Краткая история биологии - Азимов Айзек

Пастер наметил пути борьбы с сибирской язвой, смертельной болезнью, которая уничтожала стада домашних животных. Он нашел возбудителя заболевания и доказал его принадлежность к особому виду бактерий. Пастер нагревал препарат из бактерий, чтобы уничтожить их способность вызывать болезнь (патогенность). Введение в организм животного ослабленных (аттенуированных) бактерий приводило к образованию антител, способных противостоять исходным патогенным бактериям.

В 1881 г. Пастер поставил чрезвычайно показательный опыт. Для эксперимента было взято стадо овец, одной части которых ввели ослабленных бактерий сибирской язвы, а другая осталась непривитой. Через некоторое время всех овец заразили патогенными штаммами. У привитых овец не было обнаружено каких-либо признаков заболевания; непривитые овцы заболели сибирской язвой и погибли.

Сходные методы применял Пастер для борьбы с куриной холерой и, что особенно показательно, с одной из самых ужасных болезней — бешенством (или водобоязнью), передающимся человеку от зараженных диких или домашних животных.

Успех микробной теории Пастера возродил интерес к бактериям. Немецкий ботаник Фердинанд Юлиус Кон (1828–1898) изучал под микроскопом растительные клетки. Он показал, например, что протоплазмы растительной и животной клеток, в сущности, идентичны. В 60-х годах XIX столетия он обратился к изучению бактерий. Крупнейшей заслугой Кона было установление растительной природы бактерий. Он впервые четко отделил бактерии от простейших и попытался систематизировать бактерии по родам и видам. Это позволяет считать Кона основоположником современной бактериологии.

Кон первым заметил дарование молодого немецкого врача Роберта Коха (1843–1910). В 1876 г. Кох выделил бактерию, вызывающую сибирскую язву, и научился ее выращивать. Поддержка Кона, ознакомившегося с работой Коха, сыграла важную роль в жизни великого микробиолога. Кох культивировал бактерии на твердой среде — желатине (который позднее был заменен агаром, добываемым из морских водорослей), а не в жидкости, наливаемой в пробирки. Это техническое усовершенствование дало массу преимуществ. В жидкой среде бактерии различных видов легко смешиваются, и трудно установить, какая именно вызывает ту или иную болезнь. Если культуру нанести в виде мазка на твердую среду, отдельные бактерии, многократно делясь, образуют колонии новых клеток, строго фиксированные в своем положении. Даже если исходная культура состоит из смеси различных видов бактерий, каждая колония является чистой культурой клеток, что позволяет совершенно точно определить вид болезнетворных микробов. Сначала Кох наливал среду на плоский кусок стекла, но его ассистент Юлиус Рихард Петри (1852–1921) заменил стекло двумя плоскими мелкими стеклянными чашками, одна из которых служила крышкой. Чашки Петри и сейчас широко применяются в бактериологии. Используя разработанный метод выделения чистых микробных культур, Кох и его сотрудники выделили возбудителей многих болезней, в том числе туберкулеза (1882).

Насекомые

Возбудителями инфекционных заболеваний являются не только бактерии. Недаром Пастер назвал свою теорию микробной: он имел в виду микробы вообще, а не только бактерии. Например, в 1880 г. французский врач Шарль Луи Альфонс Лаверан (1845–1922) открыл возбудителя малярии — заболевания, от которого в тропиках и субтропиках гибло больше людей, чем от какого-либо другого. Это открытие было особенно интересно тем, что возбудителем оказалась не бактерия, а простейшее, одноклеточное животное. В 60-х годах XIX в. немецкий зоолог Карл Фридрих Рудольф Лейкарт (1822–1898), изучая беспозвоночных, обратил внимание на тех из них, которые вели паразитический образ жизни. Работы Лейкарта заложили основы науки о паразитах — паразитологии. Лейкарт доказал, что все типы беспозвоночных имеют паразитов. Некоторые из них живут в организме человека, а такие, как гельминты (сосальщики, круглые и ленточные черви) — животные далеко не микроскопических размеров, — вызывают серьезные заболевания. Затем было установлено, что даже те многоклеточные животные, которые не являются непосредственными возбудителями болезней, могут оказаться переносчиками инфекции. Малярия была первым заболеванием, переносчик которого был найден. Легко можно было показать, что малярия не распространяется при непосредственном контакте с больными. В 1897 г. английский врач Рональд Росс (1857–1932), изучавший комаров как предполагаемых переносчиков малярии, обнаружил малярийного паразита в комарах рода Anopheles.

