Микробы

Отдельные наиболее прозорливые умы и ранее высказывали смутные догадки о существовании каких-то мельчайших, не видимых простым глазом существ, повинных в распространении и возникновении заразных болезней. Но все эти догадки так и оставались только догадками. Ведь никто никогда не видел таких мелких организмов.

Первым, кому выпала великая честь приоткрыть завесу в неведомый дотоле мир живых существ — микроорганизмов, которые играют огромную роль в природе и в жизни человека, стал голландец Левенгук.

Антони ван Левенгук (1632–1723) родился в голландском городе Делфте в семье Антонизона ван Левенгука и Маргарет Бел ван ден Берч. Детство его было нелегким. Никакого образования он не получил. Отец, небогатый ремесленник, отдал мальчика на учение к суконщику. Вскоре Антони стал самостоятельно торговать мануфактурой.

Затем Левенгук был кассиром и бухгалтером в одном из торговых учреждений в Амстердаме. Позднее он служил стражем судебной палаты в родном городе, что по современным понятиям соответствует должностям дворника, истопника и сторожа одновременно. Знаменитым Левенгука сделало его необычное увлечение.

Еще в молодости Антони научился изготовлять увеличительные стекла, увлекся этим делом и достиг в нем изумительного искусства. На досуге он любил шлифовать оптические стекла и достиг в этом виртуозного мастерства. В те времена самые сильные линзы увеличивали изображение лишь в двадцать раз. «Микроскоп» Левенгука — это, по существу, очень сильная лупа. Она увеличивала до 250–300 раз. Эти замечательные линзы и оказались окном в новый мир.

В начале 1673 года доктор Грааф прислал письмо на имя секретаря Лондонского Королевского общества. В этом письме он сообщал «о проживающем в Голландии некоем изобретателе по имени Антони ван Левенгук, изготавливающем микроскопы, далеко превосходящие известные до сих пор микроскопы Евстахия Дивины».

Наука должна быть благодарна доктору Граафу за то, что он, узнав о Левенгуке, успел написать свое письмо: в августе того же года Грааф в возрасте 32 лет умер. Возможно, если бы не он — мир так и не узнал бы о Левенгуке, талант которого, лишенный поддержки, зачах бы, а его открытия были бы сделаны еще раз другими, но уже много позднее. Королевское общество связалось с Левенгуком, и началась переписка.

Проводя свои исследования без всякого плана, ученый-самоучка сделал множество важных открытий. В то время биологическая наука находилась на очень низкой ступени развития. Основные законы, управляющие развитием и жизнью растений и животных, еще не были известны. Мало знали ученые и о строении тела животных и человека. И множество удивительных тайн природы раскрывалось перед взором каждого наблюдательного натуралиста, обладавшего талантом и упорством.

Левенгук был одним из наиболее выдающихся исследователей природы. Он первый подметил, как кровь движется в мельчайших кровеносных сосудах — капиллярах Левенгук увидел, что кровь — это не какая-то однородная жидкость, как думали его современники, а живой поток, в котором движется великое множество мельчайших телец. Теперь их называют эритроцитами. В одном кубическом миллиметре крови находится около 4–5 миллионов эритроцитов.

Очень важно и другое открытие Левенгука: в семенной жидкости он впервые увидел сперматозоиды — те маленькие клетки с хвостиками, которые, внедряясь в яйцеклетку, оплодотворяют ее, в результате чего возникает новый организм.

Рассматривая под своей лупой тоненькие пластинки мяса, Левенгук обнаружил, что мясо, а точнее говоря, мышцы, состоит из микроскопических волоконец.

Левенгук стал одним из первых, кто начал проводить опыты на себе. Это из его пальца шла кровь на исследование, и кусочки своей кожи он помещал под микроскоп, рассматривая ее строение на различных участках тела, и подсчитывая количество сосудов, которые ее пронизывают. Изучая размножение таких малопочтенных насекомых, как вши, он помещал их на несколько дней в свой чулок, терпел укусы, но узнал, в конце концов, каков у его подопечных приплод.

Он изучал выделения своего организма в зависимости от качества съеденной пищи. Левенгук испытывал на себе и действие лекарств. Заболевая, он отмечал все особенности течения своей болезни, а перед смертью скрупулезно фиксировал угасание жизни в своем теле.

Но главным было то, что в 1673 году Левенгук первым из людей увидел микробов. Долгие, долгие часы он рассматривал в микроскоп все, что попадалось на глаза: кусочек мяса, каплю дождевой воды или сенного настоя, хвостик головастика, глаз мухи, сероватый налет со своих зубов и т. п. Каково же было его изумление, когда в зубном налете, в капле воды и многих других жидкостях он увидел несметное множество живых существ. Они имели вид и палочек, и спиралей, и шариков. Иногда эти существа обладали причудливыми отростками или ресничками. Многие из них быстро двигались.

Вот что писал Левенгук в лондонское королевское общество о своих наблюдениях: «После всех попыток узнать, какие силы в корне (хрена — А) действуют на язык и вызывают его раздражение, я положил приблизительно пол-унции корня в воду: в размягченном состоянии его легче изучать. Кусочек корня оставался в воде около трех недель. 24 апреля 1673 года я посмотрел на эту воду под микроскопом и с большим удивлением увидел в ней огромное количество мельчайших живых существ.

Некоторые из них в длину были раза в три-четыре больше, чем в ширину, хотя они и не были толще волосков, покрывающих тело вши… Другие имели правильную овальную форму. Был там еще и третий тип организмов, наиболее многочисленный, — мельчайшие существа с хвостиками». Так свершилось одно из великих открытий, положившее начало микробиологии — науке о микроскопических организмах.

«В своих наблюдениях я провел времени больше, чем некоторые думают, — писал Левенгук. — Однако занимался ими с наслаждением и не заботился о болтовне тех, кто об этом так шумит: „Зачем затрачивать столько труда, какая от него польза?“, но я пишу не для таких, а только для любителей знаний».

Не известно точно, мешал ли кто деятельности Левенгука, но однажды он написал: «Все мои старания направлены к одной только цели — сделать очевидной истину и приложить полученный мной небольшой талант к тому, чтобы отвлечь людей от старых и суеверных предрассудков».

В 1680 году научный мир официально признал достижения Левенгука и избрал его действительным и равноправным членом Лондонского королевского общества — несмотря на то, что он не знал латыни и по тогдашним правилам не мог считаться настоящим ученым. Позднее он был принят и во Французскую академию наук.

Письма Левенгука в Королевское общество, к ученым, к политическим и общественным деятелям своего времени — Лейбницу, Роберту Гуку, Христиану Гюйгенсу — были изданы на латинском языке еще при его жизни и заняли четыре тома. Последний вышел в 1722 году, когда Левенгуку было 90 лет, за год до его смерти.

Левенгук так и вошел в историю как один из крупнейших экспериментаторов своего времени. Восславляя эксперимент, он за шесть лет до смерти написал пророческие слова: «Следует воздержаться от рассуждений, когда говорит опыт».

Со времени Левенгука и до наших дней микробиология добилась большого прогресса. Она выросла в широко разветвленную область знания и имеет очень большое значение и для всей человеческой практики (медицины, сельского хозяйства, промышленности), и для познания законов природы. Десятки тысяч исследователей во всех странах мира неутомимо изучают огромный и многообразный мир микроскопических существ. И все они чтят Левенгука — выдающегося голландского биолога, с которого началась история микробиологии.

КЛАССИФИКАЦИЯ РАСТЕНИЙ

В XVIII столетии, когда биологические науки еще находились в зародыше, не было того дробления науки о природе на множество отдельных специальных наук. По мере накопления знаний, огромное количество нового материала все более и более затрудняло исследование, подавляло собою науку, и в начале XVIII столетия в описательной зоологии и ботанике царил страшный хаос.

Причиной такого печального состояния этих наук было отсутствие ясных и точных методов исследования. Два главных недостатка тормозили дальнейшее развитие их и производили бесконечную путаницу: отсутствие точных описаний и обозначений различных видов, с одной стороны, и неумелая и неправильная классификация — с другой.

Понятие о виде в том смысле, в каком оно теперь существует в науке, было выработано впервые во второй половине XVII века англичанином Реем. Когда мы имеем перед собою известное количество экземпляров какого-либо животного, во всем почти между собою сходных, но некоторые из них по какому-нибудь постоянному признаку отличаются от остальных, мы их выделяем и относим к особому виду — если, конечно, эта разница не зависит от пола или возраста животного. Эти отличительные признаки представляют из себя видовые признаки и передаются строго по наследству. Это правило применяется одинаково к животным и растениям. «Формы, представляющие между собою видовые отличия, сохраняют их неизменно, и никогда один вид (растений) не происходит от семян другого, и наоборот», — говорит Рей. Это определение заключало в себе зародыш учения о неизменяемости видов, которое впоследствии, в эпоху Линнея и Кювье, обратилось в научную догму и долгое время царствовало в науке, пока Дарвин не положил конец его господству.

Таким образом, зоология и ботаника того времени занимались в основном изучением и описанием видов, но в распознавании их царила огромная путаница. Описания, которые автор давал новым животным или растениям, были обыкновенно так сбивчивы и неточны, что впоследствии часто не было возможности доискаться, о каком именно виде идет речь, и трудно было узнать описанную форму в природе. Отсутствие собственных названий для огромного большинства вновь изучаемых организмов влекло за собою многосложные, неуклюжие определения, которыми один вид отличался в литературе от другого.

Вторым основным недугом тогдашней науки было отсутствие мало-мальски сносной и точной классификации. Существовала острая необходимость располагать их в таком порядке, чтобы данное растение, например, всегда можно было отыскать в книге, заранее зная, где его нужно искать; чтобы, имея перед собою неизвестный вид, можно было легко сравнить его с описаниями всех сходных видов и установить, новый это вид или уже описанный. Понятно, что уже древнейшие ученые по естественным наукам, распределяя свой материал на определенные категории, определяли известные группы форм, сходных между собой. Но незнание строения организмов и значение отдельных органов, отсутствие точных наблюдений, неумение отличить важные и постоянные признаки от неважных и изменчивых делали всякую классификацию случайной, произвольной и совершенно неточной. Растения, весьма между собой сходные, часто относились к разным группам.

В конце XVII века Реем, Турнефором и другими было сделано несколько попыток водворить порядок в распределении растений, но попытки эти не были особенно успешны. В основу деления клалось обыкновенно строение одного какого-нибудь органа, например, плода или цветка. Турнефор, система которого пользовалась особенным успехом, делил растения на классы главным образом на основании внешнего вида цветка. Но в большинстве случаев форма цветка крайне изменчива даже у близких форм, и, кроме того, строго определить форму венчика как воронковидного, колокольчикового или другого — более чем затруднительно.

Эти основные недостатки систематической ботаники и были исправлены гением Карла Линнея. Оставаясь на той же почве изучения природы, на которой стояли его предшественники и современники, он явился могущественным реформатором науки. Заслуга его — чисто методологическая.

Линней воспользовался учением о виде в той форме, как оно было высказано Реем, и ввел, для обозначения отдельных видов и отличия их друг от друга, бинарную (двойную) номенклатуру, сохранившуюся в науке и до сих пор.

Карл Линней (1707–1778) родился в Швеции, в деревеньке Розгульт. Когда мальчику минуло десять лет, его отдали в начальную школу в городке Вексие. По окончании гимназии Карл поступает в Лундский университет, но вскоре переходит оттуда в один из самых престижных университетов Швеции — в Упсала. Линнею было всего 23 года, когда профессор ботаники Олуас Цельзий взял его к себе в помощники, после чего сам, Карл еще будучи студентом, начал преподавать в университете.

Весной 1735 года Линней прибыл в Голландию, в Амстердам. В маленьком университетском городке Гардервике он сдал экзамен и 24 июня защитил диссертацию на медицинскую тему — о лихорадке, — заготовленную им еще в Швеции. Там же Линней составил и напечатал первый набросок своего знаменитого труда «Systema naturae», положившего основание систематической зоологии и ботаники в современном смысле. С этого издания начинается ряд быстрых научных успехов Линнея.

В новые его трудах, изданных в 1736–1737 годах, уже заключались в более или менее законченном виде его главные и наиболее плодотворные идеи: система родовых и видовых названий, улучшенная терминология, искусственная система растительного царства.

В это время ему поступило блестящее предложение стать личным врачом Георга Клиффорта с жалованием в 1000 гульденов и полным содержанием. В его имении Гартекампе, около Гарлема, был знаменитый в Голландии сад, в котором он, не считаясь с издержками, в огромных размерах занимался культурой и акклиматизацией чужеземных растений, — растений Южной Европы, Азии, Африки, Америки. При саде у него были и гербарии, и богатая ботаническая библиотека. Все это способствовало научной работе Линнея.

Несмотря на успехи, которые окружали Линнея в Голландии, его начинает мало-помалу тянуть домой. В 1738 году он возвращается на родину. В короткий период своей стокгольмской жизни Линней принял участие в основании Стокгольмской академии наук.

В 1742 году сбылась мечта Линнея: он становится профессором ботаники в своем родном университете. Кафедру он занимал более тридцати лет и покинул ее лишь незадолго до смерти.

Но основным делом своей жизни Линней все же считал систематизацию растений. Главная работа «Система растений» заняла целых 25 лет, и только в 1753 году он опубликовал этот труд.

Идея Линнея состояла в следующем: сходные между собою виды ученый соединил в роды. Несколько видов, сходных между собою по главным признакам и отличающихся лишь второстепенными чертами, причисляются к одному роду и получают одно общее название. Так, например, родовое название смородины будет Ribes. Отдельные же виды этого рода обозначаются путем прибавления видовых названий к родовому. Так красная смородина будет Ribes rubrum, черная — Ribes nigrum. Крыжовник настолько близок к этим кустарникам, что причисляется к тому же роду и называется Ribes grossularia.

