Досліди Ладзаро Спалланцані

Італійський вчений і священик Ладзаро( Лаццаро) Спалланцані (1729-1799 рр..)

(італ. Lazzaro Spallanzani; 10 січня 1729, Скандіано, Емілія-Романья, Італія - 12 лютого 1799, Павія, Італія) - відомий італійський натураліст і фізик; навчався в Болоньї, природничі науки вивчив в Реджіо, Павії і Модені.

Ще в самому початку своєї наукової діяльності був переконаний в абсурдності теорії самозародження. Він вважав, що в народженні кожної живої істоти, нехай навіть мова йшла про «нікчемних тваринок», має бути певний закон і порядок, певна міра і сенс. Спаланцані ретельно вивчив праці Реді і, прийшовши в захват від його дослідів, намірився у що б то не стало повторити їх, але тільки не на прикладі личинок мух, а на прикладі мікроскопічних звіряток. І він приступив до втілення в життя свого задуму. А тим часом інший священик і натураліст Дж. Нідхем, родом з Англії (1713-1781 рр..) Був удостоєний уваги Королівського товариства за свої досліди з баранячої підливкою, в якій, як він стверджував, самі по собі можуть зароджуватися мікроскопічні організми. Він кип'ятив баранячу підливку, зливав її в пляшку, закривав її пробкою і для вірності нагрівав ще раз (адже багаторазове нагрівання абсолютно точно повинно було знищити всі потрапили в підливу з повітря мікроорганізми і їх спори), вичікував кілька днів, а потім вивчав підливу під мікроскопом . До його найбільшої радості підлива кишіла мікробами. Значить, зародження живої матерії з неживий таки можливо! Спаланцані, дізнавшись про ці досліди, обурився - він довго шукав помилку в діях Нідхема і врешті-решт прийшов до висновку, що той просто недостатньо щільно закупорює пляшку з підливою і недостатньо довго її кип'ятить, таким чином, в підливі цілком можуть зберегтися маленькі тварини. Тоді Спаланцані провів цілий ряд дослідів, що доводять, що Нідхем був неправий. Він брав безліч склянок з насіннєвим відваром, деякі з яких закривав пробкою. інші ж запаюють на вогні пальника. Одні він кип'ятив цілу годину, інші ж нагрівав тільки кілька хвилин. Після декількох днів Спаланцані виявив, що в тих склянках, які були щільно запаяні і добре нагріті, ніяких маленьких тварин немає - вони з'явилися тільки в тих пляшках, які були нещільно закриті і недостатньо довго прокип’ячені, причому найімовірніше, проникли туди з повітря або ж збереглися після кип'ятіння, а зовсім не зародилися самі по собі. Таким чином, Спаланцані не тільки довів неспроможність концепції самозародження, але також виявив існування найдрібніших організмів, здатних переносити нетривале - протягом декількох хвилин - кип'ятіння. Між тим, Нідхем не побажав визнавати поразку в суперечці. Він об'єднався з графом Бюффоном, і разом вони висунули гіпотезу про «Твірну силу» - деякий Животворящий елемент, який міститься в баранячому бульйоні та насіннєвому відварі і здатний створити живі організми з неживої матерії. Спаланцані вбиває «Твірну» силу коли кип'ятить цілими годинами свої склянки, стверджували вони, і цілком природно, що маленькі тваринки не можуть виникнути там, де немає цієї сили. Науковий світ цілком влаштувала ця нова концепція - адже вона допомогла реабілітуватися теорії самозародження.

Але Спаланцані був в люті - адже Нідхем і Бюффон нічого не доводили експериментально, вони взагалі не надавали ніяких доказів на захист своєї теорії, вони просто займалися словоблуддям і марними філософськими міркуваннями. І, найжахливіше, весь науковий світ підтримував їх! Але Спаланцані не здавався. Він вирішив оскаржити гіпотезу Нідхема і Бюффона. Взявши за основу своїх експериментів їх ідею про те, що «Твірна» сила міститься саме в насінні, він набрав в склянки побільше різного насіння і, ледь прикривши пробками, прокип'ятив це насіння протягом декількох годин. Згідно доводам Нідхема, ця процедура повинна була вбити виробляючу силу, але Спаланцані, природно, виявив у відварі безліч мікроорганізмів, що проникнули туди з повітря. Для більшої певності він повторив експеримент, попередньо обсмаживши своє насіння. Результат повторився - отже, ні про яку «Твірну» силу не могло бути й мови! Про результати своїх дослідів Спаланцані заявив на всю Європу, і до нього стали серйозно прислухатися.

