Невидимая жизнь

Ю. МИЛЕНУШКИН

Много тысячелетий насчитывает история человеческой культуры, но только в XVII веке люди впервые узнали о существовании огромного мира микроскопических существ, не видимых простым глазом. До этого никто и не подозревал о том, что есть какая-то невидимая жизнь, окружающая нас повсюду, жизнь, полная энергичной деятельности и борьбы мельчайших и многочисленных существ — микробов.

Об этом невидимом мире люди узнали лишь после того, как были изобретены сильно увеличивающие приборы — лупа и микроскоп.

Свойство двояковыпуклых стекол (линз) давать увеличенное изображение предметов было известно еще в древней Греции и Риме, а в XIII веке линзами уже начали пользоваться при чтении (очки). Но первый микроскоп, представляющий собой комбинацию двух линз, был изобретен только в 1590 году голландскими ремесленниками братьями Янсенами.

Знаменитый итальянец Марчелло Мальпиги (1620—1694 годы), один из основоположников научной анатомии и физиологии, пользовался в своих работах стеклами, дававшими значительное увеличение. При помощи этих стекол Мальпиги сделал ряд замечательных наблюдений и исследований: он дал первое научное описание строения легких, правильно истолковал строение и функцию желез, заложил основы современных представлений о строении кожи и почек, открыл, что желчь образуется не в желчном пузыре, а в печени. Изучая развитие зародышей, Мальпиги заложил основы современной эмбриологии, т. е. учения о зародышевом развитии.

Мрачная эпоха средневековья сменилась так называемой эпохой Возрождения. На смену феодализму пришла энергичная буржуазия, которая была в то время прогрессивным классом. Начинается пышный расцвет науки и развитие целого ряда новых производств.

Замечательную характеристику той эпохи дал Фридрих Энгельс в своей работе «Диалектика природы».

«Это была величайшая из революций, — говорит Энгельс, — какие до тех пор пережила земля. И естествознание, развившееся в атмосфере этой революции, было насквозь революционным... Это было время, нуждавшееся в гигантах и породившее гигантов, гигантов учености, духа и характера...»

Изобретение простейшего микроскопа колоссально раздвинуло рамки научного познания. С его помощью Роберт Гук открывает в 1665 году, что растения состоят из отдельных клеток. При помощи увеличительных стекол удалось обнаружить существование целого ряда низших животных и изучить тонкое строение органов мелких насекомых, лягушек и т. п.

Знаменитое изречение древнеримского мыслителя Плиния (23—79 годы до нашей эры) — «природа велика и в самом малом» — получило реальное подтверждение.

*

Первым, кто приоткрыл завесу над неведомым миром загадочных мельчайших организмов, был ученый монах и профессор Афанасий Кирхнер (1607—1680 годы). Пользуясь довольно сильной лупой, Кирхнер заметил, что в загнившем мясе, молоке, сыре, а также в крови больных появляются мельчайшие живые «червячки». Это и были микробы. Но о них ученый мир услышал лишь через несколько лет.

Начиная с 1673 года, голландец Антон Ван-Левенгук (1632—1723 годы), умевший сам изготовлять прекрасные чечевицы, увеличивавшие до 270 раз, стал посылать в Английское научное королевское общество сообщения о своих открытиях. В течение 1695—1719 годов исследования Левенгука были опубликованы в четырехтомном труде под гордым названием «Тайны природы, открытые Антоном Левенгуком при помощи микроскопов».

Изобретение простейшего микроскопа колоссально раздвинуло рамки научного познания. Здесь изображены старинные микроскопы.

Так возникла новая наука, наука о микробах —  микробиология. И Левенгук по заслугам считается основателем современной описательной микробиологии.

То, что рассказывал Левенгук, было поразительно. В постоявшей на воздухе дождевой воде, в испражнениях, в различных настоях Левенгук увидел мельчайшие живые существа, двигавшиеся там, «как щуки в воде».

В письме королевскому обществу от 1683 года Левенгук дал зарисовку виденных им удивительных «зверюшек». Это было первое в истории науки изображение микробов.

