (300 nm) και διάμετρο περίπου 15 nm - διαστάσεις που συμφωνούσαν με εκείνες που είχαν προηγουμένως εκτιμηθεί μέσω έμμεσων μεθόδων όπως η υπερφυγοκέντρηση και η σκέδαση ακτίνων Χ.
Αυτές οι ραβδόμορφες δομές, ισχυρίστηκε ότι ήταν τα ίδια τα σωματίδια του «ιού». Ο Ruska υπέθεσε περαιτέρω ότι η συσσώρευση αυτών των ράβδων οδηγούσε σε ορατές συσσωματώσεις και πρότεινε μάλιστα ότι είχαν πλέον οπτικοποιήσει άμεσα μια προηγουμένως υποθετική διαδικασία - «συσσωμάτωση του ιού».
Στο συμπέρασμα της δημοσίευσης, ο Ruska συνόψισε τα βασικά ευρήματα της εργασίας τους, σημειώνοντας ότι είχαν αποδείξει τη δυνατότητα απεικόνισης των σωματιδίων του «ιού».
Περίληψη
Επιδεικνύεται η δυνατότητα να καταστεί ο μωσαϊκός του καπνού και ο ιός X της πατάτας ορατός και απεικονίσιμος στο μικροσκόπιο.
Περιγράφεται η προπαρασκευαστική κατάσταση εκκίνησης. Όταν το διαλυμένο ιό στεγνώνει, σχηματίζεται μια ξηρή μάζα με κατευθυνόμενη δομή στο φιλμ φορέα.
Με επαρκώς αραιωμένα σολ ιού, είναι δυνατόν να αποτραπεί η πλευρική συσσωμάτωση, έτσι ώστε οι ράβδοι ή τα νήματα να στεγνώνουν απομονωμένα το ένα από το άλλο.
Οι μετρούμενες διαστάσεις των μικρότερων δομών αντιστοιχούν σε εκείνες που προσδιορίστηκαν με απεικόνιση με ακτίνες Χ και υπερφυγοκέντρηση.
Θεωρούμε ότι οι δομές που μοιάζουν με ράβδους ή νήματα με διαστάσεις μήκους περίπου 300 m/t ή 150 m/t και διαμέτρου περίπου 15 m/t είναι τα μόρια του ιού ΤΜ και θεωρούμε τα πολλαπλάσιά τους ως γραμμικές ή πλευρικές συσσωματώσεις.
Με την έννοια της υπομικροσκοπικής μορφολογίας, η δομή των ινών για την περιοχή από μικροκυτταρική έως μοριακή δομή θα μπορούσε να απεικονιστεί και να απεικονιστεί για πρώτη φορά σε ξηρό πήκτωμα πρωτεΐνης.
Οπτικοποιήσαμε άμεσα τη συσσωμάτωση των μορίων του ιού ΤΜ, η οποία προηγουμένως ήταν υποθετική και είχε αποδειχθεί μόνο με έμμεσες μεθόδους, και διαπιστώσαμε ότι πρόκειται για μια εκπληκτικά εύκολη αντίδραση, η οποία αρχικά λαμβάνει χώρα σε μια γραμμική αλυσίδα, η οποία συνεχίζεται συνεχώς μέχρι το σχηματισμό φωτομικροσκοπικά και στη συνέχεια μακροσκοπικά ορατών σωματιδίων. Τα σχήματα 7-12 έχουν κοινό χαρακτηριστικό ότι παρουσιάζουν μεμονωμένα σωματίδια σε σχήμα νήματος ή ράβδου που ποικίλλουν πολύ σε μήκος αλλά είναι αρκετά ομοιόμορφα σε πλάτος.
Λόγω αυτού του γεγονότος, προέκυψε το ερώτημα αν αυτά τα ξεχωριστά μεμονωμένα σωματίδια θα πρέπει να θεωρηθούν ως μόρια του ιού ΤΜ ή ως μόρια συσσωρευμένα κυρίως κατά τη διαμήκη διεύθυνση ή ως υπερμοριακές δομές. Η ερµηνεία των ευρηµάτων πρέπει να βασίζεται στη σύγκριση των αριθµητικών στοιχείων που προκύπτουν από τις έµµεσες µεθόδους µε τις µετρήσιµες ποσότητες σε αυτές τις εικόνες, λαµβάνοντας υπόψη την ανάλυση και την πιστότητα απεικόνισης της µικροσκοπίας.
