Опыты пастера. Опыты Ф
Другим известным членом академии Чименто стал арстинец Франческо Реди (1626--1698), который выступил с решительной критикой теории самозарождения. В работе "Опыты о размножении насекомых " Реди пишет: "По мнению древних и современных ученых, всякий гниющий и разлагающийся труп или грязь иного рода порождает червей; поэтому я, решив выяснить истину, в начале июня попросил умертвить трех змей из тех, которых называют змеями Эскулапа; мертвых их я поместил в открытый ящик, с тем, чтобы они там разлагались; прошло немного времени, и я увидел, что они все покрыты червями конусной формы без единой ноги, насколько можно было увидеть глазами, и эти черви, пожирая мясо, росли на глазах". Тем самым Реди словно бы подтверждает теорию самозарождения. Но далее он пишет, что, повторяя эксперимент, он "почти всегда видел на мясе, рыбе и вокруг... не только червей, но и личинки, из которых выводятся черви. Эти личинки появлялись из испражнений мух, оставляемых на рыбе или мясе. Это уже было отмечено и составителями словаря нашей Академии, и охотниками на диких зверей, и мясниками, и домохозяйками, которые, чтобы предохранить летом мясо от всякой дряни, кладут его под сетку от мух или покрывают куском белой ткани.
Великий Гомер в девятнадцатой книге «Илиады» описывает опасения Ахилла, когда он собирался отомстить Гектору за смерть друга: как бы мухи не развели червей в ранах мертвого Патрокла... И сердобольная мать пообещала ему, что с божьей помощью она не допустит к телу Патрокла полчища несущих нечистоты мух; и вопреки законам природы она сохранит его целым и невредимым в течение года... Вот почему, -- продолжает Реди, -- я начал сомневаться и думать, не из яиц ли мух появляются черви, а не из самого прогнившего мяса; и я тем более утверждался в своем мнении, когда во всех своих опытах видел, что на мясо, прежде чем оно покрывалось червями, всегда садились такие же мухи, которые потом рождались. Но сомнение было бы бесплодным, если бы не подтверждалось опытом. Поэтому в июле я положил в четыре фляги с широким горлом змею, несколько речных рыб. несколько угрей из р. Арно и кусок телятины; затем, закрыв, как следует, горлышки бумагой, перевязал веревкой и запечатал, я положил в другие такие же фляги те же предметы и оставил горлышки открытыми; прошло совсем немного времени, и рыбы и мясо в открытых флягах покрылись червями, и видно было, как в эти сосуды свободно влетали мухи. Но в закрытых флягах я не увидел ни одного червя, хотя прошло много месяцев с того дня, когда туда были положены рыбы и мясо; но снаружи я несколько раз находил на бумаге испражнения мух или червяка, которые всячески пытались найти какую-нибудь дырочку, чтобы проникнуть внутрь и полакомиться".
Тосканский врач Франческо Реди (1626-1698 гг.) был первым человеком, документально доказавшим ошибочность теории самозарождения. Он произвёл ряд опытов, доказывавших, что мухи, вопреки бытовавшему в ту пору мнению, не могут зарождаться сами по себе в гниющем мясе. Реди брал два куска мяса, раскладывал их в глиняные горшочки, и один из них накрывал тончайшей неаполитанской кисеёй. Через какое-то время он снимал кисею, но ни мух, ни их личинок в мясе не было. Из этого учёный сделал вполне закономерный вывод: мухи садятся на гниющее мясо и откладывают в него личинки, в результате чего рождаются новые мухи. Рождаются, а не появляются сами по себе. Следовательно, «большинство насекомых и червей не самозарождается».
Опыты Реди серьёзно поколебали господствовавшую идею о самозарождении жизни. Однако его выводы не были сразу приняты наукой и обществом. Это был только первый шаг на долгом и трудном пути опровержения теории самозарождения - ведь даже сам Реди «…в отношение других случаев вполне допускал возможность самозарождения; так, например, он считал, что кишечные и древесные черви возникают сами собой из гниющих материалов».
После открытия А. ван Левенгуком микроорганизмов не удивительно, что именно они стали основным предметом научных споров о возможности самозарождения - казалось вполне закономерным, что если самозарождение вообще имеет место, то оно непременно должно быть характерно именно для этих «ничтожных зверушек» Левенгука.
Опыты Луи Пастера
К тому моменту, когда французский учёный Луи Пастер (1822-1895) приступил к решению вопроса о происхождении микроорганизмов, он уже успел совершить ряд открытий в химии и микробиологии. В частности, ему принадлежит открытие пространственной изомерии, процесса брожения и пастеризации. На протяжении всей жизни его научная деятельность была так или иначе связана с промышленным производством, и именно ему Пастер был обязан большинством своих достижений.
