1872 год - мир микробов приобретает четкость

Это был особый мир. Его населяло множество существ, перетекавших друг в друга. Здесь были шары, которые могли вытягиваться и становиться палками, чтобы тут же скрутиться спиралью, а там и вытянуться в длиннющие нити. Здесь можно было запросто отрастить хвост и тут же его сбросить, чтобы еще через некоторое время «обрасти» «волосками», они же реснички. Все существа были прозрачными, но могли «под настроение» проглотить какой-нибудь краситель. Оставленные без внешних угроз обитатели этого мира плодились в таких количествах, что могли заполнить собой весь свой мир. А при появлении угроз они, наоборот, вполне могли бесследно исчезнуть. А могли и из ничего возникнуть на голом месте. При желании можно было сказать, что эти существа были способны пожирать друг друга, но то же самое явление можно было назвать и слиянием – обитатели этого мира были способны делиться пополам, почему бы тогда двум таким существам не сливаться в одно?

Мир бактерий никак не пересекался с миром людей, поэтому люди заглядывали сюда лишь случайно. Или для развлечения. Догадки о том, что микробы способны вызывать вполне ощутимые изменения в «большом» мире, от скисания молока до чумы, оставались догадками. Причем догадками сродни той, что Луна состоит из сыра. Если бы однажды кто-то доказал, что Луна действительно состоит из сыра, этих людей назвали бы пророками, озарившими своим гением тьму науки. Если бы кто-то доказал, что Луна не состоит из сыра, об этих догадках перестали бы вспоминать.

Никто не пытался доказать или опровергнуть «догадки» ученых о роли, которую микроорганизмы, возможно, играют в мире людей. Исследователи довольствовались констатацией факта – в гное абсцесса я наблюдал множество микроскопических шариков. И что? А ничего. Наблюдал, и все тут. Может, эти шарики были причиной образования гноя. Может, микроорганизмам в условиях гноя «захотелось» принять форму шариков. Может, то, что я наблюдал, вообще было случайностью – отдельно существовали гной и шарики, а то, что я увидел их вместе, было лишь совпадением.

До середины 19 века никто не изучал мир микроорганизмов систематически. Микробиологов не существовало. Ученые, занимавшиеся чем-то другим, могли сделать какое-то открытие в микроскопическом мире, но они неизменно тут же возвращались к своим «основным» занятиям в «серьезной» науке.

О том, что микроскопический мир – мир зыбкий, обманчивый, не имеющий четких границ, писали многие. Каждая бактерия виделась своеобразным трансформером, способным непредсказуемым способом прекратиться в любую другую бактерию. В микроскопическом мире не существовало понятия биологического вида – все микроорганизмы составляли один биологический вид. Линней поместил все микробы в особый раздел – «хаос».

Были ученые, которые «для удобства» называли определенные формы микробов «видами», но эти ученые не смогли бы, да и не стали бы вступать в споры о том, насколько «отдельны» наблюдаемые ими формы от других возможных форм. «Инфузориями» называли всех бактерий, которые видели в «инфузиях», т.е. в настойках. Те же бактерии, если их видели не в настойках, получали другие названия, например «анималькули» (т.е. «зверушки»). Но их же могли назвать и какими-нибудь «микробациллами». Пастер в одной из статей назвал микроорганизм, вызывающий брожение вина, шестью разными названиями – в одной статье!

Бильрот (Christian Albert Theodor Billroth, тот который ввел белые халаты для врачей, придумал мыть операционный стол после каждой операции и провел первые удаления разных пищеварительных органов) пропагандировал мысль, что все микроскопические «сферы» и «палочки» принадлежат к одному-единственному биологическому виду и имеют «только одну форму жизни» – но со способностью адаптироваться к различным условиям и соответственно менять свою форму.

