Открытия, которые изменили мир - Страница 20

* * *

Пройдет еще 15 лет, прежде чем «трупные частицы» будут идентифицированы как стрептококк, однако озарение Игнаца Земмельвейса сегодня признают ключевым шагом в развитии микробной теории. Хотя он не понимал, какой именно микроб вызывает болезнь, он продемонстрировал, что она имеет один вполне конкретный источник. Иными словами, его современники считали, что родильную горячку может вызвать множество разных причин, а Земмельвейс утверждал: чтобы у пациента развилась эта болезнь, в его организм должен попасть специфический возбудитель, содержащийся в трупных частицах.

Но это был только первый шаг. Предстояло дождаться работы Луи Пастера, чтобы врачи смогли достичь следующего этапа: установить связь между определенными частицами — микроорганизмами — и их воздействием на другие живые организмы.

Веха № 3

От ферментации к пастеризации: прорастание микробной теории

Всем нам прекрасно известно: иногда срочно нужна крыса или скорпион, а их, как назло, нигде не найти. Но не волнуйтесь, известный алхимик и врач XVII века Ян Баптиста ван Гельмонт вывел следующий рецепт создания крыс: «Насыпь в горшок пшеницы и положи грязную тряпку, плотно закупорь крышку. Через 21 день закваска, выделяемая грязной тряпкой, соединится с эманацией пшеницы, и зерна превратятся в крыс — не маленьких и слабых, но крепких и полных жизни». Сделать скорпиона, по уверению Гельмонта, еще проще: «Выдолби углубление в камне, наполни его толченым базиликом и накрой другим камнем. Поставь оба камня на солнце. Через несколько дней испарения базилика подействуют как укрепляющий агент и преобразуют растительную материю в живых скорпионов».

С одной стороны, приятно сознавать, что большинство ученых середины XIX века посмеялись бы вместе с нами над этой наивной верой в самопроизвольное зарождение жизни (теорией, гласившей, будто живой организм можно создать из неживого материала). С другой стороны, этот смех мог утихнуть быстрее, чем вам кажется. В конце 1850-х уже никто всерьез не верил в самозарождение насекомых или животных, но появление более мощных микроскопов заставило некоторых ученых снова задуматься над вопросом: откуда же тогда взялись эти мельчайшие организмы, настолько маленькие, что 5 млн штук могло бы уместиться в точке в конце предложения?

Два навязчивых вопроса так и оставались без ответа: откуда взялись микроорганизмы и имеют ли они какое-то отношение к «реальному» миру растений, животных и людей? В 1858 г. известный французский натуралист Феликс Пуше, пытаясь найти ответ на первый вопрос, воскресил сомнительную теорию самопроизвольного зарождения жизни, утверждая, будто «доказал без тени сомнения», что она объясняет, как в мире появились микроорганизмы.

Но французский ученый Луи Пастер, чьи исследования в области химии и ферментации уже заслужили всеобщее восхищение, ни на мгновение в это не поверил и провел ряд остроумных экспериментов, которые окончательно похоронили теорию самопроизвольного зарождения жизни. Классические эксперименты Пастера и сегодня повторяют на уроках биологии, однако они составляют лишь малую толику его примечательной двадцатипятилетней карьеры. За эти годы он не только помог ответить на оба вопроса (микробов порождают другие микробы; они имеют самое прямое отношение к реальному миру), но и вывел микробную теорию из тумана неопределенности на территорию непререкаемой реальности.

За здоровье дрожжей: как крошечные существа поддержали алкогольную промышленность и новую микробную теорию

Для большинства из нас дрожжи — порошкообразное вещество, которое придает вину и пиву приятную игристость и помогает хлебу и кексам подниматься в горячей духовке. Некоторые из нас знают, что дрожжи — одноклеточный микроорганизм, который размножается, выращивая маленькие почки. Но чтобы установить и подтвердить эти обманчиво простые факты, ученым в XIX веке потребовалось много лет дебатов и экспериментов. Даже после того, как они признали дрожжи живым организмом, начался новый виток споров о том, в самом ли деле они отвечают за брожение (ферментацию).

Невоспетый герой раннего этапа микробиологии, дрожжи, благодаря своим сравнительно крупным размерам, первыми из микробов подверглись изучению. Но сегодня часто забывают еще об одной веской причине воздать дрожжам должное: благодаря работе ученого Луи Пастера они сыграли центральную роль в развитии микробной теории.

Поначалу ничто не предвещало великих открытий. В 1854 г. Луи Пастер занимал должность декана факультета естественных наук в северофранцузском городе Лилле, преподавал химию и в целом не слишком интересовался дрожжами и алкогольными напитками. Но однажды отец одного из студентов спросил, не хочет ли он разобраться с проблемой, возникшей на его винокуренном заводе. Пастер согласился. Изучив бродящую жидкость под микроскопом, он сделал важное открытие. Здоровые микроорганизмы в забродившем соке имели правильную шарообразную форму, но там, где происходило скисание (порча), они были продолговатыми. Пастер продолжил изыскания и в 1858 г. доказал, что брожение алкоголя обусловлено деятельностью дрожжей. Этим открытием он подтвердил «микробную теорию» брожения, что вызвало кардинальный переворот в общественном сознании: люди узнали, что вся алкогольная промышленность опирается на одну микроскопическую форму жизни и одноклеточный микроб может иметь огромное влияние.

В следующие годы Пастер распространил микробную теорию брожения на «болезни» вина и пива, успешно доказав: алкогольные напитки портятся из-за того, что другие микроорганизмы производят внутри них молочную кислоту. Он не только обнаружил эти пагубные микроорганизмы, но и нашел от них «лекарство»: нагревание жидкости до 60–80 °C убивало микробы и позволяло предотвратить порчу продукта. Название процесса частичной стерилизации — пастеризация — хорошо известно нам и сегодня: мы постоянно видим его на упаковках продуктов и напитков.