Начало научной деятельности Л. Пастера

Изучение брожения. Творчество Пастера чрезвычайно многогранно. Оно охватывало все области микробиологии - изучение самопроизвольного зарождения, природы брожения, этиологии инфекционных заболеваний, проблемы иммунологии и вакцинации и многие другие. Для каждого из этих направлений деятельность Пастера имела основополагающее значение.

Творчество Пастера - яркий пример плодотворной связи науки с практикой. Объектами большинства его исследований были явления, имевшие непосредственное практическое значение. Часто это были проблемы, которые называют прикладными, проблемы, связанные с технологией различных производств. Пастер на протяжении всей своей жизни последовательно переходил от одной «производственной», выдвинутой практикой, проблемы к другой и решал их. Завершить исследование для него всегда означало усовершенствовать технологию или устранить вредное влияние тех или иных явлений. Но этот завершающий этап исследования всегда был у Пастера результатом глубокого проникновения в сущность явления, всестороннего теоретического осмысления практических и экспериментальных данных. Поэтому его работы, имевшие огромное практическое значение, одновременно становились вехой в развитии науки.

Деятельность Пастера в области микробиологии началась в 1857 г. с работ в области молекулярной диссимметрии, принесших ему широкую известность в кругу химиков. Пастер случайно подметил, что плесневой гриб, выросший в растворе рацемической винной кислоты, потреблял правую винную кислоту, оставляя без изменения ее левый изомер. Интерес к этому явлению еще более возрос у него во время пребывания в Лилле (1855—1858 гг.) — центре винокуренной и пивоваренной промышленности Франции. Мысль о том, что микроскопический гриб, выросший в растворе рацемической кислоты, явился причиной ее расщепления, привела Пастера к обоснованию биологической природы брожений.

Пастер начал свои исследования брожений с иных позиций, чем те, которых придерживались Митчерлих, Берцелиус и Либих — сторонники химической природы брожения. Пастеру удалось опровергнуть химическую трактовку сущности брожений постановкой чрезвычайно простого и вместе с тем убедительного опыта на безбелковой неорганической среде, в которую вводилось небольшое количество дрожжей.

Энергичное брожение и увеличение дрожжевой массы в этой среде полностью опровергло мнение противников биологической доктрины брожений, отводивших молекулярным движениям альбуминоидных (белковых) веществ (которые в этой среде полностью отсутствовали) роль активного начала во всем процессе брожения. Пастер, таким образом, отчетливо показал, что брожение - эторезультат жизнедеятельности живых микроорганизмов - дрожжей, питающихся и размножающихся за счет сахара и минеральных солей, присутствующих в питательной среде.

Изучение маслянокислого брожения, протекающего в бескислороднойсреде (в ходе этих исследований Пастер в 1861 г. указал на различие возбудителей маслянокислого и молочнокислого брожения вопреки существовавшему мнению об их идентичности), привело его к выводу огромной принципиальной важности - жизнь некоторых микробов не только возможна в отсутствие кислорода, но требует его полного исключения из окружающей среды.

Этот вывод снимал все возражения либиховской теории, согласно которой кислород сообщал белковым частицам первый толчок к внутреннему движению. Говоря о результатах своих исследований, Пастер писал: «В настоящий момент моя вполне определившаяся точка зрения... сводится к следующему. Химический процесс брожения представляет собою явление, тесно связанное с жизнью, начинающееся и заканчивающееся вместе с последней... Результаты исследований, приведенные в этом мемуаре, находятся, по-моему, в полном противоречии со взглядами Либиха и Берцелиуса».

Исследования Пастера привлекли на его сторону многих последователей. Более того, некоторые из его противников, в том числе Митчерлих и Берцелиус, отказались от своих прежних взглядов. Восторжествовала биологическая доктрина брожения, сформулированная Пастером: нет брожения без жизни микроорганизма; брожение есть жизнь без кислорода.

Эти положения Пастер распространил на все виды брожений, а также на гниение и тление.

С микробиологических позиций Пастер подошел и к изучению образования уксуса (1864). Он не только доказал, что причиной образования уксуса является особый микроорганизм Mycoderma aceti,окисляющий вино в уксус, но и путем изучения жизнедеятельности этого микроба разработал методы технологического усовершенствования процесса изготовления уксуса. Рекомендации Пастера для предотвращения первоначальной порчи вина путем его прогревания при 55—60° в течение получаса под названием «пастеризация» получила широкое применение в пищевой промышленности.

Большое сочинение о брожениях «Исследования о пиве» (1876) — плод многолетнего труда Пастера - всесторонне обосновало физиологическую теорию брожения. Одновременно оно содержало ценные практические указания.