Ωστόσο, ακόμη και υπό το πρίσμα αυτών των παρατηρήσεων, ο Ruska έθεσε ένα θεμελιώδες ερώτημα: ήταν αυτά τα μεμονωμένα σωματίδια πραγματικά τα μόρια του «ιού» του ΤΜ, συσσωματώματα κατά κύριο λόγο ευθυγραμμισμένα κατά μήκος ή υπερμοριακές δομές; Αναγνώρισε ότι οι ερμηνείες παρέμεναν προσωρινές, τονίζοντας την ανάγκη να συγκριθούν αυτές οι εικόνες με τις έμμεσες μετρήσεις και να ληφθούν υπόψη τα όρια ανάλυσης του πρώιμου ηλεκτρονικού μικροσκοπίου. Αυτό αποκαλύπτει ότι -παρά τις ανακαλύψεις του- ο Ruska αναγνώριζε ότι λειτουργούσε στα εξωτερικά όρια της βεβαιότητας.
Ενώ η πρωτοποριακή χρήση της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας από τον Ruska για την απεικόνιση υποτιθέμενων σωματιδίων «ιού» θεωρήθηκε τεχνολογικό ορόσημο, τα συμπεράσματά του σχετικά με την ταυτότητα, τη δομή και τη “μολυσματικότητα” του «ιού» του μωσαϊκού του καπνού στηρίχθηκαν σε μια σειρά από ανεπιβεβαίωτες υποθέσεις. Αυτές περιλαμβάνουν την εξίσωση οπτικά παρατηρούμενων ραβδόμορφων δομών με «ιϊκά» σωματίδια χωρίς επαρκείς ελέγχους, την παρέκταση από εικόνες με κακή ανάλυση, τον συνδυασμό ασυνεπών φυσικοχημικών δεδομένων για την εκτίμηση του μοριακού βάρους και την αποτυχία να ληφθούν υπόψη φαινόμενα μόλυνσης ή συσσωμάτωσης. Η εξάρτηση του Ruska από έμμεσους, βασισμένους σε μοντέλα συλλογισμούς, σε συνδυασμό με την τάση να συμπεραίνει αιτιότητα από τη συσχέτιση, αποδυνάμωσε τελικά την αξιοπιστία των ευρημάτων του. Η εργασία του Ruska αντικατοπτρίζει τους περιορισμούς της πρώιμης έρευνας για τους «ιούς», όπου η επιθυμία απεικόνισης και ονομασίας του «παθογόνου» αντικατέστησε την αυστηρή απόδειξη της απομόνωσης και της αιτιώδους απόδειξης.
Παρά την ευρεία εξάρτηση από έμμεσες φυσικοχημικές μεθόδους -όπως οι ρυθμοί καθίζησης, η σκέδαση του φωτός και η περίθλαση ακτίνων Χ- για την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με το σχήμα και τη δομή του υποτιθέμενου «ιού» του μωσαϊκού του καπνού, ακόμη και οι ερευνητές των μέσων του 20ού αιώνα αναγνώριζαν άλυτες αντιφάσεις μεταξύ αυτών των ερμηνειών που βασίζονται σε μοντέλα και των πραγματικών ηλεκτρονικών μικρογραφικών παρατηρήσεων. Στη μελέτη του 1962, Electron Microscopic Observations of Tobacco Mosaic Virus Structure, ο συγγραφέας Carl Mattern δήλωσε ανοιχτά ότι η ηλεκτρονική μικροσκοπία «απέτυχε να επιβεβαιώσει πειστικά την παρούσα άποψη για τη δομή της πρωτεΐνης του TMV» και ότι ορισμένα από τα οπτικά δεδομένα ήταν «ασύμβατα με τη δομή που προέκυψε από τη διάθλαση ακτίνων Χ».
«Η τρέχουσα αντίληψη της δομής του ιού του μωσαϊκού του καπνού (TMV) έχει προκύψει σε μεγάλο βαθμό από μελέτες περίθλασης ακτίνων Χ και βιοχημικά δεδομένα. Μοναδικά, ελάχιστα έχει συνεισφέρει η ηλεκτρονική μικροσκοπία εκτός από τις συνολικές διαστάσεις αυτού του ραβδόμορφου φυτικού ιού. Η ηλεκτρονική µικροσκοπία όχι µόνο δεν κατάφερε να επιβεβαιώσει πειστικά την παρούσα άποψη για τη δοµή των πρωτεϊνών του TMV, αλλά οι ερµηνείες που δόθηκαν σε ορισµένα δεδοµένα ηλεκτρονικής µικροσκοπίας φαίνεται να είναι ασυµβίβαστες µε τη δοµή που προέκυψε από τη διάθλαση ακτίνων Χ.
