Пастеризация спонтанного размножения

Вот она, жизнь, простая по человеческим меркам, но при этом выдающаяся. Он непрестанно работал, испытывая нужду и тяжелые утраты, болезни и противостояние; теперь его доктрины завоевали весь мир, факты, представленные им, неоспоримы, его методы нашли тысячи применений в промышленном производстве и сельском хозяйстве, его науку на практике применяют все терапевты и хирурги, его имя превозносит человечество… Одно слово — гений… Другими словами, любая похвала, высказанная в его адрес, не будет преувеличением.

Из статьи Стивена Паже в журнале «Спектейтор» (1910)

Признание Пастером того факта, что молочнокислое и спиртовое брожение происходят при взаимодействии с воздухом, заставило его задуматься над тем, постоянно ли присутствуют эти его невидимые организмы в атмосфере или же они возникают спонтанно. С помощью простых, но изящных экспериментов, включая фильтрацию воздуха и поднятие неферментированных жидкостей высоко в горы, он доказал, что пища разлагается, если она вступает в контакт с микробами, находящимися в воздухе. Это приводит к ее гниению, но те трансформации, которые она претерпевает, не дают толчка к спонтанному появлению в ней новых организмов.

Энциклопедия «Британника» (1992)

В 1878 году слава Луи Пастера в научных кругах достигала апогея, и в том же 1878 году в своей лаборатории в Коллеж де Франс умер его закадычный друг Клод Бернар. Даже он, признанный корифей физиологии XIX века, не смог остановить почечную инфекцию, которая и убила его в течение нескольких дней. Пастер очень переживал, ведь он потерял не только друга, но и самого последовательного теоретика и виртуоза-экспериментатора, всегда готового поддержать его на полях научных сражений.

Однако через полгода после смерти Бернара один из его учеников опубликовал выдержки из лабораторных дневников ученого. Пастер был потрясен: эти разрозненные заметки полностью опровергали всю его научную работу! Бернар считал: утверждение Пастера о том, что причиной болезней являются микробы, больше основывается на домыслах, чем на научных фактах. Возмущенный Пастер принялся печатать одну статью за другой, опровергая критику Бернара, причем прибегал к такой «тяжелой артиллерии», что впоследствии ученые назвали его усилия «непростительным святотатством». В своем стремлении поквитаться Пастер даже не постеснялся назвать Бернара жертвой умственного помешательства и «тирании домыслов».

Для тех, кто хорошо знал Пастера, такая мстительность не была неожиданной. Отличаясь острым умом, невероятной трудоспособностью и прекрасными организаторскими способностями, Пастер одновременно был очень амбициозен и чувствителен к критике. Доказывая свою правоту, он мог быть бесчувственным и грубым. Однажды некий почтенный — восьмидесятилетний! — его оппонент так оскорбился, что даже вызвал его на дуэль (к счастью, она не состоялась). Пастер требовал, чтобы все его помощники и подчиненные безоговорочно ему верили и подчинялись. В основном, конечно, он этого заслуживал, но иногда выдавал их идеи за свои и брал с них клятву свято хранить это в тайне. Многие из них так и ушли в могилу с осознанием того, что их работы присвоены учителем. По сути, ко всему, что творилось в его лаборатории, Пастер относился так же, как король Людовик XIV относился к Франции, считая ее всего лишь олицетворением себя самого. Это привело к тому, что лишь отдельные серьезные ученые соглашались с ним работать. Учеников своих он не жаловал, однако те, кто готов был забыть о тщеславии, могли извлечь вполне ощутимую пользу от работы под началом этого выдающегося ученого, как-то поклявшегося своей жене «прославиться в потомках».

В споре Пастера с духом Бернара соединились воедино философия и психология. Оба обвиняли друг друга в непонимании научного метода. На этапе эксперимента теория должна тщательно проверяться. Причем эту фазу не стоит выстраивать так, чтобы обязательно доказать правильность проверяемой теории. Экспериментатору не следует отфильтровывать результаты, отметая те, что противоречат его взглядам.