До Линнея же каждый вид отличался от смежных неуклюжей характеристикой, кратким описанием, всегда недостаточным для полного определения. Вот как, например, обозначался старинными ботаниками обыкновенный шиповник: rosa silvestris vulgaris flore odorato incarnato (он же назвал ее Rosa canina, и никакая другая роза не могла подразумеваться под этим именем. При двойной номенклатуре, встречая название неизвестного растения, по его родовому названию мы сразу можем видеть, с каким видом оно имеет наиболее сходства. Линнеевская система представляет большие практические удобства. Так как родов на Земле, конечно, несравненно меньше, чем видов, то необходимость создавать новые названия этим значительно облегчается. В различных родах можно употреблять одинаковые видовые названия без опасения вызвать путаницу: одни и те же прилагательные встречаются в систематике на каждом шагу, никого не затрудняя.

Но для того чтобы новая номенклатура оказалась плодотворной, необходимо было, чтобы виды, получившие условное название, в то же время были настолько точно и подробно описаны, чтобы их невозможно было смешать с другими видами того же рода. Линней это и делал. Он первый ввел в науку строго определенный, точный язык и точное определение признаков. Специальная терминология, которая всегда так запугивает новичков при первом знакомстве с ботаникой или зоологией, представляет из себя единственный способ сориентироваться в массе органических форм и служит драгоценным ключом к их изучению. Линней был творцом строгого научного языка в зоологии и ботанике.

Выработав, таким образом, основания научного определения видов, Линней в своих сочинениях описал множество растительных и животных форм. Он сам же и показал пример, как пользоваться созданным им научным языком: его краткие диагнозы видов отличаются сжатостью и точностью.

Линней первым создал удобную, точную и строгую систему растений, хотя и на искусственных началах. Искусственная она потому, что при определении сходства растений и классификации их он принимал во внимание не все черты сходства и различия, не совокупность всех морфологических признаков растения — совокупность, которая одна может определить истинное родство двух форм, а построил всю свою систему исключительно на основании одного только органа — цветка. В этом его система сходна с системой Турнефора. Однако вместо расплывчатой, неопределенной и обманчивой общей формы он принял за основу деления число — и этим создал простой, остроумный и точный ключ к изучению ботанической систематики.

Общее представление о способах размножения растений, о существовании у них, как у животных, мужского и женского пола и полового размножения, существовало еще у древних. В XVII веке вопросу о размножении растений был посвящен целый ряд исследований различных ученых, благодаря которым были открыты мужские и женские органы цветка — тычинки и пестики — и описан акт опыления. Линней еще студентом в Упсале познакомился с сочинением Вальяна, ученика Турнефора, где были изложены новые данные о размножении растений. Уже тогда, по-видимому, у Линнея появилась мысль воспользоваться этими важными органами для классификации растений. Исполнение этой идеи и привело его к знаменитой искусственной системе растений.

Принцип его чрезвычайно нагляден и прост: в основу деления положены тычинки и пестики цветка. Отдельные классы характеризуются числом и расположением тычинок.

Разделив сначала растения на явнобрачные (с цветком, тычинками и пестиками) и тайнобрачные (бесцветковые), Линней создал из первых 23 класса, а последние соединил в один.

Практические достоинства новой системы были очень велики. Всякий новый вид растения легко находил в ней себе место. Определение растений, систематическое распределение их чрезвычайно облегчалось. Все это способствовало ее быстрому распространению.

Недостаток этой системы в том, что она искусственна. Число тычинок не находится в тесной связи со всей организацией растения, и потому классы Линнея представляют из себя в сущности беспорядочный калейдоскоп форм, механически втиснутых в одну рамку. Применение такого одностороннего критерия часто приводило к насильственному разделению очень близких, несомненно, родственных форм в разные классы. Эти недостатки Линней ясно сознавал. Он и сам смотрел на свою систему как на временную, как на удобный метрд для изучения растений в ожидании более естественной их классификации. Поэтому он нередко сам нарушает строгость своей системы, уступая требованию близкого сходства организмов, родства их. «Естественная система», которая владела умами ученых прошлого столетия, выражала собой бессознательное искание родства, общности происхождений растений.

Линней не открывал новых областей знания и неизвестных дотоле законов природы, но он создал новый метод, ясный, логический, и при помощи его внес свет и порядок туда, где до него царили хаос и сумятица, чем дал огромный толчок науке, могущественным образом проложив дорогу для дальнейшего исследования. Огромное количество органических форм, давившее своим богатством науку и неподдававше-еся описанию и распределению, с помощью методов, созданных Линнеем, подверглось быстрой разработке и легко могло быть приведено в систему, удобную для изучения. Это был необходимый шаг в науке, без которого был бы невозможен дальнейший прогресс.

Дата добавления: 2015-05-08