Στην παρούσα ανακοίνωση θα παρουσιαστούν πρόσθετες παρατηρήσεις ηλεκτρονικής μικροσκοπίας για στοιχεία που φαίνεται να είναι δομικά στοιχεία στην επιφάνεια του TMV. Και αυτές, επίσης, παρουσιάζουν δυσκολίες, καθώς φαίνεται να είναι ασυμβίβαστες με την τρέχουσα άποψη της δομής του TMV. Προωθούνται διάφορες υποθέσεις ως πιθανές εξηγήσεις για αυτές τις προφανείς ασυμφωνίες».
Ο Mattern παραδέχτηκε ότι οι νέες παρατηρήσεις του ΗΜ απλώς επιδείνωσαν το πρόβλημα, καθώς τα ορατά χαρακτηριστικά της επιφάνειας του TMV απέτυχαν και πάλι να ευθυγραμμιστούν με τις επικρατούσες δομικές υποθέσεις. Σημείωσε ότι το μοντέλο του «ιού» που παρήγαγε η περίθλαση ακτίνων Χ «δεν είχε επιβεβαιωθεί πειστικά από την άμεση παρατήρηση στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο». Πρότεινε διάφορες πιθανές εξηγήσεις: τα χαρακτηριστικά μπορεί να είναι τεχνουργήματα απεικόνισης, αν και αυτό ήταν απίθανο δεδομένης της αναπαραγωγιμότητάς τους σε πολλαπλά παρασκευάσματα και μεθόδους- μπορεί να είναι αποτέλεσμα δομικών μετατοπίσεων κατά την προετοιμασία του δείγματος, όπως αφυδάτωση ή σκίαση μετάλλων- ή, πιο ριζικά, μπορεί να υποδεικνύουν περιορισμούς ή ανακρίβειες στο ίδιο το επικρατούν δομικό μοντέλο. Αν και η τελευταία πιθανότητα θεωρήθηκε λιγότερο πιθανή ελλείψει ενός μοντέλου που να ταιριάζει καλύτερα, η μελέτη υπογράμμισε μια θεμελιώδη ένταση: ότι διαφορετικές τεχνικές παρήγαγαν αντιφατικές αναπαραστάσεις της ίδιας υποτιθέμενης δομής. Ο Mattern παραδέχθηκε τελικά ότι καμία από τις προτεινόμενες εξηγήσεις δεν έλυνε πλήρως τις αντιφάσεις, καταλήγοντας στο συμπέρασμα ότι ήταν «επιτακτική ανάγκη να βρεθούν εξηγήσεις για τις προφανείς ασυμφωνίες μεταξύ των αποτελεσμάτων που προέκυψαν από αυτούς τους δύο κλάδους».
Αυτό έρχεται σε ευθεία αντίθεση με την προηγούμενη επιμονή του Helmut Ruska ότι οι έμμεσες μέθοδοι πρέπει τελικά να επιβεβαιώνονται από τη συμβατότητα με τις ηλεκτρονικές μικρογραφίες. Ενώ ο Ruska αποδέχθηκε ότι τα διαθέσιμα στοιχεία για το σχήμα του «ιού» ήταν ασυνεπή, εξακολουθούσε να υποστηρίζει ότι οι οπτικές παρατηρήσεις πρέπει να συσχετίζονται με τα θεωρητικά μοντέλα. Το γεγονός ότι αυτή η συμβατότητα παρέμεινε ασύλληπτη δεκαετίες αργότερα θέτει σοβαρή αμφιβολία για την προσέγγιση με βάση το μοντέλο - και εγείρει βαθύτερα ερωτήματα σχετικά με το αν η δομή, ή ακόμη και η ίδια η ταυτότητα, του TMV επιβεβαιώθηκε ποτέ εμπειρικά.
Περαιτέρω έρευνες προσθέτουν στα αυξανόμενα στοιχεία ότι τα σωματίδια που ισχυρίζονται ότι είναι «παθογόνος ιός» υπεύθυνος για τη μωσαϊκή ασθένεια του καπνού δεν είναι αυτό που ισχυρίζονται ότι είναι. Στην εργασία του 1964, An Electron Microscope Study of Tobacco Mosaic Virus Lesions in Nicotiana glutinosa L., οι M. Weintraub, Ph.D., και H. W. J. Ragetli, Ph.D., είχαν ως στόχο να ανιχνεύσουν τις πρώτες κυτταρολογικές αλλαγές μετά τον εμβολιασμό με τον υποτιθέμενο TMV και να παρακολουθήσουν την εξέλιξη αυτών των αλλαγών μέχρι τα τελικά στάδια. Για τον σκοπό αυτό, εξέτασαν εξαιρετικά λεπτές τομές φύλλων Nicotiana glutinosa σε μικρά χρονικά διαστήματα από 0 έως 78 ώρες μετά τον εμβολιασμό με πυκνό διάλυμα TMV.
