Вопрос, казалось бы, прост: будут ли расти в стери лизованном органическом настое микроорганизмы в при сутствии воздуха, из которого удалены все микробы? Не смотря на кажущуюся простоту вопроса, существовавшая в то время экспериментальная техника не позволяла дать на него убедительный ответ. Было поставлено множество хитроумных экспериментов, но каждый раз исследователи давали неточные или лишь отчасти правильные и проти воречивые объяснения наблюдаемого. Поскольку проблема самозарождения имела большое общемировоззренческое и практическое значение, разгорелись бурные дискуссии.
Страсти достигли кульминации в 1859 г., когда Феликс Пуше (1800-1872), директор Музея естественной истории в Руане, опубликовал книгу, где вновь сообщалось об экспе
риментальном подтверждении самозарождения. Свое пре дисловие Пуше начал так: "Когда в результате размышлений мне стало ясно, что самозарождение представляет собой еще один способ, который природа использует для воспроиз ведения живых существ, я сосредоточил все внимание на том, чтобы экспериментально продемонстрировать соответству ющее явление. Английский физик Джон Тиндаль (1820 1893), принимавший активное участие в дискуссии, так про комментировал появление на арене Пуше:
Никогда еще ни один предмет спора не требовал столь холодного и критического ума, как этот, спокойствия в позна нии столь сложного явления, тщательности в постановке и исполнении опытов, умелого подбора условий и постоянного сомнения в результатах, пока строгая повторяемость не убедит вас в их безупречности. Для человека с темпераментом Пуше подобный предмет таил в себе опасность, которую еще более усиливало его предвзятое отношение к проблеме.
В это время в исследования включился Луи Пастер (1822-1895). Изучая с точки зрения химии процесс спир тового брожения, он вопреки многочисленным возражениям пришел к выводу, что этот процесс вызывается живыми организмами. Проведенные эксперименты послужили хоро шей подготовкой для решения последующей задачи. Ис следования Пастера-это в методическом отношении без упречно поставленная серия опытов, ознаменовавших собой одно из величайших достижений экспериментальной био логии. В сущности они привели к закрытию долгого спора о самозарождении. Пастер разрешил все трудности, пугавшие его предшественников. Он недвусмысленно показал, что загадочной "первопричиной", витавшей в воздухе и вызы вающей в стерильном бульоне рост микроорганизмов, яв ляются те же самые микроорганизмы, которые переносятся частицами пыли.
Рассмотрим вкратце один из самых простых и изящных экспериментов Пастера, убедительность которого поразила даже самого ученого. Нужную питательную среду, например дрожжевой экстракт с сахаром, Пастер помещал в колбы: затем, нагревая их горло в пламени, оттягивал его так, что получились узкие, но тем не менее открытые трубки, изогну тые различным образом (рис. 5). Далее он доводил пи тательную среду в колбе до кипения и поддерживал ее в таком состоянии в течение нескольких минут, после чего давал ей остыть. Обработанная таким образом среда оста валась в колбах стерильной неограниченно долго даже при контакте с воздухом. К удивлению Пастера, колбы можно
было даже перемещать с места на место, не опасаясь заражения среды. Пытаясь объяснить этот эффект, ученый предположил, что воздушный столб в длинном горле действует как своего рода подушка, препятствуя быстрому движению воздуха; в результате проникающая в горло кол бы пыль оседает на его стенках раньше, чем достигает питательной среды. Чтобы доказать, что заключенная в колбе питательная среда, будучи инфицированной, способна поддерживать рост микроорганизмов, Пастер обрезал у некоторых колб горло-и вскоре процесс размножения действительно начинался.
Таким образом, Пастеру удалось повторить опыты Реди на уровне одноклеточных организмов. Он продемонстри ровал, что в мире микробов, как и среди высших видов, любая форма жизни ведет свое существование от "роди тельской". Результаты, полученные Пастером, не вызывали сомнений, но тем не менее в течение ряда лет высказывались
различного рода контрдоводы и возражения. Особенно ин тересный случай произошел в 1870-х годах в Англии, когда Джон Тиндаль защищал точку зрения Пастера от нападок одного врача по имени Г. Чарлтон Бастиан. Исследования Тиндаля по рассеянию света на частицах пыли в атмосфере позволили ему осуществить новые опыты, свидетельствую щие о роли пыли в переносе инфекции. Он показал, что способная к гниению среда, заключенная в открытых (контрольных) пробирках, остается стерильной, пока воздух над ними свободен от пыли. Далее рассказывается, каким способом Тиндалю удалось обнаружить присутствие пыли в воздухе. Его изобретательность создала ему славу выдаю щегося популяризатора науки викторианской эпохи.