Карьера Пастера существенно пострадала бы, если бы удалось доказать, что он виновен именно в таком грехе. К счастью, когда разгорелся этот скандал, Бернара уже не было в живых, и потому яростная атака Пастера увенчалась успехом.

Пастер умер в 1896 году. К тому времени у него уже была репутация ведущего французского ученого и мировая известность — ведь именно он сказал, что бактерии вызывают заболевания, а кроме того, настойчиво отстаивал необходимость вакцинации и тепловой стерилизации (пастеризации). Его слава была подобна той, что сегодня достается лишь спортсменам и кинозвездам. Из приведенного выше некролога, написанного Стивеном Паже, совершенно ясно, что Пастер был, как нынче принято говорить, культовой фигурой.

В 60-е годы XIX века Пастер, уже несомненный авторитет в тогдашней науке, отказался от идеи «спонтанного размножения». С помощью нескольких экспериментальных установок он выиграл очень драматичный публичный спор, где продемонстрировал свое мастерство экспериментатора. С тех пор одна за другой появляются его биографии, в которых он изображается как очень последовательный человек, чья работа стала символом чистой, свободной от предрассудков экспериментальной науки. На фоне Пастера его оппоненты выглядят жалкими и ничтожными людьми. Превосходство великого ученого заставляет его противников покинуть поле боя, либо сетуя на судьбу, либо чествуя победителя.

Тем не менее, как показали историки Джеральд Гейсон и Джон Фарлей, теория Пастера во многих своих частях не совпадала с научными фактами. Мы увидим, что экспериментальные результаты Пастера по роли бактерий в разложении и брожении далеко не однозначны. И только спустя годы тщательные исследования, проведенные немецкими учеными, доказали, что Пастер все-таки был прав.

«ЖИЗНЬ — ЭТО БАКТЕРИИ, А БАКТЕРИИ — ЭТО ЖИЗНЬ»

Верить в спонтанное размножение — значит верить в то, что простейшие формы жизни могут возникать без родительских организмов или благодаря сверхъестественным силам. Сторонники этой идеи утверждали, что микроорганизмы, обнаруживаемые в гнилостной среде, возникают in situ, причем бактерии не вызывают распад, а рождаются из неожиданно появляющейся в разлагающейся среде совершенно новой жизни. Вместо того чтобы использовать современные знания для развенчания этой идеи, вспомним, с каким трудом в XIX веке собирались данные в поддержку бактериальной теории заболеваний. А еще учтем, что к 60-м годам XIX века наиболее известный сторонник спонтанного размножения, престарелый натуралист из Руана Феликс Пуше собрал множество данных, казалось бы, доказывающих эту теорию. А Пуше ни в коем случае не был безумцем. В 40-е годы XIX века он показал, что в отличие от бытовавших тогда представлений овуляция не активируется мужской спермой. Только за одно это он мог оказаться в зале славы французской науки.

Продолжительная война между Пастером и Пуше началась в 1858 году, когда в стенах Французской академии наук стала гулять статья, написанная Пуше, в которой тот утверждал, что может экспериментально доказать существование спонтанного размножения. Он говорил, что брал стерилизованное жаром сено, пропускал через него искусственно получаемый воздух или кислород. От атмосферного воздуха вся система была изолирована ртутью. После этого в предположительно стерильном сене он обнаружил примечательные — de novo — микроорганизмы. Против Пуше выступили сторонники взглядов, которые сегодня считаются верными. Они утверждали, что гниение вызывают микроорганизмы, находящиеся в воздухе, и что, если воздух стерилен, никакого разложения не происходит. Итак, все условия для грандиозной дискуссии были созданы.

