В первой и второй частях цикла мы узнали о догадках людей относительно природы микробов, и как эти догадки подтвердились с изобретением микроскопа
Для учащихся: эту и последующую публикации серии "Как мы изучали микробов" можно рассматривать как приложение к первой лекции курса согласно нового ФГОСа
На этом моменте сделаем небольшую паузу и вспомним определение микробиологии. В первой лекции курса мы сказали, что это – наука, изучающая морфология, физиологию, биохимию, генетику, экологию и эволюцию микроорганизмов. Так вот, с момента изобретения микроскопа (примем его за середину 17-го века), который позволил начать изучение форм микроорганизмов (т.е. ту самую морфологию), этапы развития микробиологии пошли в соответствии и по порядку данного определения. Впервые увидев микробов, учёные захотели узнать, как они живут. И вообще насколько большое значение имеют эти забавные «анималькули» в мире, а особенно – для человека. Так, на смену морфологическому (описательному) этапу развития микробиологии пришёл физиологический.
Этот период (берущий начало в первой половине 18-го века) связан с именами многих выдающихся учёных, но прежде всего француза Луи Пастера (1822-1895 гг.) и немца Роберта Коха (1843-1910 гг.). Оба они отметились целым рядом фундаментальных и знаковых открытий, и были людьми сложной судьбы. Тем, кто хочет подробнее прочесть об этом, рекомендую книгу Поля де Крюи «Охотники за микробами». Несмотря на то, что написана в конце 20-ых гг. 20-го века, она до сих пор остаётся бестселлером среди изданий об истории микробиологии и борьбы с инфекциями.
Мы же вынуждены будем остановиться лишь на самых значащих открытиях этого периода, поскольку с начала 18-го века микробиология, да и другие науки, переживают невероятный рост. Это была эпоха научной и промышленной революции: люди не просто перестали бояться сил природы, а отчаянно ринулись эту природу под себя переделывать (не всегда с положительным исходом для обоих). Теперь уже философам «дали отставку», их рассуждения и аргументы вытеснил эмпирический метод исследований – когда любая теория должна была проверяться тщательно поставленным опытом.
Чтобы далеко не уходить от темы микробиологии, сразу проиллюстрируем этот абзац опытом Пастера, которым он изящно опроверг бытовавшую тогда теорию самозарождения. Это сейчас нам понятно, что живое не может возникнуть из неживого, а тогда учёные на полном серьёзе считали, что личинки мух появляются на мясе сами по себе, а лягушки «самозарождаются» в иле прудов и болот. С личинками Пастер разобрался легко, продемонстрировав, что покрытое тканью мясо может протухнуть, но опарыши на нём не появятся. Однако стоит снять покров, дав возможность мухам добраться до мяса, как спустя некоторое время оно будет кишеть личинками.
Однако с «анималькулями» всё было сложнее. Ещё Левенгук кипятил воду и потом рассматривал каплю через свои линзы, чтобы продемонстрировать: сначала она совершенно чиста, но очень скоро в ней появляются разношёрстные «анималькули» (см.фото в начале статьи). «Самозарождаются!» – считал Левенгук, и Лондонское королевское общество ему только поддакивало. Но у Пастера, который к тому времени уже обосновал принципы обеззараживания (стерилизации), на этот счёт были серьёзные сомнения.
В лаборатории он не раз экспериментировал с питательными бульонами в ретортах (стеклянная ёмкость с вытянутым горлышком): в несколько штук сразу он наливал один и тот же бульон. Но часть реторт он просто отставлял в сторону (спустя короткое время бульон в них портился), другую часть кипятил – эти оставались доброкачественными гораздо дольше, но рано или поздно всё равно прокисали. И тогда Пастер третью партию реторт прокипятил и тут же наглухо запаял у них тонкие стеклянные горлышки. И они чрезвычайно долго стояли в кладовой лаборатории, не демонстрируя никаких признаков порчи. Но стоило отколоть у любой из них горлышко, нарушив герметичность, как спустя короткое время бульон в них прокисал. Для Пастера это было наглядным доказательством – «анималькули» не самозарождаются. Эти мельчайшие животинки носятся по воздуху, и попав на продукты, портят их. Если сначала все их уничтожить, и затем не дать попасть новым, то это убережёт продукты для долгого хранения.
Эти опыты позволили Пастеру заложить основы стерилизации – уничтожения микроорганизмов – высокой температурой. А предложенный им метод кратковременного нагрева продуктов и напитков для длительного хранения и поныне называется «пастеризацией».
«Ну, именно так всё и должно быть!» - даже не критиковали, а снисходительно смеялись над опытами Луи академические учёные. – «Вы забываете про воздух, батенька! В воздухе есть живительная сила, от которой и становится возможно самозарождение!» Неизвестно, что думал про них в этот момент интеллигентный Пастер, но совершенно точно он начал думать, как доказать всем, что воздух тут не при чём. И придумал.
Он снова взялся за свои реторты, но на этот раз не стал запаивать горлышко, а вытянул его в очень длинную трубку (тонкое стекло в пламени горелки легко плавится). А затем согнул эту трубку в два коленца – верхнее и нижнее. Рассуждения его были просты: «анималькули» могут осесть из воздуха в открытый конец трубки, но дальше нижнего колена они пройти не смогут – не птицы всё таки, летать не умеют. При этом собственно воздух спокойно будет проходить внутрь. Прокипятив свои «хитроскрученные» реторты, Пастер стал наблюдать. Ура, время шло, а бульон в ретортах и не думал портиться, как будто они были герметично укупорены. Пресловутая «живительная сила» оказалась не в силах что-то в них самозародить. Но истинному учёному этого было мало: как доказать, что именно «анималькули» причина дальнейших гнилостных процессов. Пастер просто наклонил реторту так, чтобы бульон омыл нижнее колено с осевшими там из воздуха микробами. Спустя некоторое время реторты с таким содержимым прокисали.
Помимо этого, Пастер ещё доказал, что брожение – не химический процесс, как это считалось в его время, а вызвано всё теми же микроорганизмами (дрожжевыми грибами, как мы теперь знаем). Продолжая опыты с запаянными ретортами, открыл анаэробиоз – способность некоторых микроорганизмов жить и размножаться в отсутствие воздуха. А также отметился в следующем этапе развития микробиологии – иммунологическом – разработав принцип вакцинации и способы получения вакцин. И постоянно на этом пути Луи Пастеру приходилось отстаивать превосходство научного знания и силу опыта перед косностью «академиков» и невежеством народа.
Также Пастер основал и стал первым директором исследовательского института в Париже, позже названного его именем. Пастеровский институт с момента основания и до наших дней является одним из ведущих центров медико-биологических исследований в мире, особенно в области микробиологии, иммунологии и вакцинологии. Именно здесь был в 1983 г. открыт вирус иммунодефицита человека (ВИЧ).
Имя Пастера носят и другие научные организации мира: например, Санкт-Петербургский НИИ эпидемиологии и микробиологии (основан в 1908 г. – одно из старейших профильных учреждений в нашей стране, – имя Луи Пастера носит с 1923 г., когда отмечалось 100-летие со дня рождения учёного).
© Алекс Шел, сентябрь 2023 г. При копировании и использовании материалов ссылка на источник обязательна