Παρά την παρατήρηση παθολογικών αλλαγών καθ' όλη τη διάρκεια του χρονικού διαστήματος, οι ερευνητές δεν παρατήρησαν σε κανένα στάδιο δομές που θα μπορούσαν να ταυτοποιηθούν ως σωματίδια TMV. Η απουσία αυτή έρχεται σε άμεση αντίθεση με την προσδοκία ότι ένας αναπαραγόμενος «ιός» θα έπρεπε να είναι ορατός, ιδίως όταν χρησιμοποιείται ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Αντί να αμφισβητήσουν την υπόθεση ότι ένας «ιός» ήταν υπεύθυνος, οι συγγραφείς προσπάθησαν να εκλογικεύσουν αυτά τα καταδικαστικά στοιχεία:
«Η απουσία αναγνωρίσιμων σωματιδίων ιού στις τομές μας και ο υπολογισμός μας ότι συντίθεται μια πολύ μικρή ποσότητα ιού, ταιριάζει καλά με την υπόθεση του Ackermann (1) ότι η πρωταρχική κυτταροπαθογόνος επίδραση των ιών μπορεί να μην έγκειται στη σύνθεση ξένων υλικών αλλά στην αποσύνδεση των φυσιολογικών μεταβολικών διαδικασιών και ελέγχων. Αυτό θα μπορούσε κάλλιστα να εξηγήσει τις καταστροφικές επιπτώσεις στην κυτταρική δομή μιας περιορισμένης σύνθεσης ιών».
Τα συμπεράσματα αυτά υπονομεύουν σοβαρά την ιδέα ότι ένας «ιός» μωσαϊκού του καπνού είναι άμεσα και αιτιωδώς υπεύθυνος για την παρατηρούμενη κυτταρική παθολογία. Η απουσία σωματιδίων «ιού» -σε συνδυασμό με μια προτεινόμενη εναλλακτική εξήγηση που βασίζεται στη διαταραχή του μεταβολισμού- υποδηλώνει έντονα ότι η αποκαλούμενη «ιογενής» βλάβη είναι πιθανότατα, στην πραγματικότητα, το αποτέλεσμα της κατάρρευσης του ίδιου του κυττάρου υπό πίεση.
Σε μια μελέτη παρακολούθησης του 1967 με τίτλο: Some Conditions Affecting the Intracellular Arrangement and Concentration of Tobacco Mosaic Virus Particles in Local Lesions, οι Weintraub και Ragetli προσπάθησαν να διευκρινίσουν τα προηγούμενα ευρήματά τους εξετάζοντας φύλλα του N. glutinosa υπό διαφορετικές συνθήκες με τη χρήση ηλεκτρονικού μικροσκοπίου. Τα αποτελέσματά τους αποκάλυψαν ότι σωματίδια που έμοιαζαν με τον TMV σπάνια παρατηρούνταν σε ζωντανά, προσκολλημένα φύλλα: «Βρέθηκαν πακέτα σωματιδίων μήκους περίπου 285 mµ που έμοιαζαν με σωματίδια TMV, αλλά μόνο σε πέντε κύτταρα από τα 96 που εξετάστηκαν». Αυτά τα πακέτα ήταν «πολύ μικρά, αποτελούμενα από περίπου 25 σωματίδια σε μία μόνο σειρά» και παρατηρήθηκαν μόνο σε εντελώς νεκρωμένα κύτταρα - ποτέ σε κατεστραμμένα αλλά ακόμα ζωντανά. Παραδέχθηκαν ότι «ποτέ δεν παρατηρήθηκαν σωματίδια του ιού στα κύτταρα πριν από την εμφάνιση νεκρωτικών αλλαγών» και ότι «δεν παρατηρήθηκαν σωματίδια σε πολλά σαφώς νεκρωτικά κύτταρα». Αυτό έρχεται σε αντίθεση με την προσδοκία ότι τα σωματίδια του «ιού» θα έπρεπε να είναι άφθονα πριν ή κατά τη διάρκεια της έναρξης του κυτταρικού θανάτου, εάν ο TMV είναι η άμεση αιτία.
Σε αποκολλημένα φύλλα στην ίδια θερμοκρασία (21°C), ωστόσο, «τουλάχιστον το ήμισυ των κυττάρων που εξετάστηκαν περιείχαν σωματίδια TMV», συχνά διατεταγμένα σε μακρές σειρές ή χαλαρές συστάδες κοντά σε κόκκους αμύλου. Σε υψηλότερες θερμοκρασίες (26°C), τα σωματίδια παρέμειναν ως επί το πλείστον μη ανιχνεύσιμα στα προσκολλημένα φύλλα έως ότου ο ιστός νεκρωθεί πλήρως. Αντίθετα, τα αποκολλημένα φύλλα στους 26°C παρουσίασαν εκτεταμένη συσσώρευση σωματιδίων, συχνά σε κρυσταλλικές συστοιχίες ή συστάδες συνδεδεμένες με κυστίδια. Αυτή η έντονη διαφορά υποδηλώνει ότι η εμφάνιση των «ιϊκών» σωματιδίων εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις πειραματικές συνθήκες -συμπεριλαμβανομένου του αν ο ιστός είναι προσκολλημένος ή αποκολλημένος και σε ποια θερμοκρασία διατηρείται. Τα ευρήματα αυτά εγείρουν την πιθανότητα ότι η παρουσία σωματιδίων που μοιάζουν με «ιούς» είναι συνέπεια της νέκρωσης ή της κυτταρικής διάσπασης - και όχι αιτία. Οι ίδιοι οι Weintraub και Ragetli σημείωσαν ότι «κρύσταλλοι παρόμοιας εμφάνισης έχουν παρατηρηθεί σε υγιή φύλλα N. glutinosa που εκτίθενται σε υψηλές θερμοκρασίες», υπονομεύοντας περαιτέρω την ιδέα ότι αυτές οι δομές αποτελούν ειδικούς δείκτες «παθογόνου» δραστηριότητας.
Η ερμηνεία αυτή υποστηρίζεται περαιτέρω από τις συνήθεις αναφορές στον τομέα. Όπως αναγνωρίζει το Plant Virology του Matthews, «ορισμένες φυσιολογικές δομές στα κύτταρα θα μπορούσαν να εκληφθούν λανθασμένα για επιδράσεις που προκαλούνται από τον ιό - για παράδειγμα, κρυσταλλικά ή μεμβρανικά εγκλείσματα στα πλαστίδια». Σημειώνει επίσης ότι «οι πυρήνες υγιών κυττάρων περιέχουν μερικές φορές κρυσταλλικές δομές που θα μπορούσαν να εκληφθούν λανθασμένα για εγκλείσματα του ιού». Ακόμη και ο εμφανής κυτταρικός εκφυλισμός που συχνά αναφέρεται ως απόδειξη «ιικής» δραστηριότητας -όπως «αποδιοργάνωση των μεμβρανικών συστημάτων, παρουσία πολυάριθμων οσμιόφιλων κοκκίων και αποσύνθεση οργανιδίων»- παραδέχεται ότι είναι «παρόμοιος με τις φυσιολογικές εκφυλιστικές διαδικασίες που σχετίζονται με τη γήρανση ή τον εκφυλισμό που προκαλείται από άλλους παράγοντες». Αυτές οι δηλώσεις καθιστούν σαφές ότι οι οπτικοί δείκτες της υποτιθέμενης «ιικής» δραστηριότητας δεν είναι καθόλου μοναδικοί για τους «ιούς» και μπορεί απλώς να αντανακλούν μη ειδικές αντιδράσεις στρες ή φυσιολογικές μεταβολές εντός υγιών κυττάρων.
Αυτό αποκαλύπτει πόσο μεγάλο μέρος της ιολογίας -ακόμη και στο υποτιθέμενο καλά κατανοητό σύστημα TMV- βασίζεται περισσότερο στην ερμηνεία παρά σε άμεσες αποδείξεις. Η πεποίθηση ότι οι «ιοί» προκαλούν τέτοιες βλάβες διατηρείται όχι μέσω της επιβεβαίωσης, αλλά παρά την απουσία της. Αυτό θέτει υπό αμφισβήτηση την επιστημονική αυστηρότητα και τις θεμελιώδεις παραδοχές του τομέα.