Листер (Joseph Lister, тот, который создал хирургическую антисептику на дымящихся развалинах идей Земмельвейса) защищал мысль, что все бактерии едины с микроскопическими грибами и могут менять свое строение во время роста в разных условиях. Из описания его экспериментов современные ученые делают вывод, что Листер не смог добиться чистой культуры бактерий и каждый раз выращивал их смесь.

Менее известные ученые – Карстен, Виганд, Эстор, Винтерниц и др. – считали, что микроорганизмы – это вообще не отдельное биологическое явление, а суть отделившиеся при гниении растений или мяса жизнеспособные клетки.

Хеллиер и Ланкастер доказывали, что все разнообразие микроорганизмов – это последовательные стадии развития одного микроба.

Практически все, кто высказывался на эту тему, говорили о том простом факте, что в макромире определение биологического вида базируется на способности особей одного вида спариваться друг с другом и давать плодовитое потомство. Очевидно, что такого явления в микромире просто не существовало. А значит, не существовало и видов.

Этот вопрос – существуют ли устойчивые биологические виды в микроскопическом мире – мог бы показаться чисто теоретическим, если бы… Если бы это не стояло на пути распознавания той роли, которую микробы играют в нашем мире.

Если все микробы – это по сути один микроорганизм, то они не могут вызывать инфекционные болезни. Не может же один и тот же возбудитель стать причиной и холеры, и прыщей! И тогда нужно искать причину заразы где-то еще, хотя бы в старой, доброй, проверенной веками теории «дурных запахов», миазмов.

Количество догадок о роли микробов в инфекциях, однако, к середине XIX века выросло экспотенциально и стало одной из самых популярных из недоказанных научных гипотез.

Полторы сотни лет признавалось, что баранья подливка портится из-за того, что в ней появляются микроорганизмы. Потом случился прорыв – в 1857 году Пастер продемонстрировал, что брожение вина вызывает конкретный микроорганизм. Впервые микроскопический мир «пересекся» с миром людей.

Потом, почти сразу же, уже в 1860-м году, Пастер доказал, что самозарождения микроорганизмов не существует, они все являются потомками своих предков. С мифом о том, что микроб может появиться из ниоткуда, было покончено. Каждый микроб оказался потомком какого-то другого микроба.

Подозрения, что микромир на самом деле разделен на виды, усилились. А если виды существуют, то вполне можно подозревать, что определенные виды могут вызывать инфекционные заболевания. Вопрос о том, являются ли все микроорганизмы одним видом или существует множество отдельных их видов, стал принципиальным.

Удивительно, что этими вопросами наука задалась так поздно. Микробиологии ко временам Парижской коммуны, объединения Италии, отмене крепостного права в Российской империи и рабства в США, Суэцкого канала, «Алисы в стране чудес» и «Преступления и наказания» с «Войной и миром» все еще не существовало.

А потом нашелся человек, который все привел в порядок. И снова удивительный факт – большинство из нас никогда об этом человеке не слышало. Звали его Фердинанд Кон (Ferdinand Julius Cohn) и работал он в Бреслау (Вроцлаве).

Возможно, причиной его безвестности является то, что никакими драматическими событиями ни само создание микробиологии, ни вообще жизнь Кона не сопровождались. Он ничем себя не заражал, не вводил себе «на пробу» яды, не тратил все свое состояние на проверку какой-нибудь малопопулярной гипотезы, никого из своих идейных противников не вызывал на дуэль, а власти не пытались сжечь его на костре или вообще как-либо преследовать. Кон совершил подвиг совсем другого рода – он двадцать лет провел за микроскопом во времена, когда это еще не было профессией или сколько-нибудь «стоящим» занятием. Кон не просто создал микробиологию, он стал первым микробиологом, т.е. человеком, для которого изучение микроорганизмов было единственным профессиональным занятием.

Двадцать лет Кон изучал строение микробов, их движения, реакцию на различные условия среды, способность поглощать красители. И пришел к выводу, что навести порядок в «хаосе» можно, только начав с нуля.

