Михаил Гремяцкий - Как возникла и развилась жизнь на Земле
Когда он услышал об опытах с бараньей подливкой, произведенных в Англии, он не поверил им. Ему страстно захотелось все повторить и проверить самому. Обдумывая все подробности этих исследований, Спалланцани сразу заподозрел, что в этих опытах была допущена ошибка. Она, по его мнению, заключалась в том, что сосуд с бараниной не был достаточно хорошо нагрет и находившиеся там зародыши не были убиты. Тогда Спалланцани повторил все эти опыты, причем основательно прокипятил подливку уже в сосуде. И вот — он торжествует: проходят дни за днями, а микроскопических животных в подливке не появляется.
Стоит ли говорить, что сторонники произвольного зарождения не сдались сразу и после этих опытов? Они стали уверять, что долгое кипячение не только убило зародышей жизни, но так изменило самую баранью подливку, что она лишилась способности поддерживать зарождающуюся жизнь. На это Спалланцани ответил новым рядом опытов, еще более блестящих.
Спалланцани приготовил целый ряд склянок с отварами семян и разными настоями, потом запаял их на огне и после этого прокипятил; одни он подвергал долгому кипячению, другие кипятил несколько минут. Потом оставил склянки стоять несколько дней. Разбив после этого их горлышки и взяв настои для исследования, он обнаружил, что микроскопические существа завелись только в тех склянках, которые кипели недолго, в остальных же никакой жизни не было. Спалланцани решил, что он сделал два важных открытия: во-первых, доказал, что в настоях, хорошо прокипяченных, жизнь не возникает, и во-вторых, что есть такие зародыши, которых не убивает пятиминутное кипячение.
Рис. 3. Лазаро Спалланцани (1729–1799)
Оба эти вывода Спалланцани были верны. Однако против них стали возражать. Ему опять говорили, что долгое кипячение убивает «жизненную силу» отвара. Эти возражения заставили Спалланцани изменить еще раз постановку своих опытов. При этом он сделал новое важное открытие, касающееся микроскопических животных. Ему удалось разрешить вопрос об их размножении. Наблюдая их в микроскоп, он не раз видел, что они плавают парами, плотно сцепившись друг с другом. Спалланцани сперва думал, что здесь происходит соединение самцов и самок — начало размножения этих существ. Однако сообщение другого ученого о делении микроскопических животных пополам, заставило Спалланцани снова, и снова проверять свои наблюдения. Он видел, что сцепившиеся, как казалось, друг с другом микроскопические существа потом расходятся и продолжают плавать отдельно. Но действительно ли они таким способом размножаются, оставалось все еще неясным.
Тогда Спалланцани сделал следующий знаменитый опыт. Из капли воды, населенной этими мельчайшими животными, он выделил одно из них и перенес его в другую, совершенно чистую каплю. Наблюдая за ним там, Спалланцани увидел, что маленькое существо через несколько минут стало расщепляться пополам и обе половинки, отойдя друг от друга, начали плавать отдельно, а через некоторое время каждая из них в свою очередь таким же способом снова разделилась пополам. Так была открыта еще одна замечательная черта в жизни микроскопических существ: их способность размножаться делением.
Рис. 4. Одноклеточное животное — амёба: изменения ее формы при движении и захватывании пищи, размножение делением
Деление пополам и есть обычный способ размножения микроскопических существ. Этими наблюдениями Спалланцани завоевал еще одну важную позицию для науки. Однако ни сам Спалланцани, ни жившие в одно время с ним ученые не могли и помыслить о том огромном значении, какое имело для человечества открытие и изучение микроскопических существ.
После Спалланцани долгое время никто по-настоящему не занимался мельчайшими животными. Вопрос о произвольном зарождении так и повис в воздухе. Результаты опытов Левенгука и Спалланцани все еще не получили общего признания. Оно пришло только во второй половине XIX века.
III. Как решился вопрос о произвольном зарождении
Около середины XIX века ученый мир Европы был взволнован выступлением одного французского ученого — Пуше, который своими сочинениями и многочисленными опытами старался доказать, что произвольное зарождение существует. Чтобы решить этот вопрос, французская Академия наук объявила конкурс, обещав большую премию тому, кто на убедительных опытах окончательно докажет или опровергнет теорию произвольного зарождения.