Пастера, как и большинство учёных того времени, волновал вопрос о происхождении живых существ, изучению деятельности которых он отдал столько времени и сил. Он повторял опыты Спалланцани, но сторонники теории самозарождения утверждали, что для самозарождения микроскопических животных необходим натуральный, не нагретый воздух, т. к. по мнению виталистов нагревание убивало «животворящую» или «плодотворную» силу. Ко всему прочему они утверждали (впрочем, Пастер и сам это понимал), что для чистоты эксперимента необходимо, чтобы в сосуд, содержащий не нагретый воздух, не проникли дрожжевые грибки и вибрионы. Задача показалась Пастеру невыполнимой.
Но вскоре, заручившись помощью французского учёного Антуана Балара, известного на весь мир открытием брома, он сумел найти выход из этой затруднительной ситуации. Пастер поручил своим помощникам приготовить весьма необычные колбы - их горлышки были вытянуты и загнуты книзу наподобие лебединых шей (S-образно), Балар подсказал эту идею и выдул на огне первый экземпляр. В эти колбы он наливал отвар, кипятил его, не закупоривая сосуд, и оставлял в таком виде на несколько дней. По прошествии этого времени в отваре не оказывалось ни одного живого микроорганизма, несмотря на то, что не нагретый воздух свободно проникал в открытое горлышко колбы. Пастер объяснял это тем, что все микробы, содержащиеся в воздухе, просто-напросто оседают на стенках узкого горлышка и не добираются до питательной среды. Свои слова он подтвердил, хорошенько встряхнув колбу, так чтобы бульон ополоснул стенки изогнутого горлышка, и обнаружив на этот раз в капле отвара микроскопических животных.
Существует несколько теорий происхождения жизни на Земле:
Креационизм
Самопроизвольное зарождение жизни
Автором этой теории можно считать греческого ученого Аристотеля. Ее основа состоит в превращении неживого вещества в живую материю.
Аристотель, например, считал, что вши происходят из мяса, клопы – из соков тела животного, а дождевые черви – из ила прудов.
Самопроизвольное зарождение жизни
Первым, чьи опыты были направлены на опровержение теории, стал итальянский ученый Франческо Реди.
В 1668 году он опровергает гипотезу самопроизвольного зарождения. Реди покрыл кисеей, не пропускающей воздух, мясо и показал, что при этом на мясе не появляется личинок мясной мухи, которая обычно откладывает яйца на гниющем мясе.
В 1859 году французский микробиолог Луи Пастер нанес окончательной поражение воззрениям о самозарождении.
Целью его экспериментов являлось не только доказать правильность положения автора, но и выявить ошибки его противников и вскрыть причины отдельных неудач его предшественников.
Опровержение теории самозарождения
Предположение Дж. Нидхэма, что прокипяченный бульон теряет способность поддерживать жизнь, Л. Пастер опроверг тем, что в подобный бульон он бросал ватку, через которую перед тем пропускал воздух, после чего легко можно было наблюдать развитие микробов в этом бульоне.
Итак, опытами Л. Пастера было показано, что и самые крошечные живые существа не могут самопроизвольно зарождаться.
Вместе с тем, ученый не затрагивал вопроса о происхождении жизни на Земле - он никоим образом не касался проблемы, могли ли живые организмы возникать из неживой материи в отдаленные геологические времена, в других условиях.
Л. Пастер провел эксперимент, соперничающий по своей простоте со знаменитым опытом Ф.Реди, опровергшим самозарождение представителей макромира. Л. Пастер кипятил в колбе различные питательные среды. Предвидя возражение, что "жизненная сила", превращающая неживое в живое, не может проникнуть в запаянную колбу, он соединил колбу с наружным воздухом длинной S-образно изогнутой трубкой. Микроорганизмы и их споры оседали на стенках трубки и не проникали в питательную среду. Несмотря на доступ воздуха, самозарождения не наблюдалось.
Таким образом, Л. Пастер впервые показал, что микроорганизмы - это активные формы, полезные или вредные, энергично воздействующие на окружающую природу. в том числе и на человека.
Однако Пастер проводил опыты не только для опровержения теории самозарождения. Изучая молочнокислое, спиртовое, маслянокислое брожение, Л. Пастер выяснил, что эти процессы вызываются определенными видами микроорганизмов и непосредственно связаны с их жизнедеятельностью. Позднее, изучая "болезни" вина, болезни животных и человека, он экспериментально установил, что их "виновниками" также являются микроорганизмы.
Креационизм
Теория креационизма говорит о происхождении жизни, как созданном мире Божьем. Эту теорию в 1650 году выдвинул архиепископ Ашер.
К сожалению, эта теория относится к разряду неопровержимых и недоказуемых.
Теория стационарного состояния
Теория стационарного состояния утверждает, что жизнь на Земле была всегда.
Она также является недоказуемой, но ее, может быть, возможно опровергнуть с помощью теории биохимической эволюции.
Теория панспермии
В основной своей форме теория панспермии была провозглашена немецким ученым Г. Рихтером в 1865 году.
По его мнению жизнь на Земле не возникала из неорганических веществ, а была занесена с других планет.
