Этель Дуглас Хьюм

Этель Хьюм

Бешан или Пастер?
Утерянная глава истории биологии

Перевод Марии Семеновой (Санкт-Петербург)

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
ЗАГАДКА ФЕРМЕНТАЦИИ

II. Путаница теорий

Прежде чем приступить к изучению вклада Бешана и Пастера в научные проблемы их века, стоит познакомиться с полной неразберихой идей, царившей тогда в научном мире в отношении загадок жизни, смерти и явления ферментации. В данной главе мы лишь надеемся продемонстрировать полное отсутствие ясности по этим важным вопросам. Хотя работы более ранних ученых неизбежно вели к открытию, но к моменту начала научной деятельности Антуана Бешана и Луи Пастера понимание этих вопросов было в состоянии совершенной неразберихи.

Три основных вопроса стояли тогда перед наукой:

  1. Что такое живая материя или протоплазма, берущая свое название от двух греческих слов — "первый" и "формирующий"? Обычное ли это химическое соединение?
  2. Как она появляется? Может ли она возникать спонтанно или всегда происходит из ранее существовавшей жизни?
  3. Что заставляет материю претерпевать изменение, известное как ферментация?

В многочисленных работах Бешана можно обнаружить целую историю путаницы теорий по этим вопросам.

Начнем с первого вопроса: в то время имелось лишь туманное объяснение, что протоплазма — это живая материя, из которой формируются все виды живого, и со свойствами которой все они в итоге связаны. Считалось, что вещество, называемое альбумин, примером которого лучше всего служит яичный белок, при смешивании с определенными минеральными и другими веществами не меняет свою природу. Ж. Б. Дюма продемонстрировал, что такие "альбуминоиды" неоднородны по составу и включают в себя много различных составляющих, однако преобладало противоположное мнение, и для таких веществ в качестве подходящего термина было принято название "протоплазма". Это была, согласно Гексли, "физическая основа жизни", но едва ли это что-либо проясняло, т.к. объявить протоплазму живой материей per se еще не значило разгадать, почему это так, или объяснить ее происхождение и состав. Правда, Гексли провозгласил далее, что вся живая материя более или менее подобна альбумину, или яичному белку, но это тоже не приняли ни биологи, ни химики. Чарльз Робин рассматривал ее как разновидность мукоида, т.е. некоей слизи, которая была настолько таинственной, что Окен (Oken) назвал ее Urschleim (первичная слизь), а ботаник Гуго Моль (Hugo Mohl) признал в ней протоплазму, тем самым удостоив слизь статуса физической основы всего живого!

Клод Бернар попытался определить связь между протоплазмой и организованной материей, или жизнью, и выступил против самой идеи, что каждый живой организм должен быть морфологически организован, т.е. иметь структуру. Он говорил, что сама протоплазма опровергает эту теорию отсутствием собственной структуры. Чарльз Робин придерживался той же точки зрения, и назвал возможный первичный источник живых форм бластемой, от греческого "давать ростки".

Это была все та же старая теория живой материи, будь то протоплазма или бластема. Клетка, волокно, ткань — любой анатомический элемент признавался живым лишь только потому, что был сформирован этой первичной субстанцией. Организованная форма считалась ее самой совершенной модификацией. Другими словами, предполагалось, что бесформенное вещество было источником всех организованных живых форм. Название для гипотетической субстанции, непонятным образом и живой, и бесструктурной, было изобретено в некоем отчаянии хоть как-то экспериментально продемонстрировать организацию или жизнь. Воображение сыграло здесь бóльшую роль, чем выводы из фактов. Мы знаем, что врач Биша (Bichat), прославившийся в науке незадолго до своей смерти в 1802 г. в возрасте всего 31 года, тоже не мог принять такого объяснения и считал живые части живого существа органами, сформированными из тканей.

Огромный шаг был сделан, когда Вирхов увидел клетку в процессе ее построения, то есть структуризации, и сделал из этого вывод, что клетка самостоятельна и является единицей жизни, от которой происходят все организованные формы развитых существ.

Но здесь возникло затруднение, так как клетка оказалась таким же переходным элементом, как любой другой анатомический элемент. Поэтому многие ученые вернулись к теории первичной бесструктурной материи, и по мере появления противоположных лагерей научной мысли, мнение общественности стало колебаться между взглядами целлюляристов и протоплазмистов. Еще бóльшая неразбериха царила среди конфликтующих теорий, боровшихся за объяснение, почему чисто химические соединения или их смеси могут считаться живыми, и им стали приписывать всевозможные способности видоизменяться и трансформироваться, но нам нет необходимости знакомиться здесь с этими теориями.

Вместо этого, давайте рассмотрим вторую проблему, которая стояла перед начинающими учеными Бешаном и Пастером, а именно: могла ли эта загадочная живая субстанция, претерпевшая столько названий, возникать самопроизвольно, или же только из ранее существовавшей жизни. В наши дни трудно понять горячие споры, которые разгорались в прошлом вокруг этой трудной загадки. Противоборствующие научные лагери в основном были разделены на последователей двух священников восемнадцатого века — Нидхема (Needham), провозгласившего, что достаточно нагреть разлагающееся вещество, чтобы получить из него живые микроорганизмы, и Спалланцани (Spallanzani), отрицавшего их появление в герметически закрытом сосуде. Первые получили название спонтепаристов, верящих, что организованная жизнь постоянно высвобождается из химических источников, а другие получили название панспермистов за теорию всеобщей диффузии микробов жизни, изначально зародившихся в некую первобытную эпоху.