Но как ни удивительны были все рассказы Левенгука, самое замечательное, пожалуй, заключалось в тех письмах, в которых голландец сообщал об открытии им микробов... во рту человека.

Взяв немного налета, образующегося на зубах, разболтав его в воде и поместив каплю под микроскоп, Левенгук нашел там целый мир живых существ. «С величайшим изумлением я видел множество мельчайших животных, весьма оживленно двигавшихся», писал Левенгук. «В моем рту, —  добавил он, — их больше, чем людей в Соединенном королевстве» (т. е. в Англии).

Однако, ни Левенгук, ни его ученые читатели из королевского общества ничего не знали о том, какое значение имеют эти «зверюшки» в природе и жизни человека. Левенгук и его последователи, видимо, даже не задавались такими вопросами. Они просто с величайшим любопытством наблюдали и описывали новое явление природы.

Микроскоп начала XVII столетия с искусственным освещением предметного столика отраженным светом.

В те времена научные исследования весьма редко выходили за рамки чистого наблюдения и простой систематизации полученных фактов. Экспериментальной биологии еще не существовало. К тому же тогдашние микроскопы были слишком несовершенны, давали малые увеличения и не позволяли устанавливать тонкие отличия между микробами. Характерно, что знаменитый Карл Линней, основоположник научной систематики организмов, вообще не считал возможным слишком задумываться над тем, что такое микробы. Он попросту объединил всех микробов в одну «систематическую» группу под названием «хаос».

Итак, хотя микробы и были открыты, но дальше примитивного описания их некоторых внешних особенностей дело не пошло. Замечательные открытия Кирхнера и Левенгука прошли абсолютно бесследно для медицины.

Только в 1762 году, через 79 лет после первого письма Левенгука в королевское общество, венский ученый Пленсиц впервые высказал мысль, что эти мельчайшие существа являются возбудителями болезней животных и человека. Пленсиц даже сделал исключительно смелое для того времени предположение, что каждая болезнь вызывается особым возбудителем — специфическим микробом. Но экспериментально доказать и обосновать эту несомненно гениальную мысль Пленсиц не мог.

Эпидемии оспы, чумы, холеры по-прежнему свирепствовали на земном шаре. И по-прежнему все еще никто из ученых не догадывался о причинах возникновения заразных болезней. Строились тысячи предположений, но все они были равно далеки от истины.

Поразительно, что даже такие гениальные умы, как великий философ-идеалист Ф. Гегель, посвятивший много внимания изучению естествознания и написавший капитальный труд «Философия природы», где специальная глава отведена анализу «снятия о болезни, придерживался самых диких и фантастических представлений относительно причин заразных болезней. Например, говоря об одной эпидемии чумы рогатого скота, Гегель пишет буквально так: «В наше время был случай переселения скота из Украины в южную Германию; и хотя весь скот был сначала здоров, перемена места вызвала чуму». Или в другом месте: «Многие нервные заболевания произошли от того, что немецкие организмы столкнулись с русскими испарениями; так, благодаря присутствию тысяч русских пленных, которые сами были здоровы, разразился страшный тиф».

Современный сложный микроскоп, увеличивающий рассматриваемый предмет до 1350 раз.

Упрощенная модель аппарата для микрофотографирования.

*

Первая микробная теория заразных болезней была создана выдающимся берлинским анатомом Фридрихом Генле. Этот исследователь выдвинул в 1841 году следующее предположение: чтобы тот или иной микроб мог быть признан возбудителем болезни, необходимо наличие трех условий: во-первых, микроб должен всегда обнаруживаться при определенной болезни как в больном организме, так и в заразном материале; во-вторых, этот микроб должен быть выделен и изолирован; в-третьих, болезнетворные свойства его должны быть доказаны на опыте.

Замечательные идеи Генле, однако, не оказали должного влияния на медицину. Микробиология пока оставалась далекой от человеческой практики, в том числе и врачебной.

Между тем систематика микробов и изучение их внешних особенностей делали большие успехи. Стали изготовляться сложные микроскопы, дававшие увеличения не в 270 раз, как у Левенгука, а в несколько сот раз и более. Трудами О. Мюллера, Петри и, наконец, знаменитого ботаника Кона были созданы основы современной классификации микробов.