Молодой французский ученый Луи Пастер (1822–1895) горячо взялся за дело. Он начал с повторения старых опытов Спалланцани и вскоре увидел, что тот был прав. Пастер расширил его опыты. Он наполнял склянки разными питательными веществами (молоком, бульоном и т. д.), кипятил их и запаивал, и жидкости в них оставались месяцами совершенно прозрачными и неизменившимися. Но Пастер понимал, что старыми опытами никого не убедишь: попрежнему будут говорить, что при кипячении воздух в склянке изменился, не может больше поддерживать жизнь, а потому и не происходит зарождения; попрежнему будут спрашивать, откуда же, мол, появляются зародыши, если прокипяченную колбу заткнуть простой пробкой — ведь не могут же они проникнуть из воздуха? Пастер хотел разом ответить на все эти вопросы, рассеять все сомнения.
Рис. 5. Луи Пастер (1822–1895)
Чтобы окончательно убедиться, что в кипяченом настое не возникнет новых организмов, если они не попадут туда из воздуха, Пастер, по совету одного из своих друзей, сделал так. Наполнив колбу (так называются склянки, в которых химики ведут свои опыты) отваром, Пастер вытянул на огне горлышко этой колбы в длинную изогнутую трубку и оставил ее незапаянной, даже не заткнув ее пробкой. Он рассуждал так: допустим, что зародыши проникают из воздуха вместе с пылинками; воздух, проходя по изогнутой трубке, сначала будет опускаться вниз, а вместе с ним будут опускаться и все пылинки. Потом он станет подниматься по трубке вверх, но пылинки останутся внизу, осев на стенке трубки. Они в колбу не попадут и, стало-быть, не проникнут в бульон.
Пастер приготовил десятки колб с отваром и оттянул их горлышки в виде завитков, змеек, винтов и т. п. Прокипятив колбы, он поставил их в теплое место. Когда он через день-два посмотрел на колбы, они оказались совершенно прозрачными, — никакой жизни в них не возникло. Пастеру стало ясно, что учение о произвольном зарождении не выдерживает этого испытания.
Рис. 6. Одна из склянок в опытах Пастера
Чтобы еще лучше убедить всех в том, что микроскопические зародыши проникают в отвар из воздуха, Пастер приготовил еще несколько десятков колб с настоями, на этот раз запаяв их. Захватив эти колбы, он со своими помощниками поднялся на высокую гору, где лежит вечный снег и где воздух особенно чист. Здесь колбы были вскрыты, а через несколько минут запаяны снова. Прошла неделя-другая, и в большей части колб бульон попрежнему был прозрачен. Однако в некоторых колбах он помутнел и загнил, что указывало на присутствие мельчайших живых организмов. Этого и ожидал Пастер. Если зародыши жизни попадают в колбы из воздуха, то на высоких горах, где воздух очень чист, этих зародышей мало, и они могут попасть не во все колбы. Стоит вскрыть колбы на улице большого города или в комнате и подержать их открытыми хоть несколько секунд, как загнивание содержимого будет обеспечено. Продолжая такого рода опыты, Пастер вскоре нашел, что больше всего воздух заражен микробами (микроорганизмами) в населенных городах в летнее или осеннее время. Воздух много чище в полях и лесах, а всего чище он на высоких горах, покрытых вечным снегом.
Установив точно этот факт, Пастер смог объяснить неудачи и ошибки всех прежних опытов. Почему у Спалланцани заткнутые пробкой колбы с кипяченым наваром заражались микробами, а запаянные на огне не заражались? Да просто потому, что на пробке оставались зародыши микробов, которые и проникали в бульон. Как только Пастер принял меры к тому, чтобы и пробки обеззаразить (как говорят теперь, «стерилизовать»), так и опыты стали выходить. Если же заранее стерилизовать всю посуду и принять меры к тому, чтобы из воздуха микробы не проникали, то можно и без нагревания сохранить долгое время в неиспорченном виде даже такие легко загнивающие жидкости, как кровь и моча. Это тоже блестяще удалось Пастеру.
Таким образом, его опыты допускали лишь одно истолкование и, казалось, решали вопрос окончательно. Обещанная премия была выдана Пастеру. Его исследованиями интересовались все. Он одержал трудную победу над своими противниками. Пастеру, повидимому, оставалось только радоваться и торжествовать. Но во время этих опытов у Пастера зародилось множество новых вопросов, которые требовали решения, а Пастер был не таким человеком, чтобы успокоиться, пока решение не будет найдено.
