Στα μέσα του 1800, μια άγνωστη ασθένεια σάπιζε τις ρίζες και κατέστρεφε το φύλλωμα των πολύτιμων φυτών του καπνού στην Ευρώπη, προκαλώντας το λεγόμενο μωσαϊκό του καπνού. Τα φύλλα εμφάνιζαν σκούρες πράσινες, κίτρινες και γκρι κηλίδες που τα έκαναν οικονομικά μη εκμεταλλεύσιμα και το 80% των καλλιεργειών μολύνονταν, από κάποιο παθογόνο που μεταδίδονταν πολύ γρήγορα ακόμα και στα δίπλανα χωράφια. Ο Martinus Beijerinck ήταν ο πρώτος που ανακάλυψε πως, αυτό που προσέβαλε τα φυτά, δεν ήταν ούτε βακτηριακή ούτε μυκητολογική ασθένεια, μα κάτι τελείως διαφορετικό.

Ο Martinus Beijerinck

Πρωτύτερα, το 1879, ο Ολλανδός φυτοπαθολόγος Adolf Mayer άρχισε να ερευνά την ασθένεια αυτή και είναι αυτός που της έδωσε το όνομά της. Χρησιμοποιώντας τις διαθέσιμες επιστημονικές μεθόδους, απέδειξε πως ο χυμός ενός προσβεβλημένου φύλλου μπορούσε να μεταδώσει το άγνωστο παθογόνο σε ένα υγιές φύλλο, όμως οι έρευνές του έφταναν σε τέλμα, καθώς δεν μπορούσε να δημιουργήσει καλλιέργειες του μικροοργανισμού, ούτε και να τον δει στο μικροσκόπιο.

Το 1887, ο βοτανολόγος Dmitri Ivanovski από την Κριμαία, δοκίμασε να διηθίσει το χυμό των φύλλων μέσα από φίλτρα φτιαγμένα από μη-λουστραρισμένη πορσελάνη, της οποίας οι πόροι είναι πολύ μικροί για να επιτρέψουν τη διέλευση βακτηρίων. Φυσικά, διαπίστωσε πως ο μολυσμένος, διηθημένος χυμός εξακολουθούσε να είναι μολυσματικός και ο Ivanovski απέδωσε τα ευρήματά του σε κάποια πιθανή τοξίνη, ή σε βακτήρια που κατάφεραν να διαπεράσουν από κάποια μικροσκοπική χαραμάδα.

Ο Δανός βοτανολόγος-μικροβιολόγος Beijerinck διεξήγαγε τη δική του έρευνα, ακολουθώντας το μοντέλο του Ivanovski. Πρόσθεσε ένα ακόμη φίλτρο, μια στρώση φυτικής ζελατίνης, το άγαρ, το οποίο θα διέκοπτε την πιθανή διέλευση κάθε μικροοργανισμού, καθώς τα βακτήρια έχουν την ιδιότητα να κολλούν και να αναπτύσσονται πάνω στο άγαρ. Και πάλι, το μυστηριώδες παθογόνο πέρασε και από τα δύο φίλτρα. Ο Beijerinck κατάφερε να αποδείξει ακόμη πως το παθογόνο αυτό χρειαζόταν τα φύλλα για την αναπαραγωγή του και πως δεν έχανε τη μεταδοτική του ικανότητα έπειτα από μια διήθηση φυτικού χυμού. Δημοσίευσε τα ευρήματά του το 1898, περιγράφοντας το παθογόνο “contagium vivum fluidum”, ήτοι μεταδοτικό, ζωντανό υγρό. Χρησιμοποίησε τη λέξη “virus”, που στα λατινικά σημαίνει υγρό δηλητήριο, για να ονοματίσει το νέο είδος παθογόνου οργανισμού.

Οι ιοί, όπως πλέον γνωρίζουμε, δεν είναι υγρά, αλλά μόρια DNA/RNA και πρωτεΐνες, άρα στερεά μόρια, η θεωρία του Beijerinck όμως, ήταν αρκετά εύστοχη. Ήταν επίσης και αρκετά πρωτοποριακή για την εποχή της και η ιδέα ενός παθογόνου που δεν αποτελούνταν από ζώντα κύτταρα, δεν έγινε αμέσως δεκτή από την επιστημονική κοινότητα.  Ακόμα και ο Ivanovski φάνηκε να την απορρίπτει, ενώ συνέχιζε τη δική του έρευνα, ψάχνοντας ακόμα για το άγνωστο βακτήριο που θεωρούσε πως προκαλούσε το μωσαϊκό. Από εκείνη τη χρονιά και μετά, διάφορες ασθένειες όπως ο αφθώδης πυρετός στα ζώα ή ο κίτρινος πυρετός στους ανθρώπους, άρχισαν να αποδίδονται σε μικροοργανισμούς τόσο μικροσκοπικούς που διηθούνται μέσα από ένα πορσελάνινο φίλτρο και που δε φαίνονται στα (τότε) μικροσκόπια. Κι όμως, τα ευρήματα και η θεωρία του Beijerinck άργησαν πολύ να γίνουν αποδεκτά και οι επιστήμονες ήταν διστακτικοί να τα χρησιμοποιηθούν σε συσχετίσεις με ένα νέο τύπο μικροβίου.

Η επιστήμη προοδεύει όσο προχωράμε στον 20ο αιώνα και επιτέλους το 1929, ο βιολόγος Francis Holmes απέδειξε, βασισμένος πάλι στο μωσαϊκό του καπνού, πως οι ιοί είναι μόρια, των οποίων οι συγκεντρώσεις στους χυμούς των φυτών καθορίζουν και τη μεταδοτικότητά τους. Το 1935, ο χημικός Wendell M. Stanley κατάφερε να αποτυπώσει έναν ιό, χρησιμοποιώντας ακτίνες Χ, πράγμα για το οποίο κέρδισε το Νόμπελ το 1946. Οι πρώτες ευκρινείς φωτογραφίες του ιού που προκαλεί το μωσαϊκό του καπνού, ήρθαν πια το 1941, όταν εφευρέθηκε το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο.

Αυτό το γεγονός ήταν που σκόρπισε κάθε αμφιβολία για την ύπαρξη των ιών. Οι επιστήμονες μπόρεσαν να κατανοήσουν την απλοϊκή δομή τους, η οποία αποτελείται από γενετικό υλικό «τυλιγμένο» με πρωτεϊνικές στιβάδες, και ουδεμία σχέση έχει με την αντίστοιχη των πιο πολύπλοκων βακτηρίων. Ο δε ιός του μωσαϊκού του καπνού, φάνηκε να αποτελείται από 5 μόλις γονίδια!

Μπορεί ο Mayer, ο Ivanovski και ο Beijerinck -ο οποίος πέθανε 10 χρόνια πριν τις φωτογραφίες του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου και δεν κατάφερε να δει τις θεωρίες του να αποδεικνύονται- να μην κατάφεραν να θεραπεύσουν και να αναχαιτίσουν την καταστροφική ασθένεια όσο ζούσαν, με αποτέλεσμα τα καπνά να καταστραφούν ολοσχερώς σε κάποιες χώρες, όπως η Ολλανδία, οι εργασίες τους όμως έστρωσαν το χαλί για μια νέα προσέγγιση στο ζήτημα των ασθενειών και ώθησαν σε πολλές έρευνες για την μελέτη της ύπαρξης των άγνωστων, αόρατων παθογόνων.