Но опять-таки все эти исследования шли мимо медицины. Ученые продолжали заниматься почти исключительно изучением внешнего вида микробов, изучением их строения и совершенно не касались вопроса о той роли, которую они играют в окружающем нас мире и в жизни человеческого организма.

Но вот появляются замечательные работы французского ученого Луи Пастера, которые производят целый переворот в микробиологии и поворачивают решительным образом эту науку в сторону обслуживания практических потребностей человечества.

*

Луи Пастер тщательно изучил процессы брожения. И вот в 1857 году он неопровержимо доказал, что всякое брожение происходит всегда при участии микробов, Ему удалось также выяснить те условия, которые или благоприятствуют деятельности микроорганизмов, или же, наоборот, препятствуют ей.

Так создались основы физиологии микробов —  науки о жизнедеятельности могущественных невидимых существ.

В дальнейшем Пастер вместе со своими учениками доказал, что не только процессы брожения, но и любое инфекционное заболевание человека, животных и растений имеет свой специфический возбудитель — микроб.

Пастер был первым, кто показал, какую огромную роль играют в природе и жизни человека не видимые простым глазом существа. Пастер не прославился открытием новых микроорганизмов, но он сделал более важное дело: он нашел общий принцип борьбы с инфекционными болезнями и разработал метод предохранительных прививок против ряда опасных заболеваний — бешенства, сибирской язвы и др. Еще до этого Пастер установил причину инфекционной болезни шелковичных червей, так называемой пебрины. При этом он указал и метод борьбы с ней путем уничтожения зараженных яиц.

Как мы видим, Пастер своими работами обслуживал интересы французской промышленности того времени. Вопрос о болезни шелковичных червей глубоко волновал представителей шелковой промышленности, весьма развитой во Франции. А процессы брожения теснейшими образом связаны с виноделием, тоже очень распространенным во Франции. Гений Пастера обслуживал эти интересы с исключительным успехом.

Произведя ряд специальных исследований. Пастер окончательно разрешил вопрос о самозарождении жизни на земле.

На основании работ Пастера в настоящее время широко применяется так называемая пастеризация пищевых продуктов, которая обеспечивает их сохранность на более продолжительное время. Так, например, производится пастеризация молока путем нагревания его до температуры в 55—77 градусов. При этом микроорганизмы, находящиеся в молоке, гибнут.

Точно так же, руководствуясь открытиями Пастера, английский хирург Листер разработал метод обеззараживания ран.

В истории микробиологии, наряду с Пастером, ярко блещет имя другого ученого — немца Роберта Коха (1843—1910 годы). Между этими двумя основоположниками современной микробиологии есть большое сходство, но вместе с тем и огромное различие.

На этой гравюре изображен один из основоположников современной микробиологии, знаменитый ученый Роберт Кох.

Так же как и Пастер, Кох начал свою карьеру более чем в скромных условиях и, работая в самой убогой обстановке, в результате напряженного труда прославился крупнейшими исследованиями. Кох не сделал таких фундаментальных обобщений, как Пастер, но он обогатил науку ценнейшими методами исследования микробов. Он создал основы всей современной микробиологической техники.

Кох впервые ввел метод искусственного разведения микробов на «твердых средах», например на картофеле. Он разработал способы окраски бактерий, что намного облегчило их обнаружение и изучение. Он много потрудился над точным определением каждого отдельного микроба, пользуясь тончайшими различиями между разными видами микроорганизмов. Но важнейшая заслуга Коха — это открытие возбудителя туберкулеза, так называемой «коховской палочки». Ему же принадлежит и честь открытия возбудителя холеры. Кроме того, Кох разработал вопрос о происхождении сибирской язвы и заражении ран.

В науке известна знаменитая «триада» Коха. Он установил в 1878 году три правила, которые, до сих пор являются руководством для каждого микробиолога. Вот эти правила: «Паразитарные микроорганизмы должны быть находимы во всех случаях данной болезни; их число и распределение должно объяснить все явления болезни; и, наконец, в каждой отдельной раневой инфекции должен быть определен свой возбудитель в виде хорошо морфологически охарактеризованного микроорганизма».