Пастер всегда строго придерживался «жизненной» сущности брожений, усматривая в этом процессе проявление деятельности живых неповрежденных клеток микроорганизмов. Неудивительно, что попытки М. Бертло, К Бернара и других отрицать связь брожения с жизнью дрожжей неизменно встречали со стороны Пастера самую резкую критику. В своем «Критическом разборе посмертной работы Клода Бернара о брожении» Пастер порицал великого физиолога, предпринявшего в последние годы своей жизни изучение природы спиртового брожения, за попытку отрицать наличие непосредственной связи между образованием спирта в виноградном сусле и жизнью дрожжей.

Тем не менее, Пастер одновременно допускал участие ферментов дрожжевых клеток в осуществлении химических превращений во время брожения и, по свидетельству ученика и сотрудника Пастера Эмиля Ру, даже пытался путем растирания дрожжевой массы с песком и замораживанием выделить их из дрожжевых клеток. Однако неудавшаяся попытка вызвать брожение с помощью полученной дрожжевой массы привела Пастера к полному отрицанию возможности получить брожение с помощью бесклеточного препарата.

Как выяснилось позднее из работ братьев Г. и Э. Бухнеров(1897), получивших из низовых дрожжей активный бесклеточный сок, вызывающий спиртовое брожение, далеко не все расы дрожжей дают такой сок. По-видимому, в силу указанного обстоятельства Пастер, работавший с расой дрожжей верхового брожения, не получил активный дрожжевой сок.

Опровержение теории самопроизвольного зарождения

Микроорганизмов

Логическим продолжением исследования явлений брожения было изучение проблемы самопроизвольного зарождения, к которому Пастер приступил с начала 60-х годов XIX в. Весь ход изучения брожений дал в руки Пастера неопровержимые доказательства того, что брожение в тех средах, которые он употреблял, вызывается микроорганизмами, попадающими извне.

Как известно, Т. Шванн, Ф. Шульце, Г. Шредер и Т. фон Душ получили данные, свидетельствовавшие против самозарождения. Однако случаи самопроизвольного загнивания простерилизованных жидкостей в хорошо закрытых сосудах неизменно дискредитировали позиции противников теории самозарождения.

Теперь известно, что причиной подобных результатов могло быть наличие в питательных жидкостях микроорганизмов или их спор, выдерживающих нагревание до 100°. Только в 1876 г. Р. Кох на примере бацилл сибирской язвы, а в 1877 г. Ф. Кон на спорах сенной бациллы показали, что споры этих микроорганизмов могут быть убиты только при нагревании в течение длительного времени при температуре, превышающей 100°.

Однако, по-видимому, более существенной причиной того, что спор по вопросу о самозарождении так надолго затянулся, было отсутствие общей теории, которая могла бы осветить имеющиеся факты. Поэтому, когда в 1858 г. известный французский натуралист Феликс Пуше впервые выступил с изложением результатов своих исследований, являвшихся, по его мнению, неопровержимым доказательством правильности принципов гетерогении (термин, предложенный Пуше для самозарождения), спор о возможности самозарождения возродился с новой силой. Этому способствовал также выход в свет в 1859 г. «Происхождения видов» Ч. Дарвина, вызвавший живой интерес к вопросам происхождения и эволюции жизни, в том числе и ее низших форм — микроорганизмов.

В 1859 г. Французская Академия наук объявила конкурс на изучение темы, сформулированной следующим образом: «Попытаться при помощи хорошо поставленных опытов осветить по-новому вопрос о самопроизвольном зарождении».

К этому времени Пастер, уже вооруженный результатами своих исследований брожений, выступил против защитников гетерогении. Требовалось выяснить основной вопрос: действительно ли один кислород при контакте с азотистыми веществами обеспечивает самопроизвольное появление организованных существ, как утверждали гетерогенисты, или его функция сводится к тому, что он способствует размножению в органических средах одновременно попавших с ним микробов.

Исследовательский талант Пастера сказался в данном случае в постановке простого, но чрезвычайно убедительного опыта, доказавшего несостоятельность аргументации всех защитников теории самозарождения микроорганизмов. С помощью колбы с S-образной трубкой, на изгибах которой оседала пыль вместе с попадающими из воздуха микробами, которые, если их смыть в прокипяченный бульон, вызывали его загнивание, Пастер неопровержимо доказал, что не кислород, а попавшие извне микробы могут быть причиной загнивания, а атмосферный воздух лишь способствует размножению микробов, которые в благоприятных для них условиях воспроизводят себе подобных. Колбу с S-образной трубкой изготовил химик и друг Пастера Антуан Баляр.

Французская Академия наук присудила в 1862 г. премию Пастеру не только за вполне удовлетворительное разрешение проблемы, но и за точную и вполне убедительную постановку опыта. Все последующие попытки возродить теорию самозарождения были опровергнуты Пастером.

Выводы Пастера не удовлетворительны лишь в том отношении, что он не принимал во внимание резистентность спор некоторых бактерий к нагреванию, о существовании которых не знал. В своих работах Пастер не касался вопроса о возникновении жизни на Земле в его философском и биологическом аспекте. Речь шла только о возможности самозарождения микробов, и в этом плане опыты Пастера принципиально полностью разрешали эту проблему в заданной формулировке.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: