Читать книгу Невидимые титаны. История микробиологии изменившей мир - - Страница 4

В середине XIX века наука о жизни застыла на развилке. С одной стороны – неприступная крепость витализма и теории самозарождения, у которой, казалось, всегда найдется мистическое объяснение для любого опровергающего факта. С другой – набирающая силу механистическая картина мира, жаждущая объяснить жизнь химией и физикой. Между ними, как и сто лет назад, болталась неразрешенная загадка крошечных «анималькулей». Были ли они причиной или следствием? Порождением «жизненной силы» или обычными организмами, живущими по понятным законам? В эту интеллектуальную дуэль в 1850-х годах вмешался человек, чьё имя станет синонимом победы науки над слепотой природы. Но пришел он не как биолог. Он пришел как химик.

От кристаллов к бочкам: неожиданный поворот. Луи Пастер, молодой, честолюбивый и невероятно одаренный химик из Дижона, начинал свою карьеру с изучения кристаллов винной кислоты. Он разгадал загадку их оптической активности, открыв явление молекулярной хиральности (различия «правых» и «левых» молекул). Эта работа принесла ему славу. Но судьба, в лице французских промышленников, столкнувшихся с колоссальными убытками, направила его взгляд в микроскоп.

Проблема была проста и катастрофична: вино и пиво во Франции и Германии часто портились. Сбраживаемые жидкости вместо того, чтобы превратиться в благородный алкоголь, кисли, горчили, превращались в уксус или слизкую, непригодную массу. Это был бич экономики. Пастеру, уже доказавшему свою проницательность, предложили разобраться. Вооружившись хорошим микроскопом, он подошел к проблеме как химик-аналитик. Он сравнил образцы здорового и больного брожения.

Что он увидел? Под микроскопом в нормально сброженном вине копошились ровные, круглые дрожжевые клетки. В прокисшем же вине он обнаружил кроме них множество мелких палочек. А в прогоркшем пиве – другие микроорганизмы, похожие на тонкие нити. Пастер сделал гениальный и революционный вывод: разным видам брожения соответствуют разные микроорганизмы. Здоровое спиртовое брожение – работа дрожжей. Уксусное скисание – работа «палочек» (уксуснокислых бактерий). Маслянокислое и слизистое брожение – работа других специфичных микробов.

Это был переворот. До Пастера брожение считали чисто химическим процессом распада, который, возможно, сопровождается появлением микробов как следствия. Пастер заявил обратное: микробы – это причина брожения. Они живые агенты, каждый вид которых производит свои специфичные химические изменения. «Брожение – это жизнь без воздуха», – провозгласил он, открыв явление анаэробиоза (жизни в бескислородной среде).

Пастер vs. Пуше. Эти открытия напрямую вели к старому спору о самозарождении. Если микробы так специфичны и всегда присутствуют при брожении и гниении, откуда они берутся? Оппоненты, главным из которых был влиятельный натуралист Феликс-Архимед Пуше, стояли на старых позициях: микробы – продукт разложения.

Пуше провел эффектный опыт. Он стерилизовал питательный настой из сена кипячением, помещал его в колбу, а затем вводил туда… обычный воздух из подвала Парижского Пантеона, пропущенный через серную кислоту для очистки. В настое вырастала плесень. «Вот вам доказательство! – торжествовал Пуше. – Кислота убила все „зародыши“ в воздухе, но жизнь всё равно возникла из самого настоя!». Пастер, тщательно изучив методику, нашел фатальную ошибку. Сено. Споры многих микробов, особенно термоустойчивых бацилл сена, выдерживают кипячение. Жизнь в опытах Пуше не зарождалась – она выживала.

Но чтобы победить, Пастеру нужно было поставить безупречный, элегантный и наглядный эксперимент. Он должен был доказать две вещи: 1) в воздухе есть «зародыши», и 2) если не дать им попасть в стерильную среду, жизнь не возникнет.

Лебединая шея: гениальная простота. В 1859—1861 годах Пастер проводит серию опытов, которые войдут во все учебники. Он берет колбы с питательным бульоном, кипятит его, чтобы убить все, что внутри. Но горлышко колбы он не запаивает, как Спалланцани. Вместо этого он вытягивает его в длинную, тонкую, S-образную трубку – «лебединую шею». Воздух может свободно поступать в колбу, но все твердые частицы, все пылинки с прилипшими к ним микробами и спорами, оседают на влажных изгибах стекла. Бульон месяцами остается стерильным и прозрачным. Но стоит отломить это изогнутое горлышко, позволив пыли упасть прямо в жидкость, – и через день-два бульон мутнеет, киша микробами.

Это был смертельный удар. Пастер не «портил воздух» и не «уничтожал жизненную силу». Он лишь механически предотвращал попадание зародышей извне. Опыт был воспроизводим, нагляден и понятен даже неспециалисту. Он доказал: микробы не самозарождаются. Они переносятся по воздуху, и у каждого из них есть свой «родитель».

Но Пастер пошел дальше. Чтобы окончательно похоронить теорию, он решил доказать, что воздух в разных местах содержит разное количество «зародышей». Летом 1860 года он совершил почти театральный вояж, взяв с собой десятки предварительно простерилизованных и запаянных колб с бульоном. На городской улице, на склоне холма, в поле, а затем – на леднике ледника Мер-де-Глас в Альпах он вскрывал колбы, на мгновение впускал воздух и снова запаивал. Результат был блестящим и предсказуемым: в пыльном городском воздухе почти все колбы загнивали. В горном – меньше. А из двадцати колб, открытых среди кристально чистого льда высоко в горах, испортилась лишь одна. «Нет, нет, сегодня не существует ни одного известного факта, с помощью которого можно было бы утверждать, что микроскопические существа зарождаются без зародышей, без родителей, подобных себе», – резюмировал Пастер в своей знаменитой лекции в Сорбонне в 1864 году.