Иначе говоря, это значит, что какой-либо микроб можно только тогда считать специфическим возбудителем болезни, если соблюдены следующие три условия: во-первых, этот микроб должен неизменно встречаться при данной болезни и не обнаруживаться при других заболеваниях; во-вторых, его надо получить в чистой культуре, т. е. вырастить без примеси других микробов; в-третьих, эта чистая культура должна экспериментально вызывать у животного соответствующее заболевание.

Установление этих «правил», принятых в свое время всеми исследователями, сыграло в микробиологии огромную прогрессивную роль. «Триада» Коха четко и ясно указывала, по какому пути надо идти, чтобы выяснить происхождение инфекционных болезней. Правда, в наше время «правила» Коха уже не могут считаться абсолютными. Так, например, теперь хорошо известно, что болезнетворный микроб может встречаться в организме не только больного, но и здорового человека. Ярким примером может служить так называемое бациллоносительство, когда на слизистых оболочках носа, глотки, кишок месяцами и даже годами живут болезнетворные микробы, не вызывая заболевания.

«Триада» Коха чрезвычайно напоминает известные три положения Фридриха Генле, о которых мы упоминали выше. Кох был учеником Генле по Геттингенскому университету. Он глубоко впитал в себя идеи этого проницательного ученого, развил их и, опираясь на более точные методы исследования, вывел свою знаменитую «триаду». То, что у Генле было во многом только гениальной догадкой, стало теперь хорошо изученным фактом на основе блестящей экспериментальной техники.

Как и Пастер, Роберт Кох создал целую школу учеников и последователей, которые вписали в историю науки ряд блестящих страниц.

Микробиология получает необычайный расцвет. Открывают вскоре возбудитель проказы, возвратного тифа. Затем находят возбудителей малярии, брюшного тифа, холеры, дифтерии, столбняка. В 1895 году был открыт микроб, вызывающий чуму. В 1905 году ученые находят возбудителя сифилиса — бледную спирохету.

А каждое открытие возбудителя болезни означает, что в руках медицины появилось еще новое могущественное средство борьбы с заразными болезнями.

Это было поистине триумфальным шествием микробиологии, которая только что оформилась как наука.

И могучий толчок к этому необычайному расцвету микробиологии был дан Луи Пастером и Робертом Кохом.

На этих снимках изображены различные формы микробов. На верхнем снимке показаны так называемые извитые формы: 1 — возбудитель возвратного тифа, 2 — зубная спирохета, 3 — бактерии, гнездящиеся в гнилом сыре.

Палочковидные формы: 1-3 — бактерии, 4-5 — различные виды бацилл, 6 — инволюционные формы. Все эти бактериальные клетки увеличены с помощью микроскопа в 1000 раз.

Впрочем, это не мешает германским фашистам обливать грязью своего славного соотечественника, когда они усмотрели в крови Коха и его ближайших сотрудников «микробы не вполне арийского происхождения». Великого Коха, много лет боровшегося с туберкулезом, фашистский журнал «Народное здоровье из крови и почвы» называет «отравителем немецкого народа».

Так оценили фашистские мракобесы заслуги этого величайшего ученого.

В прогрессе медицинских знаний за последнее столетие микробиология сыграла неизмеримо важную роль. Открытие болезнетворных микробов и изучение их роли в человеческом организме совершенно по-новому осветили всю теорию и практику медицины и дали возможность этой науке сделать гигантский скачок вперед.

Но практическое применение микробиологии не ограничивается лишь областью медицины. Мы уже говорили о том, какие неоценимые услуги оказал Пастер своими микробиологическими исследованиями французской винодельческой и шелковой промышленности. Современное сельское хозяйство немыслимо без микробиологических знаний. На деятельности микробов основан целый ряд производств — хлебопечение, пивоварение, производство уксусной и лимонной кислот, сыроварение, консервное дело. Вся пищевая промышленность строится с учетом полезной и вредной деятельности микроорганизмов.

Если бы можно было вдруг выбросить из арсенала человеческой культуры все достижения науки о микробах — это было бы равносильно катастрофе.