Вернемся в Лондон времен королевы Виктории и обратим внимание на плавающую в воздухе пыль. Представим себе комнату, где только что произведена уборка. Окна в ней плотно закрыты, и лишь через узкое отверстие в ставне проникает пересекающий комнату солнечный луч. Плавающая в воздухе пыль позволяет увидеть путь света. Чтобы сфокусировать пучок параллельных световых лучей, поместим в отверстие линзу. Теперь лучи образуют конус, в вершине которого освещенность настолько велика, что пыль кажется почти белой. В темноте глаз особенно чувствителен к такому освещению. Пыль, на сыщающая лондонский воздух,-это органическое вещество, ко торое можно сжечь без остатка. Действие пламени спиртовки на плавающее в воздухе вещество Тиндаль описывал следующим образом:
"В интенсивный параллельный пучок света, освещавший пыль в воздухе нашей лаборатории, я поместил зажженную спиртовку. В самом пламени и по его краям были видны странные темные завихрения, похожие на густой черный дым. Такие же темные вихри, устремленные вверх, можно было заметить, поместив пламя чуть ниже пучка света. Они выгля дели чернее самого черного дыма, выходящего из пароходной трубы: их сходство с дымом было столь велико, что невольно возникала мысль, что для обнаружения таких облаков сво бодного углерода в чистом пламени спиртовки, по-видимому, необходим лишь пучок света достаточной интенсивности.
Но действительно ли эти темные завихрения являются дымом? Ответ на этот мгновенно возникший вопрос нам уда лось найти следующим образом. Под пучком лучей мы по местили раскаленную докрасна кочергу, и от нее тоже стали подниматься черные вихри; затем мы наблюдали за сильным пламенем водородной горелки, которое само по себе не дает дыма, но и горение водорода сопровождалось мощным вихре вым движением темной массы. Если это не дым, то что же она собой представляет? Как и в межзвездном пространстве, тем нота здесь объясняется отсутствием на пути пучка света какого либо вещества, вызывающего его рассеяние. Когда пламя на ходилось под пучком лучей, имеющееся в воздухе вещество разрушалось, и очищенный от него горячий воздух, поднимаясь,
пересекал пучок света, унося прочь освещенные частицы и тем самым-благодаря собственной абсолютной прозрачное ти вы зывая образование темных вихрей. Ничто не могло бы убе дительнее продемонстрировать невидимость того, что делает все вещи видимыми. Световой пучок пересекал невидимое чер ное пространство, образованное прозрачным воздухом, в то время как по обе стороны от него сияли плотные массы частиц пыли, подобно тому как светятся любые тела, освещенные сильным светом".
Тиндаль изобрел также метод стерилизации растворов, содержащих споры бактерий, способные выживать в ки пящей воде: этот метод до сих пор известен под названием "тиндализация". Суть его заключается в том, что стери лизуемый раствор несколько раз нагревается в течение ряда дней: непроросшие споры выдерживают нагревание, а про росшие гибнут. Таким образом, после нескольких после довательных нагреваний раствор становится стерильным. Опыты Тиндаля были столь оригинальными, а его под держка взглядов Пастера столь энергичной, что он по праву разделяет с Пастером славу ниспровергателя учения о са мозарождении.
Исследования Пастера и Тиндаля нашли еще одно прак тическое применение. Его предложил их современник хирург Листер (1827-1912), хорошо знакомый с работами этих ученых. Листер высказал мысль, что если бы операционное поле на теле больного удалось изолировать от микроор ганизмов, попадающих из воздуха, то это спасло бы жизнь многим оперируемым. В те времена в английских больницах смертность при ампутации достигала 25-50%-главным об разом вследствие заражения. При операциях в полевых условиях во время военных кампаний дело обстояло еще хуже. Так, в ходе франко-прусской войны из 13 тыс. ам путаций. проведенных французскими хирургами, не менее 10 тыс. имело смертельный исход! Пока сохранялась вера в самозарождение микробов, не было причин удалять их из раны. Однако после открытия Пастера Листер понял, что носителей инфекции необходимо уничтожать прежде, чем они попадут на операционное поле. И Листер добился успеха, применив карболовую кислоту (фенол) в качестве антибактериальною средства. Он стерилизовал инструмен ты, опрыскивал кабинет и даже пропитывал одежду боль ного раствором фенола. Принятые меры дали отличные результаты, что привело к рождению антисептической хирургии.