Однако сразу возникли вопросы о том, насколько возможно такое перенесение жизни с одной планеты на другую.
Биохимическая эволюция
Автором биохимической эволюции или коацерватной теории происхождения протобионтов является отечественный биохимик А.И.Опарин (1924). Несколько позже к ней пришел и английский ученый Дж.Холдейн.
Опарин считал, что переход от химической эволюции к биологической требовал обязательного возникновения индивидуальных фазово-обособленных систем, способных взаимодействовать с окружающей внешней средой.
Биохимическая эволюция
Наиболее перспективными моделями в этой теории можно считать коацерватные капли.
В каждой молекуле есть определенная структурная организация. В следствии этого в молекуле образуются полюса с противоположными зарядами. Опарин считал, что при определенных условиях молекулы, окруженные водной оболочкой, могут объединяться, образуя коацерваты.
Тосканский врач Франческо Реди (гг.) был первым человеком, документально доказавшим ошибочность теории самозарождения. Он произвёл ряд опытов, доказывавших, что мухи, вопреки бытовавшему в ту пору мнению, не могут зарождаться сами по себе в гниющем мясе Франческо Реди
Из этого учёный сделал вполне закономерный вывод: мухи садятся на гниющее мясо и откладывают в него личинки, в результате чего рождаются новые мухи. Рождаются, а не появляются сами по себе. Следовательно, « большинство насекомых и червей не самозарождается ».
Опыты Реди серьёзно поколебали господствовавшую идею о самозарождении жизни. Однако его выводы не были сразу приняты наукой и обществом. Это был только первый шаг на долгом и трудном пути опровержения теории самозарождения ведь даже сам Реди «… в отношение других случаев вполне допускал возможность самозарождения; так, например, он считал, что кишечные и древесные черви возникают сами собой из гниющих материалов »
В XVI веке придворный врач семейства Медичи флорентинец Ф. Реди нанес первый удар по теории самозарождения жизни. Он, по-видимому, впервые сделал то, что сегодня в химии и биологии называется контрольным опытом. Положив два куска мяса в различные сосуды, один он закрыл марлей, другой оставил открытым.
Сторонники самозарождения жизни утверждали, что личинки и черви появляются как бы из ничего.
Реди ясно показал, что «черви» появились только в сосуде, который был открыт для контакта с флорентийскими мухами.
Так был установлен знаменитый принцип Реди - Omne vivum e vivo - все живое из живого. Но тогда живое вечно, поскольку вечен окружающий нас мир. И жизнь не имеет ни начала, ни конца.
Принцип Реди безусловно верен, но это не философский принцип, а научное обобщение. В связи с этим его можно выразить так: «Все живое происходит из живого в биосфере, комплекс физико-химических явлений в которой точно ограничен и определен». Абиогенеза (возникновения живого из неживого), согласно принципу Реди, нет и не было в биосфере в пределах геологического времени, т. е., в пределах времени, когда жизнь входила в организованность этой геосферы.
В 1848 г. Пастером, в то время молодым человеком 25 лет, было сделано открытие, которое имело первостепенное значение для науки XIX века. Он показал, что молекулы винной кислоты, полученные в результате обычного лабораторного опыта, в отличие от молекул, полученных естественным путем, не обладают свойством вращения поляризации света. Из этого следовал вывод, что природа, очевидно, созидала молекулы способом, отличным от способов, применяющихся химиками того времени. На этом Пастер не остановил свои опыты.
Молодой профессор химии Пасте работал в 1855 г. в промышленном городке Лилле на пивоваренном заводе. Бывало, что хорошее пиво и уксус иногда вдруг по непонятным причинам портились, и, не находя химического объяснения этому явлению, решил обратиться к помощи микроскопа. Он обнаружил, что в тех случаях, когда брожение шло нормально, можно было видеть маленькие круглые клеточки дрожжей, неправильное же брожение характеризовалось отличными от них организмами, теми, что он называл вибрионами, потому что они непрерывно мелькали в поле зрения.
Его опыты с плесенями убедили его в том, что сами процессы ферментации должны вызываться живыми организмами, а не какими-либо инертными химическими реакциями. Будучи химиком, он изучал не только внешний вид микроорганизмов, но также и их химические свойства. Он проверял, могут ли они жить на воздухе или в среде, лишенной воздуха, в результате чего мог создать остроумные, но практичные способы - в том числе и процесс, известный ныне как пастеризация - для предохранения производства пива или уксуса от вредного воздействия микробов.
Именно знание поведения живых организмов брожения побудило Пастера категорически отрицать возможность самозарождения, что привело его к знаменитой полемике с Пуше (1800-1872).
В ней он доказал, что путем устранения из воздуха невидимых глазу микробов, можно было бесконечно долго сохранять животные и растительные вещества, не допуская их гниения. Тем самым, он убедил научный мир в истинности тех фактов, которые еще в 1810 г. шеф-повар Апперт использовал в своем способе хранения продуктов - посредством их кипячения и хранения в запечатанных стеклянных сосудах.