Через два года после появления статьи Пуше Пастер, который к этому времени уже сделал себе имя исследованиями в кристаллографии, публично сообщил о желании принять вызов. Дискуссия оказалась для него как нельзя кстати, поскольку он тогда искал тему для серьезных научных исследований, имеющих большой общественный резонанс. Он уже был готов стать публичным ученым и обессмертить свое имя, т. е. сдержать обещание, данное жене несколькими годами ранее. Мадам Пастер пришлось подождать четыре года. 7 апреля 1864 года Пастер взошел на трибуну в актовом зале Сорбонны, чтобы кратко изложить разработанные им и проведенные эксперименты, доказывавшие всю ошибочность позиции Пуше. По драматизму и символичности это событие можно сравнить лишь со знаменитым диспутом Томаса Гексли и епископа Уилберфорса, который произошел в Оксфорде в 1860 году (глава 10).

Стоя перед сливками французского политического и интеллектуального общества, Пастер начал объяснять, как в 1860 году ему удалось осадить на нитроцеллюлозе твердое содержимое воздуха. «Атмосферная пыль» затем подвергалась обработке и исследовалась под микроскопом. Хотя такой метод неизбежно вел к гибели всех микроорганизмов, находящихся в «корпускулах», которые Пастер наблюдал через окуляр, было ясно, что перед ним — останки живых микроорганизмов. Затем он попытался продемонстрировать, что микроорганизмы не появляются в стерилизованном растворе до тех пор, пока этот раствор не контактирует с воздухом.

Первый метод Пастера предусматривал повторение опыта Пуше со стерилизованным органическим раствором, находящимся в заполненной ртутью кювете. Не будучи удовлетворенным этим методом, Пастер разработал вторую установку. В колбу он поместил определенное количество подслащенной воды с дрожжевыми грибками, а затем кипятил ее в течение нескольких минут. Воздух, который предварительно стерилизовался путем прохождения через накаленную докрасна платиновую трубку, заполнял пространство над раствором. После этого колба запаивалась горелкой и помещалась в термостат, где поддерживалась температура, способствующая росту микробов. Через шесть недель Пастер вынул колбу, зарегистрировал отсутствие в ней всяческой жизни, а затем ввел некоторое количество нитроцеллюлозы, содержащей «атмосферную пыль», не допуская при этом проникновения воздуха в колбу. После 24–36 часов в стерильной до того жидкости наблюдалось большое количество микроорганизмов.

Предвидя, что ему будут говорить — мол, микроорганизмы размножились спонтанно из органического материала, имеющегося в нитроцеллюлозе, — Пастер повторил эксперимент, используя вместо нитроцеллюлозы асбест. И в этот раз атмосферная пыль, попавшая на асбест, привела к появлению микроорганизмов в стерильном до того растворе. Таким образом, заявил Пастер, ему удалось убедительно доказать, что микроорганизмы появляются только тогда, когда жидкость загрязняется находящимися в воздухе твердыми частицами.

Впоследствии Пастер усовершенствовал свои методы: он стал использовать знаменитый сосуд с длинным горлом. Вместо запаивания сосуда он вытягивал и изгибал его горловину так, что при нахождении в спокойной комнатной атмосфере воздух и содержимое сосуда не взаимодействовали. Подсахаренная дрожжевая вода в большинстве сосудов нагревалась, а несколько сосудов оставались для контроля без обработки. После выдерживания в течение 24–36 часов непрокипяченные жидкости покрывались слоем плесени, тогда как прокипяченная жидкость оставалась без изменений. Лишенные контакта с атмосферными частицами, растворы оставались стерильными. Для еще большей убедительности Пастер отбивал горлышки у сосудов, где плесени не было, и, как только атмосферный воздух начинал поступать в сосуд, плесень появлялась. Итак, говорил ученый, только нахождение микробов в воздухе может объяснить наблюдаемую картину.

Хотя благодаря этим блестящим экспериментам первый раунд остался за Пастером, соревнование на этом не закончилось. Пионеры производства консервированных продуктов стали утверждать, что разложение продуктов происходит даже при малейшем попадании на пищу кислорода. Перед Пастером возникла довольно сложная задача. Ранее он полагал, что различные типы микроорганизмов приводят к различным видам разложения и брожения. Но как быть с Пуше и изготовителями консервов, утверждавших, что достаточно небольшого количества кислорода или воздуха, чтобы возникла новая жизнь, он пока не знал. Он лишь сомневался в том, что в таком небольшом объеме газа может поместиться столько различных типов микроорганизмов.

