И при этих-то тягчайших условиях жизни Кох все-таки не забывал о научной работе и всячески стремился к тому, чтобы начать ее. Знакомый еще в детстве, по работе отца в горной промышленности, с условиями работы в ней, он стал интересоваться развитием профессиональных заболеваний среди угольных рабочих своего округа. Мало-помалу он начал создавать себе «лабораторию». Но что это была за лаборатория! Вместо газа он пользовался для подогревания препаратов керосиновой лампой; из тарелок, наполненных мокрым песком, он сделал нечто вроде прибора для разведения бактерий: на этот песок он капал кровь зараженного животного и следил за ростом культуры бактерии. Единственным утешением для него служил микроскоп, который он, путем сбережений и часто отказа в самом необходимом, купил себе ко дню рождения. Больные, за неимением комнаты для ожидания, ждали приема во дворе. Его кабинет для приема больных был разделен на две половины — в одной половине комнаты стоял стол, на котором располагалась его лаборатория: микроскоп, склянки с разводкой бактерий, его «термостат» (керосиновая лампа), питательные для бактерии среды и т. д. Другая же половина комнаты служила для приема: здесь был его стол, на котором он писал рецепты, около него два кресла, для него и для больного, и у стены — кушетка для исследования больных в лежачем положении. Вот в какой обстановке великий Кох начал свою научную работу и сделал открытия, поразившие буквально весь мир.
В Вольштейне и в округе в то время была широко распространена сибирская язва на животных. Кох принялся за исследование этого бича населения своего округа. И до Коха было известно, что заболевание сибирской язвой причиняется особой палочкой: сибиреязвенные бактерии нашел в крови больных Полендер еще в 1849 году, Давэн описал эту палочку подробно еще в 1863 году. Давэн учил, что только перенос этой палочки от одного животного к другому причиняет болезнь, без этой палочки нет заболевания. «Но почему же, — думал Кох, — сибирская язва часто имеет эндемический характер, то есть животные заболевают поголовно в данной местности, а в другой нет? И почему сибирская язва больше всего распространяется эндемически в сырых, болотистых местностях?» Благодаря эндемичности сибирской язвы некоторые ученые готовы были даже отрицать роль сибиреязвенной палочки в распространении болезни; они пытались объяснить ее распространение в болотистой местности гнилой водой, сыростью и прочими особенностями болотистых мест. Кох стал внимательно следить за развитием палочек сибирской язвы. Он брал кровь от заболевших или умерших животных и прививал ее опытным животным. Слово «опытное животное» громко звучало у Коха по тому времени: единственными опытными животными, которыми он располагал, были обычные мыши, которых он ловил; приобретение других опытных животных было ему не по средствам. И вот он надрезывал у мышей спинки хвостов, заражал надрезы кровью животных, погибших от сибирской язвы или больных ею.
Он видел под своим микроскопом, как бациллы размножались в крови, образовывали целые цепочки, ожерелья; значит, бациллы эти действительно вызывают заболевание сибирской язвой. Кох продолжал дальше свои исследования: он попробовал микроскопический препарат с сибиреязвенными бациллами держать долго под микроскопом. Сначала сибиреязвенные палочки толстели, удлинялись, делались более яркими, а потом, когда препарат стал засыхать, притом после того, как он находился в условиях низкой температуры, неблагоприятной для жизни и размножения бактерий, он вдруг увидал замечательное зрелище под микроскопом: в палочках все ярче стали образовываться зернышки, палочки стали тускнеть, а зернышки, наоборот, делаться все рельефнее, палочки стали распадаться, и из них стали вываливаться эти зернышки — споры.
Это было величайшим открытием. Еще раньше гениальный ботаник Кон предполагал развитие спор сибиреязвенных бацилл; но он не мог этого установить точно и высказывал скорее предположение, чем констатирование твердо установленного факта. Кох это твердо установил. Кох понял, что при неблагоприятных условиях сибиреязвенные бациллы выделяют споры; что споры эти обладают гораздо большей стойкостью, чем бациллы; что они могут выживать при таких неблагоприятных условиях, при которых бациллы погибают: при низкой температуре, в сухом месте, без питательной среды и т. д.
Коху стал ясен и эндемический характер сибирской язвы, распространение ее в болотистых местностях. Очевидно животные сеяли в болоте заразу; споры сибирской язвы переносили неблагоприятные условия — холод и даже снег; временные высушивания и т. д.; сырая, болотистая местность служила питательной средой для них. Здоровый скот, поедая траву в такой болотистой местности, зараженную больными животными, таким путем заражался.