На взгляды последних главным образом повлияло учение Бонне (Bonnet), последователя Бюффона (Buffon); в свою очередь, идеи Бюффона проистекали из древней системы знаний, приписываемой Анаксагору. Согласно последнему, Вселенная состояла из различных элементов, столь же многочисленных, как и ее вещества. Считалось, что золото состоит из частиц золота; мышцы, кости, сердце состоит из частиц мышц, костей и сердца соответственно. Бюффон учил, что крупинка морской соли — это кристалл, состоящий из бесконечного числа других кристаллов, и не может быть сомнений в том, что первичные составные части этой соли — также кристаллы, но они находятся за пределом возможностей нашего зрения и даже нашего воображения.

Это был экспериментально установленный факт, говорит Бешан1, и он лег в основу системы кристаллографии Гаюи (Hauy).

Бюффон утверждал в том же духе:

…Подобно тому, как мы видим, что кристалл морской соли состоит из других кристаллов, так и вяз обязательно состоит из других маленьких вязов.

Идеи Бонне2 представляли из себя нечто подобное, причем центральной темой его учения была диффузия живых микробов,

способных развиваться только при встрече с подходящими матриксами (неклеточными структурами ткани. — прим. перев.) или организмами такого же вида, способными содержать микробы, заботиться о них и выращивать их — то есть повсеместное распространение или панспермия микробов, превращающая воздух, воду, землю и все твердые тела в обширные и многочисленные хранилища, где Природа запасает свои главные богатства.

Он утверждал, что

чрезвычайная малость микробов защищает их от атаки причин, приводящих к распаду. Они проникают внутрь растений и животных, они даже становятся их частью, и когда ткани начинают разлагаться, микробы выходят из них неизменными, чтобы парить в воздухе или в воде, или проникать в другие организмы.

С таким оригинальным учением Бонне выступал против доктрины спонтанного зарождения. Когда дело коснулось экспериментального доказательства, одна сторона пыталась продемонстрировать происхождение живых организмов из разлагающегося вещества в запечатанных сосудах; другая сторона отрицала такую возможность, если воздух был абсолютно исключен, а тем временем некий кондитер Аппер (Appert) применил последнее утверждение на практике и начал консервировать таким способом фрукты и другие съедобные продукты.

И здесь мы подошли к третьей головоломке: что заставляет материю претерпевать изменение, известное под названием ферментация?

С этой проблемой, вероятно, сталкивалась каждая домохозяйка, далекая от научных проблем. Почему молоко обязательно скисает к утру, если его оставить в кладовой на ночь? Подобные изменения, включая разложение, происходящее после смерти организма, были настолько загадочны, что причины, их вызывающие, долго считались мистическими. Ньютон рассуждал, что этот эффект имеет ту же природу, что и катализ — процесс, в котором вещество, называемое катализатор, способствует химической реакции, при этом само остается неизменным. Мириады мельчайших организмов, открытых позднее с помощью микроскопа в бродящих и разлагающихся веществах, поначалу считались просто результатом обычного процесса брожения и разложения.

Новую идею привнес Каньяр де Латур (Cagniard de Latour), который утверждал, что ферментация это явление, сопровождающее рост фермента. Иначе говоря, он рассматривал фермент как нечто живое и организованное, а ферментацию — как процесс его жизнедеятельности. Предпринятое приблизительно в 1836 г. изучение пивных дрожжей привело его к мнению, что овальные клетки, которые он наблюдал, были действительно живые, и в процессе производства пива разлагали сахар на угольную кислоту и спирт. Ботаник Торпен (Turpin) объяснял это тем, что частица дрожжей разлагает сахар в процессе питания. Ж. Б. Дюма утверждал, что для питания дрожжевых клеток наравне с сахаром необходимо азотированное альбуминоидное вещество. Немец Шванн (Schwann) пошел дальше других, провозгласив, что вся ферментация вызывается живыми организмами, и провел эксперименты, чтобы доказать, что они переносятся по воздуху. Но, несмотря на другие эксперименты, подтверждающие работу Шванна, его учение на время было забыто, вытесненное идеей, что вещества растений и животных могут изменяться сами. В частности, существовала теория, что при растворении в воде сахароза превращается в виноградный сахар или глюкозу, или, говоря технически, сахароза претерпевает спонтанное превращение3.

Приблизительно такими были научные идеи середины девятнадцатого века, когда на сцену вышли Антуан Бешан и Луи Пастер с описанием своих экспериментов. Поскольку Пастер считается первым, объяснившим явление ферментации, и к тому же признан одним из тех, кто опроверг теорию спонтанного зарождения, давайте не будем принимать это на веру, а обратимся к старым французским научным документам и убедимся сами, чтó он говорил в 1857 г.

ПРИМЕЧАНИЯ

1  Les Microzymas, p. 30.
2  См. Ire Partie; Oeuvres d'Histoir Naturelle de Bonnet; V, pp. 83–86. Neuchâtel, 1779.
3  Обычным продуктом этого гидролиза (преобразования сахарозы) является инвертный сахар, но здесь, как правило, употребляется название "виноградный сахар", поскольку раньше использовалось именно это выражение.

предыдущая часть Предыдущая глава   оглавление Оглавление   Следующая глава следующая часть