Еколого-фізюлогічний період розвитку мікробіології. Відкриття Луї Пастера

МОРФОЛОГІЧНИЙ ПЕРІОД РОЗВИТКУ МІКРОБІОЛОГІЇ

СТАНОВЛЕННЯ ТА РОЗВИТОК МІКРОБІОЛОГІЇ.

T.

Мікроорганізми забезпечували отримання харчових про­дуктів і напоїв упродовж більш як восьми тисяч років до того, як про їх існування стало відомо. Так, на одному з барельєфів єгипетської гробниці V династії, яка датується 2400 роком до н.е., зображені сцени виготовлення хліба та пива.

Світ мікробів відкрив у XVII ст. (1676 р.) голландський природознавець Антоній ван Левенгук (1632-1723), якого по праву можна назвати піонером мікроскопії. Досліджуючи за допомогою простих лінз воду, зубний наліт, різноманітні гнильні залишки, він виявив крихітні рухливі організми, які за своїми розмірами були в тисячу разів менші, ніж піщинки.

А. Левенгук виявив і описав представників усіх груп мікро­організмів — найпростіші, мікроскопічні водорості, дріжджі, всі основні морфологічні форми бактерій — кокові, паличкоподібні, вигнуті та ін. Результати цих досліджень були опубліковані в робо­тах Лондонського королівського товариства та в монографії "Таєм­ниці природи, відкриті Антонієм ван Левенгуком" (1695 p.).

У наступні 150 років було відкрито та описано морфологію сотень нових мікроорганізмів, але їх роль у біології залишалась неві­домою. Та дослідники чомусь навіть не ставили перед собою такого завдання. Ніхто з них не міг собі уявити, що такі надзвичайно малі організми можуть мати якесь значення. Тому перший період у роз­витку мікробіології називають описовим, або морфологічним.

Упродовж багатьох століть учені всього світу намагалися вирішити три найважливіші проблеми: походження життя (самозародження організмів), природа процесів бродіння і гнит­тя та причини інфекційних захворювань. Систематичні пошу­ки вцих напрямах сприяли розвитку мікробіології.

Цей етап розвитку мікробіології починається з другої поло­вини XIX ст. науковими відкриттями французького вченого Луї Пастера (1822-1895). Саме з його іменем пов'язане створення мікробіології як науки. Основні відкриття Л. Пастера такі.

Участь мікроорганізмів у хімічному перетворенні речо­вин. Л. Пастер довів, що суміш солей виннокислого натрію та амо­нію утворює два типи кристалів, які є ізомерами. Розчини крис­талів одного типу повертають площину поляризованого проме­ня світла тільки в правий, а другого — в лівий бік. Цими дослід­женнями Л. Пастер виявив, що пліснявий гриб, який росте в роз­чині винної кислоти, здатний метаболізувати тільки правоповоротні кристали. Отже, вперше було зроблено висновок про те, що мікроорганізми можуть здійснювати хімічні перетворення органічних речовин і що існує досить вузька спеціалізація мікро­організмів щодо харчових сполук.

Бродіння. У першій половині XIX ст. французький бота­нік III. Каньяр де Латур при дослідженні осаду, що утворився в результаті спиртового бродіння, виявив у ньому живі мікро­організми. Німецькі природознавці Т. Шванн та Ф. Кютцінг. досліджуючи незалежно один від одного плівку, що утворюєть­ся у процесі оцтовокислого бродіння, та осад, що утворюється у процесі спиртового бродіння, також виявили мікроорганізми. Вчені зробили висновок про те, що процеси оцтовокислого та спиртового бродіння є функцією мікробів. Проте цей висновок не знайшов відповідного визнання, оскільки в той час популяр­нішою була теорія фізико-хімічної природи бродіння, яку поді­ляли такі видатні хіміки, як Ю. Лібіх та І. Берцеліус.

Л. Пастер у 1856 р. розпочав вивчення процесів бродіння, які досліджував упродовж 20 років. Він встановив, що типи бро­дінь, у процесі яких утворюються різні продукти, спричиняють­ся окремими видами мікроорганізмів. Так, збудниками спирто­вого бродіння (перетворення цукру на спирт) є дріжджі, збуд­никами молочнокислого бродіння (перетворення цукру на молоч­ну кислоту) — паличкоподібні бактерії.