Важно было не только это теоретическое открытие Коха. Важно было и то, что от этого открытия шли пути организации правильной борьбы с сибирской язвой: теория освещала путь практике. Значит, чтобы бороться с сибирской язвой, нужны два основных мероприятия: уничтожение заразы (дезинфекция) и осушение болотистой местности, в сухой среде споры сибирской язвы погибают гораздо быстрее. Но и при дезинфекции нужно быть весьма осторожным: споры сибирской язвы чрезвычайно живучи; при известной температуре бациллы сибирской язвы погибают, а споры еще остаются. Поэтому, например, кипячением споры сибирской язвы можно уничтожить лишь тогда, когда кипение ключом продолжается 5–10 минут.
В восторге от своего открытия, Кох начал думать: к кому бы ему обратиться за советом? Не ошибся ли он? И кто может поверить какому-то провинциальному «физикусу», который вдруг сделал мировое открытие?
Кох остановился на всемирно известном тогда ботанике Коне, который, как выше было указано, предполагал интуитивно развитие спор из бацилл сибирской язвы. 22 апреля 1876 года Кох обратился к нему со следующим письмом: «Многоуважаемый господин профессор! Под влиянием ваших работ по биологии растений и о бактериях, имея достаточно нужного материала, я долгое время занимался исследованием заразного начала сибирской язвы. После многократных опытов мне удалось исследовать процесс развитя бациллы сибирской язвы в точности. В результате этих исследований я пришел к достаточно твердым выводам. Но, прежде чем я их предам гласности, я хотел бы просить вас, высокоуважаемый господин профессор, как лучшего знатока бактерий, разрешить мне посетить вас. К сожалению. у меня препараты в единственном числе, мне не удалось консервировать бактерии в подходящей жидкости, и поэтому я позволяю просить вас о разрешении привести их для показа в ваш институт по биологии растений. Если вы, многоуважаемый профессор, разрешите мне это, я в угодное вам время приеду в Бреславль. С высоким уважением, преданный окружный «физикус» доктор Кох».
Позднее профессор Кон рассказывал: «Я тогда уже занимался исследованием бактерий и благодаря этому нередко получал сообщения от различных дилетантов об их «величайших открытиях» в этой области. Поэтому я не питал больших надежд получить что-нибудь особенное от совершенно незнакомого врача из польского маленького городка. Все же я написал ему, что я рад буду, если он приедет и покажет мне свои препараты». В этом духе Кон написал Коху письмо. Было условлено, что 30 апреля Кох приедет в Бреславль в институт Кона. Кох стал собирать свои пожитки, все свои аппараты, сосуды, реактивы, своих мышей, свой микроскоп; путешествие из Вольштейна в Бреславль было тогда довольно продолжительным и довольно утомительным. Институт Кона представлял собою тогда довольно незавидное учреждение. Даже этот мировой ученый принужден был в течение многих лет обивать пороги начальствующих лиц, чтобы, наконец, получить здание «с длинным коридором и несколькими скверно освещенными комнатами». Кох продемонстрировал Кону свои препараты. Споры под плохоньким микроскопом Коха были совершенно ясно видны. Вся история развития сибирской язвы была налицо. Кон был в изумлении и в восторге. Он тотчас пригласил к себе знаменитого в то время патолога Конгейма. Они вместе стали рассматривать препараты Коха: картина для обоих был ясна. Возвратившись к себе в институт, мировой ученый Конгейм сказал своим ассистентам: «Теперь бросьте все и идите к Коху. Этот человек сделал замечательное открытие, которое вызывает простотой и точностью методики тем большее изумление, что Кох совершенно лишен условий для нормальной научной работы и дошел до всего сам; работы его носят совершенно законченный характер. Я считаю это величайшим открытием в области микроорганизмов; Кох еще не раз поразит всех нас, к нашей радости и к нашему стыду, своими дальнейшими открытиями». Кон, Конгейм и их ученики еще раз проделали опыты по методике Коха, рассматривали препараты под микроскопом Кона, который был, конечно, лучше микроскопа Коха: результаты были одни и те же; а раз несколько ученых приходят, независимо друг от друга, к тем же результатам, значит, результаты эти верны. Кон был поражен «неопровержимой логикой выводов и классической ясностью методики» Коха.