Это открытие принесло огромную пользу, так как прояснило наиболее слабо изученное звено в цепи передачи инфекции. Оказалось, что, прежде чем попасть в организм человека, паразит должен пройти определенные стадии развития в комаре. Отсюда вывод: для борьбы с малярией необходимо избавиться от комаров. Почему бы не спать под пологом, не пропускающим комаров? Почему бы не осушать болота? И именно там, где эти меры были широко проведены, случаи заболевания малярией стали реже.

Другой смертельной болезнью, которая на протяжении XVIII и XIX вв. периодически косила население восточного побережья Соединенных Штатов, была желтая лихорадка. Американский военный хирург Уолтер Рид (1851–1902) установил, что желтая лихорадка не передается при прямом контакте с больным, и на основе работы Росса предположил, что и в этом случае переносчиком является комар, но уже рода Aëdes[1]. Врачи, работавшие с Ридом, дали искусать себя комарам, которые насосались крови больных лихорадкой. Некоторые из них заболели, а один, молодой врач Джесс Уильям Лазир (1866–1900), умер от желтой лихорадки, пожертвовав собой ради блага человечества. Картина передачи заболевания была, таким образом, выявлена. Другой военный хирург, Уильям Кроуфорд Горгас (1854–1920), провел ряд мероприятий по борьбе с комарами для уничтожения желтой лихорадки в Гаване. Затем его перевели в Панаму, где Соединенные Штаты пытались осуществить то, что не удалось Франции, — построить канал. Высокая смертность строителей канала от желтой лихорадки была, пожалуй, страшнее технических трудностей. Горгас повел борьбу с комарами и пресек распространение заболевания.

Оказалось, что комары были не единственными претендентами на роль главного злодея. В 1902 г. французского врача Шарля Жана Анри Николя (1866–1936) назначили директором Пастеровского института в Тунисе. Там он изучал опасное и высокоинфекционное заболевание — сыпной тиф. Николь обратил внимание на то, что болезнь, чрезвычайно заразная за пределами больницы, в больничных палатах быстро теряла свою инфекционность. Перед поступлением больные обязаны были снимать одежду и мыться в бане с мылом. Николь предположил, что источник инфекции гнездится где-то в одежде и удаляется с тела при мытье. Поставив ряд опытов на животных, ученый доказал, что заболевание передается только через укусы платяных вшей[2].

В 1906 г. американский патолог Говард Тэйлор Риккетс (1871–1910) установил, что пятнистая лихорадка Скалистых гор передается через укус клещей крупного рогатого скота.

Факторы питания

На протяжении последней трети прошлого века микробная теория владела умами большинства врачей, но находились и такие, которые придерживались иного мнения. Немецкий патолог Вирхов — самый знаменитый противник пастеровской теории — считал, что болезни вызываются скорее расстройством в самом организме, чем внешними агентами. Заслугой Вирхова было то, что за несколько десятков лет работы в берлинском муниципалитете и национальных законодательных органах он добился таких серьезных улучшений в области гигиены, как очистка питьевой воды и создание эффективной системы обеззараживания сточных вод. В этой области очень много сделал и другой ученый — Петтенкофер. Он и Вирхов могут считаться основателями современной социальной гигиены (изучение профилактики заболеваний в человеческом обществе).