В ноябре 1860 года Пастер попытался разрешить это противоречие, для чего ему пришлось подняться на 2000 метров над уровнем моря и оказаться на леднике Мер де Гляс в Альпах. Предположив, что количество микроорганизмов в воздухе меняется в зависимости от плотности органического вещества в окружающей среде, он провел несколько недель, размещая на разных высотах предварительно стерилизованные сосуды, наполненные кипяченой подслащенной водой с небольшим количеством дрожжей. Последний комплект сосудов он разместил на самом леднике. Все выставленные сосуды были потом запаяны и помещены в термостат, где поддерживалась температура, оптимальная для роста микроорганизмов. Как и предполагал Пастер, чем меньшему воздействию микробов подвергалось содержимое сосуда, тем меньше в нем было брожения. На вершине ледника Мер де Гляс одного кислорода было недостаточно для того, чтобы началось брожение. Пуше подвергся публичному унижению еще раз.

Но даже тогда Пуше и его сторонники не признали поражения. Они просто заявили, что из-за перегрева подсахаренных, содержащих дрожжи растворов, которые использовались на леднике Мер де Гляс, произошло разрушение «вегетативных сил», необходимых для создания новой жизни. В 1863 году, проявив невиданное техническое мастерство, Пастер собрал кровь и мочу непосредственно из вен и мочевого пузыря здорового крупного рогатого скота. Эти среды не требовали стерилизации путем нагрева, но, как и в прежних его экспериментах, микроорганизмы появились только в тех сосудах, где имелся доступ атмосферного воздуха. Год спустя в актовом зале Сорбонны Пастер нанес удар, который многие посчитали coup de grace [2]Вернувшись к экспериментам Пуше со стерилизованным сеном и кюветами ртути, Пастер доказал: несмотря на то что его оппонент принял все меры к стерилизации органического материала и использовал неатмосферный воздух, он недостаточно внимательно отнесся к другому возможному источнику заражения, а именно к ртути. Продемонстрировав присущую ему виртуозность, Пастер представил экспериментальное доказательство того, что в опытах Пуше ртуть оставалась в контакте с атмосферным воздухом и, следовательно, явилась переносчиком микробов.

Блеск мысли и экспериментальное мастерство Пастера так вдохновили его аудиторию, что по окончании доклада слушатели — а это были представители высшего общества — аплодировали ему стоя. Частично это произошло потому, что в те времена высшая наука и высшее общество понимали друг друга гораздо лучше, чем сейчас. Аристократия, особенно во Франции считала необходимым быть на переднем крае науки. Однако на триумф Пастера работал еще один фактор. За 60 лет, предшествовавших этому, Франции пришлось пережить кровавые конвульсии революционного террора, крах империалистических амбиций Наполеона, реставрацию монархии, узурпацию власти Бурбонами и переход трона к племяннику Наполеона — Луи Наполеону Бонапарту. Многим в тот вечер могло показаться, что манипулировавший сосудами и кюветами Пастер представлял собой тихую гавань рациональности. В мире, от которого отделяли их эти стены, любое решение вопроса не могло обойтись без воинственных санкюлотов, шпаг, баррикад и государственных переворотов. Здесь же истина доставалась тому, кто был убедительней. Эксперименты Пастера утоляли жажду справедливости и беспристрастности. Это было как раз то, что так недоставало политике и религии.

Завершив свою эпохальную лекцию, Пастер заставил всех прийти к единому мнению. Обращаясь к восторженной аудитории, он перешел на метафизику. Не позволяя бактериям из воздуха проникнуть в сахарно-дрожжевые растворы, объяснял он, «я лишил их главного — того, что не дано создать человеку… Я удалил жизнь, ибо жизнь — это бактерии, а бактерии — это жизнь».