Анаеробіоз. У 1857 р. Л. Пастер виявив, що повітря при­гнічує розвиток збудників маслянокислого бродіння. Так, у при­сутності повітря вони ставали нерухомими, а при продуванні повітря через бродильну масу маслянокисле бродіння припиня­лося. Так уперше було зроблено висновок про існування мікро­організмів, які можуть жити тільки в безкисневих умовах. Л. Пас­тер вперше ввів терміни "аеробний" та "анаеробний" для визначення мікроорганізмів, які існують у присутності або від­сутності кисню. Л- Пастер першим прийшов до висновку, що дріжджі є факультативними анаеробами, тобто здатні існувати як у кисневих, так і безкисневих умовах.

Проблема самозародження життя. Стародавні вчені вважа­ли, що дрібні тварини зароджуються з неживої матерії. Ідея такого спонтанного виникнення життя була популярною і в середні віки. У середині XVIII ст. італійський вчений Лазаро Спалланцані при­йшов до висновку, що проростання органічних розчинів зумов­лене потраплянням у них мікроорганізмів з повітря.

Л. Пастер показав постійну присутність мікроорганізмів у повітрі та його стерильність після прогрівання при високій тем­пературі. Простими дослідами він довів, що самозародження в простерилізованих органічних екстрактах не відбувається ні в безкисиевих умовах, ні в присутності кисню.

Англійський учений Д. Тиндаль встановив, що після про­грівання настій сіна, на відміну від настоїв овочів і м'яса, проростає. Так був зроблений висновок про те, що у висушеному сіні бактерії містяться в двох формах — термолабільній (гинуть при кип'ятінні) і термостабільній (витримують кип'ятіння).

Німецький ботанік Ф. Кон виявив, що у сіні міститься сін­на паличка, яка утворює спори, здатні витримувати кип'ятіння впродовж кількох годин. Так було.відкрито спороутворення у бак­терій. Виходячи з цього Д. Тиндаль розробив метод стерилізації повторним нагріванням через проміжки часу, достатні для пере­творення спор у термолабільну вегетативну форму бактерій. Цей метод отримав назву тиндалізації.

Мікроби — збудники захворювань (1865-1868 pp.). Дослід­жуючи причини псування вина і пива у процесі їх виробництва та зберігання, Л. Пастер встановив, що скисання та згіркнення цих напоїв спричиняються сторонніми видами мікроорганізмів, які розвиваються у процесі бродіння чи в готових продуктах. Він назвав таке псування "хворобами" вина та пива і запропо­нував методи попередження цих захворювань (прогрівання гото­вого продукту). Пізніше Л. Пастер встановив, що причиною поло­гової пропасниці є стрептокок, відкрив збудників остеомієліту, гнійних абсцесів, курячої холери і зробив висновок про те, що кожна інфекційна хвороба спричиняється специфічний мікро­організмом.

На основі досліджень Л. Пастера англійський лікар Дж. Лістер дійшов до висновку, що нагноювання ран після операцій зумовлене потраплянням мікробів у рану з повітря під час опе­рації. Саме Дж. Лістер запропонував обробку хірургічних інстру­ментів карболовою кислотою, а також розбризкування карбол­ки в повітрі операційних кімнат. Цей метод отримав назву анти­септика, яка пізніше була замінена терміном асептика, тобто знезараження усіх предметів, які стикаються з раною.

Атенуація мікробів, У дослідах Л. Пастера з вивчення куря­чої холери для зараження курчат було використано стару куль­туру збудника цього захворювання. Виявилось, що всі курчата в цій серії дослідів вижили (раніше гинула їх половина). При­чому в результаті повторного зараження свіжою культурою всі ці самі курчата залишалися живими. Л. Пастер зробив висно­вок про те, що в старій культурі хвороботворні властивості мікро­організмів знижуються, але при цьому зберігається здатність підвищувати стійкість (резистентність) до збудника. На основі цих спостережень Л. Пастер запропонував ідею атенуаціі (послаб­лення вірулентності') патогенних ' мікроорганізмів з метою вико­ристання їх для профілактики інфекційних захворювань. Такі препарати Л. Пастер назвав вакцинами. Він виготовив вак­цини проти курячої холери, сибірки великої рогатої худоби. Розробивши принципи виготовлення вакцин і методи проведен­ня профілактичних щеплень, Л. Пастер заклав основи науки імунології.

Дата добавления: 2014-01-06