И Кон начал с нуля – с классификации. Потом «примерил» Дарвиновскую эволюционную теорию к микроорганизмам и увидел родственные связи в микроскопическом мире.

Оказалось, что «палочки» - это «палочки», они никогда не превращаются в «шарики», а «ниточки» никогда не превращаются в «спиральки». Как бы ни менялась форма «шарика», в нем все равно угадывается именно «шарик».

Кон сумел из уже известных разрозненных фактов собрать доказательную базу для главной мысли – микробы делятся на устойчивые биологические виды.

Впервые в истории медицинской науки произошел прорыв принципиально нового рода – не когда ученый наблюдает новое явление и не когда ученый объясняет известное явление неожиданным способом, а когда ученый собирает множество уже известных фактов и через их систематизацию доказывает совершенно новую вещь. Это будет происходить в медицине еще множество раз, это станет основным способом делать в ней открытия, но впервые это случилось именно с Коном в 1872 году.

Мир микроорганизмов стал устойчивым, в нем появились четкие границы, в нем стало возможным отличить один биологический вид от другого.

Все происходило стремительно. В 1857 году химик Пастер впервые доказал, что микроб может вызвать определенное событие в макромире (брожение вина). В 1860 году тот же Пастер доказал, что самозарождения микроорганизмов не существует. В 1872 году Кон доказал, что микробы разделяются на устойчивые биологические виды. И вот теперь действительно было все готово для раскрытия Великой медицинской тайны – инфекционные болезни человека вызываются микробами. Это произошло в 1876 году.

Еще один удивительный факт в этой истории – то, что Кон на самом деле ошибался. Нет, он бы прав, заявляя, что микромир разделен на биологические виды. Однако, он не был прав, считая, что эти границы столь же четки и очевидны, как и в большом мире, что по внешним признакам на самом деле можно понять, кто здесь кто.

Уже через десять лет стали размываться, казалось бы, четкие границы между видами микробов по Кону. Все меньше микробиологи могли полагаться на внешние признаки. Сегодня такие признаки практически не принимаются во внимание. Размыты даже генетические границы.

Главное достижение Кона не в том, каким способом он провел границы между видами, а в том, что он доказал раз и навсегда, что мир микробов разделен на устойчивые биологические виды. Это и обрушило последний барьер на пути к открытию роли микробов в инфекциях.

Границы между видами, однако, в наши дни проводятся гораздо более «расплывчато», чем это делал Кон. Определение биологического вида в мире микробов звучит сейчас так: «видом является то, что имеет общность нуклеотидных последовательностей на 70% и разницу не более 5 градусов Цельсия в температуре плавления ДНК/ДНК дуплексов». Если бы так были проведены границы в макромире, то практически все приматы, включая людей, оказались бы в одном биологическом виде.

Если бы изменчивость микромира была присуща макромиру, то люди могли то увеличивать, то уменьшать свой головной мозг, то приобретать, то сбрасывать хвост, то обрастать шерстью, то лишаться ее, то уменьшаться до полуметровых существ весом в пять килограммов, то увеличиваться до гигантов весом в триста килограммов – и это в любом направлении, в любых комбинациях, в любой период своей жизни!

Тем не менее, десяти лет ясного, четкого разделения биологических видов в мире микроорганизмов по легко узнаваемым, очевидным признакам оказалось достаточно для прорыва 1876-го года. А новые и новые факты, подтверждающие существования устойчивых видов в микромире, не позволили в этом прорыве усомниться.

На фото: единственное помещение в лаборатории Кона, в котором были окна.

____________________________________
Данный текст не является научной публикацией, а представляет собой компиляцию нескольких источников, в том числе и нижеперечисленных. Для дальнейшего чтения рекомендуются: Drews G. The roots of microbiology and the influence of Ferdinand Cohn…, 2000; Википедия; и конечно профессиональная литература!