Але Нідхем і Бюффон не бажали залишати поле бою. Вони оголосили, що «Твірна» сила здатна чинити опір високих температур, але їй необхідне еластичне повітря, якого позбавляє її Спаланцані при Запаюванні склянок. У відповідь на це Спаланцані провів ще один блискучий експеримент - він виплавив спеціальну склянку з дуже вузькою шийкою - щоб тепло, яке витрачається на її запаювання не «виганяло» еластичне повітря і тиск усередині склянки і за її межами залишався однаковим. Переконавшись, що навіть незважаючи на присутність великої кількості еластичного повітря мікроскопічні тварини все ж не з'являються у відварі, Спаланцані святкував перемогу, а Нідхем і Бюффон канули в лету разом з уламками своєї невдалої теорії. Але Спаланцані не бажав зупинятися на досягнутому. Він витрачав багато сил і часу на вивчення мікроскопічних тварин - наприклад, піддавав їх дії тютюнового диму і електричного розряду. Він вже майже прийшов до висновку, що ці «нікчемні тваринки» нічим не відрізняються від всіх інших живих істот, але зневірився у цьому після власного експерименту, що доводить той факт, що багато мікроорганізми можуть продовжувати свою життєдіяльність без повітря, настільки необхідного всім іншим живим організмам . Фактично, він здійснив найважливіше відкриття в мікробіології - виявив існування анаеробних мікроорганізмів.

Спаланцані продовжувало хвилювати питання про розмноження мікроорганізмів. Спостерігаючи за ними в мікроскоп, він не раз бачив маленьких звіряток, злиплих між собою, але йому жодного разу не вдалося розгледіти сам процес ділення. Трохи пізніше цей процес відкрив інший учений, Орас Бенедикт де Соссюр ( (17 лютого 1740, Конш, поблизу Женеви, Швейцарія, — 22 січня 1799, Женева) — швейцарский геолог, ботанік і альпініст.)) і Спаланцані прийшов у захват від цього відкриття. В цей же час англієць Елліс висунув гіпотезу про те, що мікроорганізми зовсім не діляться навпіл, а розмножуються як і все живе - живородінням, стверджуючи навіть що на власні очі бачив нових мікробів, що зароджуються в тілі старих. А так званий поділ - не що інше як розкол звірка надвоє за рахунок зіткнення його з іншим мікроорганізмом. Спаланцані і тут не розгубився - за допомогою щіточки з верблюжої вовни він зумів відділити одного мікроба від армії його побратимів і, шляхом нетривалих спостережень підтвердив відкриття де Соссюра - на місці одного мікроба на предметному склі Спаланцані виявив чотирьох, хоча ні про які зіткненнях не могло бути й мови. Таким чином, Ладзаро Спаланцані здійснив ряд найважливіших відкриттів, що послужили великою віхою на шляху розвінчання теорії самозародження і на шляху розвитку мікробіології взагалі.

М. М. Тереховський (1740-1796) - біолог і лікар, один з перших дослідників-мікроскопістів, родом з м. Гадяча (Полтавщина).Син священика. Закінчив Київську Академію (1763) і школу при Петербурзькому Генеральному шпиталі (1765), одночасно вивчав ботаніку. 1765 — 1770 — науковий співробітник Ботанічного саду в Петербурзі, з 1783 його директор. 1775 захистив докторську дисертацію у Страсбурзькому університеті «Про наливковий хаос Ліннея», у якій доводив (незалежно від Ладзаро Спалланцані) неспроможність теорії довільного зародження найпростіших. Вперше в науці застосував методи вивчення впливу електричних іскор на риб та інфузорій у воді. 1776 — 1779 — викладач у Кронштадтському морському шпиталі, з 1780 — у Петербурзькому Генеральному шпиталі (з 1783 — професор). У своїй праці «Про наливковий хаос Ліннея» розглядає природу виникнення мікробів.

Він уперше роз­робляє експериментальний метод дослідження бакте­рій, встановлює, що для розвитку мікроорганізмів потрібен кисень, що мікроби перед поділом ростуть. Він робить висновок, що мікроби є справжніми живими істотами, і першим доводить неспроможність теорії про довільне зародження життя (що пізніше блискучими експериментами підтвердив Л. Пастер).

Результати досліджень М. М. Тереховського залишались трива­лий час маловідомими через поширену думку про неможливість вивчення мікроорганізмів. Тому досить довго не було встановлено ні місце мікробів серед інших живих істот, ні роль і значення їх у при­роді, незважаючи на те, що таку спробу було зроблено в 1773 р. дат­ським природознавцем О. Ф. Мюлером, який усі відомі тоді бактерії розподілив на два роди. Тільки через 63 роки після цього (1838) вий­шла в світ праця К. Еренберга «Інфузорії як досконалі організми», в якій автор, користуючись порівняльним методом, поділив клас інфу­зорій на 22 родини. Три родини цього класу — Bacterium, Spirillum, Spirochaeta — К. Еренберг відніс до групи мікроорганізмів. Система­тика мікробів К. Еренберга була значним кроком уперед, і з'явилася вона як результат застосування порівняльного методу, який посів па­нівне місце в природознавстві, особливо після виходу в світ геніаль­ної праці Ч. Дарвіна «Походження видів шляхом природного від­бору» (1859). Отже, експериментальні дослідження мікробів, за­початковані М. М. Тереховським, застосовувались дедалі ширше.

Фізіологічний період (з 1875р.) - Епоха Л. Пастера і Р. Коха

Справжній переворот у мікробіології пов'язаний з ім'ям видатно­го французького природознавця, засновника сучасної мікробіології Луї Пастера (1822-1895). Про велике значення його праць, характер і обсяг його наукової діяльності може свідчити вже сам перелік проб­лем, які вивчав і успішно розв'язав цей геніальний вчений протягом свого життя.

Луї́ Пасте́р (фр. Louis Pasteur; *27 грудня 1822, Доль, департамент Жура — †28 вересня 1895, Вільнев-л'Етан поблизу Парижа) — видатний французький мікробіолог і хімік. Пастер відкрив мікробіологічну суть бродіння і багатьох хвороб людини, став одним з основоположників мікробіології та імунології. Його роботи в галузі будови кристалів і явища поляризації лягли в основу стереохімії. Також Пастер поставив крапку в багатовіковій суперечці про самозародження деяких форм життя, дослідним шляхом довівши неможливість цього (див. Виникнення життя на Землі). Його ім'я широко відоме в ненаукових кругах завдяки створеній ним і названій пізніше на його честь технології пастеризації.

За дослідження бродіння Пастер взявся 1857 року. У той час панувала теорія, що цей процес має хімічну природу (Ю. Лібіх), хоча вже публікувалися роботи про його біологічний характер (Ш. Каньяр де Латур 1837), які не мали визнання. До 1861 Пастер довів, що утворення спирту, гліцерину і янтарної кислоти під час бродіння може відбуватися тільки у присутності мікроорганізмів, часто специфічних.

У 1859 р. Французька академія наук заснувала премію тому, хто раз і назавжди покінчить із суперечками про можливість чи неможливість самозародження. У 1860–1862 Пастер вивчав можливість самозародження мікроорганізмів. Він провів елегантний експеримент, узявши термічно стерилізоване живильне середовище і вмістивши його у посудину із загнутою вниз довгою шийкою (S-подібну колбу з відкритою шийкою) щоб був доступ міфічній «життєвій силі». Скільки б посудина стояла на повітрі, ніяких ознак життя в ній не спостерігалися, оскільки бактерії, що містяться в повітрі, осідали на вигинах шийки. Але варто було відламати її, як незабаром на середовищі зростали колонії мікроорганізмів. 1862 року Паризька Академія наук нагородила Пастера премію за вирішення питання про самозародження життя.

Пастер довів, що на бродіння негативно впливає кисень (т.з. ефект Пастера). Багато бактерій, що здійснюють бродіння (наприклад, маслянокислі бактерії), можуть розвиватися тільки в безкисневому середовищі. Ці факти дозволили йому розділити всі організми на аеробні (ростуть при наявності кисню) і анаеробні (без нього). Бродіння таким чином, було анаеробним процесом, життям без дихання.

В той же час, організми здатні як до бродіння, так і до дихання, за наявності кисню росли активніше, і до того ж споживали менше органічної речовини з середовища. Так було доведено, що анаеробне життя менш ефективне порівняно з аеробним. Зараз вважається, що з однієї кількості органічного субстрату організми аеробів здатні дістати в 20 разів більше енергії.

У 1865 р. французький уряд звернувся до Л. Пастера з проханням допомогти шовківникам, які зазнали великих збитків від захворю­вань гусені шовкопряда. Завдяки інтенсивним дослідженням Л. Пастеру вдалося встановити, що ці хвороби також спричинюються мік­робами. Запропонований ним простий спосіб відбору здорової грени дав змогу ліквідувати епізоотію, яка загрожувала шовківництву не тільки у Франції, а й в інших країнах. Л. Пастер також дійшов ви­сновку, що чимало хвороб тварин і людини спричинюються мікро­організмами.

Свої досліди в цьому напрямі він почав із вивчення сибірки, яка завдавала великої шкоди тваринництву Франції. Про результати сво­їх досліджень Л. Пастер доповів на засіданні Французької академії 30 квітня 1878 р. Цей день став днем народження науково обгрунтова­ної медичної мікробіології.

Пряме відношення до медицини мають два цикли праць Л. Пас­тера: дослідження, які з'ясовують роль мікроорганізмів в етіології ін­фекційних захворювань, і дослідження, пов'язані зі встановленням принципів застосування профілактичних щеплень. Розроблений ним метод профілактики людини і тварин є основним засобом бо­ротьби проти інфекційних хвороб. В основу методу покладено його спостереження над дією ослаблених культур курячої холери, введе­них в організм тварин. У 1881-1885 рр. Л. Пастер розробив методи виготовлення живих вакцин проти сибірки і сказу, що відіграло ве­личезну роль у боротьбі з цими тяжкими хворобами.

Таким чином, працями Л. Пастера було закладено підвалини другого періоду розвитку мікробіології, який дістав назву ф і з і о логічного. Центр уваги у вивченні мікробів перенесено на до­слідження їхніх фізіологічних функцій. Такий підхід до вивчення світу мікроорганізмів мав вирішальне значення для подальшого роз­витку цієї науки і вивів її на широкий шлях практичних застосувань. Праці Л. Пастера із з'ясування природи процесів бродіння заклали основи промислової мікробіології, а вивчення ролі мікробів в інфек­ційному процесі й розробка принципів боротьби із заразними хворо­бами поклали початок медичній мікробіології.