Τα ευρήματα των Weintraub και Ragetli αναμένονταν σε μια εργασία του Thomas Shalla το 1958 με τίτλο: Relations of Tobacco Mosaic Virus and Barley Stripe Mosaic Virus to Their Host Cells As Revealed by Ultrathin Tissue-Sectioning for the Electron Microscope. Σε αυτό, ο Shalla εξέτασε πάνω από 1.000 υπερλεπτομερείς τομές επιδερμικών, μεσοφυλικών και τριχωτών κυττάρων από ώριμα και εμβρυϊκά φύλλα φυτών καπνού και τομάτας που είχαν «μολυνθεί» συστηματικά με τον «ιό του μωσαϊκού του καπνού». Παρά τη συστηματική φύση της υποτιθέμενης «μόλυνσης» και την παρουσία κυτταρολογικού εκφυλισμού σε διάφορους τύπους κυττάρων, ο Shalla απέτυχε να παρατηρήσει ραβδόμορφα σωματίδια που έμοιαζαν με τον TMV - εκτός από κύτταρα που περιείχαν κρυσταλλικά σωμάτια εγκλεισμού. Ακόμη και σε κύτταρα που γειτνιάζουν με νεκρωτικές αλλοιώσεις, οι οποίες υποτίθεται ότι είναι ενεργά σημεία σύνθεσης του «ιού», δεν παρατηρήθηκαν αναγνωρίσιμα σωματίδια TMV.
Επειδή τα σωματίδια TMV απουσίαζαν εκεί όπου αναμενόταν, ο Shalla πρότεινε ότι ο «ιός» πρέπει να υπάρχει σε μικρότερη ή τροποποιημένη μορφή κατά τη διάρκεια της αντιγραφής -διαφορετική από τη ράβδο των ~300 nm που συνήθως βρίσκεται σε χυμούς ή σωμάτια εγκλεισμού. Αυτή η υποθετική, post hoc εξήγηση εισήχθη για να διατηρηθεί η υπόθεση του «ιού» μπροστά σε αντιφατικά στοιχεία.
Αντί να υποστηρίξει το μοντέλο του «ιού», το έγγραφο αυτό εκθέτει ακούσια ένα επαναλαμβανόμενο πρόβλημα της ιολογίας: την αποτυχία άμεσης παρατήρησης των «ιών» εκεί όπου υποτίθεται ότι δρουν, ακολουθούμενη από εκλογικεύσεις αντί για επανεκτίμηση. Ο ίδιος ο Shalla σημείωσε ότι σε «μολυσμένα» φυτά εμφανίστηκαν πολλαπλές μορφές «που σχετίζονται με τον TMV», αλλά με ιδιότητες που διέφεραν από την κανονική ράβδο των 300 nm. Πρωτεΐνες που έμοιαζαν με τον TMV ανιχνεύθηκαν ακόμη και ελλείψει πλήρων «ιικών» δομών, και διατυπώθηκαν προκαταρκτικοί ισχυρισμοί σχετικά με ένα «μολυσματικό» συστατικό RNA στο χυμό των φυτών - ωστόσο αυτά τα ευρήματα δεν είχαν άμεση συσχέτιση με άθικτα σωματίδια. Ακόμη πιο ανησυχητικό, άλλοι ερευνητές ανέφεραν ότι το υλικό νουκλεϊκών οξέων σε «μολυσμένα» κύτταρα παρουσίαζε διαφορετική απορρόφηση υπεριώδους ακτινοβολίας και ευαισθησία στη ριβονουκλεάση από ό,τι προέβλεπε το μοντέλο του TMV, υποδηλώνοντας μια αναντιστοιχία μεταξύ των βιοχημικών παρατηρήσεων και της αποδεκτής «ιικής» δομής. Αυτές οι αντιφάσεις αποκαλύπτουν ένα βαθύτερο ζήτημα: αυτό που υποτίθεται ότι είναι μια συνεκτική «ιογενής» οντότητα είναι, στην πράξη, ένα συνονθύλευμα χαλαρά συνδεδεμένων και συχνά αντικρουόμενων δεδομένων. Ο ισχυρισμός ότι η ενεργός μορφή του «ιού» είναι απλώς μη ανιχνεύσιμη, σε συνδυασμό με την εξάρτηση από έμμεσες δοκιμασίες, όπως η «μολυσματικότητα» του χυμού ή η βλάβη των ιστών, αφήνει την υπόθεση της αντιγραφής να μην υποστηρίζεται από άμεσες αποδείξεις. Αυτό που παρουσιάζεται ως «αντιγραφή του ιού» συχνά βασίζεται σε συμπερασματικά αποτελέσματα και όχι σε παρατηρημένους μηχανισμούς. Αυτό αποκαλύπτει ότι η ιολογία τείνει να στηρίζει τους θεμελιώδεις ισχυρισμούς της μέσω της ερμηνείας και όχι μέσω της εμπειρικής επαλήθευσης.
Παρά τους ευρέως διαδεδομένους ισχυρισμούς ότι ο «ιός» του μωσαϊκού του καπνού ήταν ο πρώτος που απεικονίστηκε και χαρακτηρίστηκε μέσω της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας, η πρωτογενής βιβλιογραφία αποκαλύπτει μια πολύ πιο αβέβαιη θεμελίωση. Ερευνητές όπως οι Helmut Ruska, Mattern, Weintraub και Ragetli και Shalla αναγνώρισαν ανοιχτά τους περιορισμούς των παρατηρήσεών τους, τον κερδοσκοπικό χαρακτήρα των ερμηνειών τους και την έλλειψη συνεπούς συσχέτισης μεταξύ της παρουσίας σωματιδίων και των αλλοιώσεων που υποτίθεται ότι αντιπροσωπεύουν τον πολλαπλασιασμό του «ιού».
Η υπόθεση ότι οι ραβδόμορφες δομές που παρατηρήθηκαν στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο αποτελούσαν οριστική απόδειξη των «ιικών» σωματιδίων δεν στηριζόταν σε άμεσες πειραματικές αποδείξεις, αλλά σε αναλογίες, ευρετικές μεθόδους και προηγούμενες προσδοκίες. Η εργασία των Weintraub και Ragetli είναι ιδιαίτερα αποκαλυπτική: ακόμη και με εξελιγμένες τεχνικές απεικόνισης και πρωτόκολλα εξαιρετικά λεπτών τομών ιστού, σπάνια εντόπισαν σωματίδια TMV σε προσκολλημένα, ζωντανά «μολυσμένα» φύλλα - τα βρήκαν μόνο σε μια χούφτα πλήρως νεκρωμένων κυττάρων και ποτέ σε κατεστραμμένα αλλά ακόμη βιώσιμα. Επιπλέον, δεν παρατηρήθηκαν σωματίδια σε πολλά νεκρωτικά κύτταρα, ενώ σε αποκολλημένα φύλλα, τα σωματίδια εμφανίζονταν σε αφθονία ανεξάρτητα από το αν ο ιστός ήταν νεκρωτικός ή όχι. Αυτά τα ευρήματα - που υποδηλώνουν ότι η εμφάνιση των σωματιδίων TMV μπορεί να είναι συνέπεια της νέκρωσης ή της αποκόλλησης ιστού και όχι η αιτία της - υπονόμευσαν άμεσα την οπτική αφήγηση που είχε κατασκευαστεί από προηγούμενες εργασίες ΗΜ. Ωστόσο, αντί να προκαλέσουν μια σοβαρή επανεκτίμηση της υπόθεσης «ιός», τα αποτελέσματα αντιμετωπίστηκαν με επανερμηνεία και εκλογίκευση που αποσκοπούσε στη διατήρησή της.
Συνολικά, το ιστορικό αρχείο δείχνει ότι αυτό που παρουσιάστηκε ως εμπειρική επιβεβαίωση ενός «ιογενούς» παράγοντα ήταν στην πραγματικότητα συμπέρασμα που στηρίχθηκε σε προηγούμενες υποθέσεις. Αυτό το μοτίβο -υποθέτοντας εξαρχής έναν «ιό» και στη συνέχεια ερμηνεύοντας διφορούμενα ή αντιφατικά ευρήματα μέσω αυτού του φακού- θέτει υπό αμφισβήτηση τη μεθοδολογική αυστηρότητα και τη διαψευσιμότητα των θεμελιωδών ιολογικών ισχυρισμών. Στο ελάχιστο, καταδεικνύει την ανάγκη να επανεξεταστεί κριτικά το τι μετράει ως αποδεικτικό στοιχείο στον τομέα.
Στην περίπτωση του «ιού του μωσαϊκού του καπνού», η απουσία άμεσης, αναπαραγώγιμης απόδειξης των “ιικών” σωματιδίων στις ίδιες ακριβώς θέσεις που θεωρείται ότι είναι πιο ενεργά, υπονομεύει τη βασική αφήγηση της αναπαραγωγής του «ιού». Αυτό που απομένει δεν είναι ένα διευθετημένο επιστημονικό ζήτημα, αλλά μια ψευδοεπιστημονική υπόθεση που έχει προστατευθεί μέσω ερμηνευτικής ευελιξίας και όχι μέσω αυστηρής επιβεβαίωσης.
Το Μωσαϊκό του Καπνού Καταρρέει
Τα θεμέλια της έννοιας του «ιού» βασίζονται στην αποτυχία - αποτυχίες που έχουν αναδιατυπωθεί ως πρόοδος. Από την αρχή, η ιολογία αγωνίστηκε να ανταποκριθεί στα πρότυπα της επιστημονικής έρευνας: η αδυναμία να ικανοποιήσει το λογικό πλαίσιο του Koch, η απουσία ενός σταθερά αναγνωρίσιμου αιτιολογικού παράγοντα, η συνήθης παραμέληση των κατάλληλων ελέγχων, η απροθυμία να εξεταστούν εναλλακτικές αιτίες και η επίμονη χρήση κυκλικής, γεμάτης υποθέσεις συλλογιστικής. Αυτά δεν είναι μικρές αβλεψίες ή προσωρινά κενά στην κατανόηση - είναι θεμελιώδη ελαττώματα. Οι ρωγμές στο μωσαϊκό του «ιού» είναι πολυάριθμες και παραμένουν σαφώς ορατές σε όσους είναι πρόθυμοι να εξετάσουν την επιστημονική βιβλιογραφία με κριτική και λογική.
Ο «ιός» του μωσαϊκού του καπνού δεν ήταν μια σημαντική ανακάλυψη στην κατανόηση της ασθένειας - ήταν ένα σημείο καμπής. Σηματοδότησε τη μετάβαση από την επιστήμη που βασίζεται στην παρατήρηση στην εξαγωγή συμπερασμάτων που βασίζονται σε πεποιθήσεις, από την αποδεδειγμένη αιτία και το αποτέλεσμα στα μοντέλα που βασίζονται σε έμμεσες ενδείξεις και συμβολικά υποκατάστατα. Ο «πρώτος ιός» κέρδισε τον τίτλο του όχι ικανοποιώντας τις απαιτήσεις της αυστηρής απόδειξης, αλλά με το να γίνει ο πρώτος που έγινε αποδεκτός χωρίς αυτήν. Ήταν το πρωτότυπο για ένα νέο είδος «επιστήμης» -μια επιστήμη στην οποία οι αντιφάσεις εξομαλύνονται, οι ανωμαλίες αγνοούνται και τα αποδεικτικά στοιχεία που λείπουν εξηγούνται μέσω διαρκώς μεταβαλλόμενων εικασιών.
Οι συνέπειες αυτής της αλλαγής ήταν βαθιές. Ένας ολόκληρος τομέας οικοδομήθηκε στην προστασία μιας ιδέας -ότι η ασθένεια πρέπει να προέρχεται από έναν εισβολέα, αόρατο παράγοντα- και όχι στην εμπειρική βεβαιότητα. Όταν απουσίαζαν άμεσες αποδείξεις ή έρχονταν σε αντίθεση με την υπόθεση, δεν αμφισβητούνταν η υπόθεση, αλλά η πραγματικότητα ερμηνευόταν εκ νέου. Αυτό δεν είναι η επιστήμη ως μέθοδος- είναι η επιστήμη ως μυθολογία.
Οι Mayer, Ivanovsky, Beijerinck, Stanley και Ruska ανακηρύσσονται ως οι πατέρες της ιολογίας. Αλλά αυτό που πραγματικά δημιούργησαν ήταν μια αφήγηση - ένα συνονθύλευμα υποθέσεων, μεθοδολογικών συντομεύσεων και κυκλικών συλλογισμών που αναγορεύτηκαν σε επιστημονικό γεγονός. Μετατρέποντας τον «ιό» του μωσαϊκού του καπνού σε θεμελιώδη μύθο, εγκαινίασαν μια εποχή όπου η πίστη αντικατέστησε την απόδειξη και όπου η αποτυχία να αποδειχθεί η αιτιώδης συνάφεια αναδιατυπώθηκε ως απόδειξη για κάτι αόρατο. Αυτό που πρωτοστάτησαν δεν ήταν μια ανακάλυψη, αλλά μια εξαπάτηση: συγκόλλησαν τα θρυμματισμένα κομμάτια της «θεωρίας» των μικροβίων στο μωσαϊκό που έγινε ο «ιός του μωσαϊκού του καπνού».
Αν σας άρεσε αυτό το άρθρο, μοιραστείτε το, εγγραφείτε για να λαμβάνετε περισσότερο περιεχόμενο και αν θέλετε να στηρίξετε το συνεχές έργο μου, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον παρακάτω σύνδεσμο.
—Δικτυογραφία:
TMV: The First "Virus" - by Mike Stone
