ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ МИКРОБИОЛОГИИ И МЕСТО МИКРООРГАНИЗМОВ В ОКРУЖАЮЩЕМ МИРЕ

В результате изучения данной главы студент должен: знать

  • • основные этапы развития микробиологии;
  • • роль и место микроорганизмов в природе; уметь
  • • проводить сопоставление этапов развития микробиологии с основными этапами развития общества;

владеть

  • • информацией о вкладе в развитие микробиологии выдающихся зарубежных и отечественных микробиологов;
  • • систематикой микроорганизмов.

Краткая история развития микробиологии

Название науки «микробиология», одной из биологических наук, произошло от трех греческих слов: mikros — малый, bios — жизнь и logos - учение. Иными словами, микробиология — это наука о живых маленьких существах.

Микробиология изучает строение, жизнедеятельность, закономерности и условия развития организмов, большинство из которых невозможно увидеть невооруженным глазом. Дело в том, что размеры микроорганизмов лежат за пределами человеческих возможностей (разрешающая способность человеческого глаза — 0,2 мм), поэтому увидеть микробов до изобретения микроскопа было невозможно. Современные микроскопы дают увеличение в 3000 раз. Электронная микроскопия позволяет различить объекты, отстоящие друг от друга на расстоянии 0,0002 мкм (микрометр — 0,001 мм) и даже ближе. Многие представители микромира имеют очень маленькие размеры: от 0,01 до 10 мкм, в отдельных случаях больше.

Не зная о существовании микроорганизмов, люди на протяжении тысячелетий широко использовали процессы их жизнедеятельности в своих целях: для приготовления различных кисломолочных продуктов, например кумыса, при производстве вина и пива, для получения уксуса, при силосовании кормов, во время вымачивания льна и др. Природа же этих процессов оставалась в течение многих веков неясной.

Также тысячелетиями людям были непонятны происхождение и причины различных болезней. Еще в V в. до н.э. греческий ученый Фукидид предположил, что заболевания вызывают мельчайшие живые частицы (contagium), проникающие через рог. К этому же выводу пришел в XVI в. выдающийся итальянский ученый Джироламо Фракасторо, писавший о «зародышах» болезней. Но увидеть их тогда еще не было возможным — не было микроскопа. Первый микроскоп был сконструирован в Голландии Гансом и Захарием Янсенами в 1590 г., но с его помощью можно было увеличить объект только в 32 раза, и это не позволяло увидеть микроорганизмы.

Джироламо Фракасторо (1478-1553)

Открытие микробов произошло только во второй половине XVII в., когда Антонио ван Левенгук, изобретатель-самоучка и крайне любознательный человек, сконструировал первый микроскоп, дающий увеличение в 300 раз, и впервые увидел микроорганизмы (правда, этого термина тогда еще не было). Левенгук, желающий выяснить, что же придает остроту семенам перца, обнаружил при микроскопировании «крошечных животных». Всю оставшуюся свою жизнь ученый посвятил изучению микромира, он описывал и в письмах направлял в Лондонское Королевское общество свои наблюдения. Позже, в книге «Тайны природы, открытые Антонием Левенгуком» (1695), он дал описание и рисунки многих микроорганизмов, обнаруженных им с помощью микроскопа в различных настоях, дождевой воде, на мясе и др. С открытия Левенгука начался период зарождения микробиологии как науки и ее становления.

Антонио ван Левенгук (1632-1723)

Возможность увидеть микроорганизмы убедила людей в их существовании и поставила вопрос о роли этих удивительных существ в окружающем мире. Но наука о микробах долгое время носила описательный характер. Только развитие химии и физики, разноплановые исследования окружающего мира, процессов в живой природе, функций растений и животных, их химического состава и протекающих в них процессов подготовили почву для развития микробиологии. К середине XIX в. был накоплен достаточный объем знаний о микроорганизмах. Наличие микроскопа и насущные проблемы выяснения природы болезней и порчи товаров, прежде всего продовольственных, способствовали развитию науки о микробах. Дело в том, что заразные заболевания и порча различных продуктов (например, таких как вино, пиво, ткани и др.) наносили большой экономический ущерб. Потеря прибыли всегда являлась и будет двигателем науки.

Интересно, но к тому времени еще был не до конца решен вопрос о происхождении жизни. Теория о самозарождении жизни долгое время занимала умы философов. Представление древних было живо более 2 гыс. лет. По Аристотелю, известные двоякодышащие рыбы возникали из нильского ила, насекомые — из экскрементов или упавших на листья капель росы. Фантазии и рассуждения о том, как жизнь возникает от объектов неживой природы, были безграничны (например, опыт, описанный Я. Б. ван Бельмонтом, о зарождении мышей из зерен пшеницы). В связи с открытием Левенгука интерес ученых к вопросу о происхождении жизни приобрел иное направление. Решение вопроса о возникновении жизни, о том, что все живое происходит только от живого (и микроорганизмы, и любые живые существа), долгое время служило импульсом исследования микроорганизмов.

Луи Пастер (1822-1895)

Следующий период развития микробиологии связан прежде всего с именем француза Луи Пастера. Этот блестящий ученый выполнил две диссертации — по химии и физике и в ходе исследований столкнулся с деятельностью микроорганизмов. Напряженная работа привела к установлению Луи Пастером природы процессов брожения и гниения, которые вызываются именно микроорганизмами. Причем он сумел доказать, что каждый вид брожения вызывается определенным видом возбудителей, например сахар превращается молочнокислыми микроорганизмами в молочную кислоту, а дрожжами — в спирт. Его открытия положили начало технической микробиологии, им была выяснена роль организмов в окружающей среде, выявлены анаэробные микроорганизмы, разработаны принципы асептики и антисептики.

Луи Пастер установил природу болезней вина и пива, показал, что они также являются результатом жизнедеятельности микроорганизмов. Он предложил метод предупреждения развития микроорганизмов, названный впоследствии пастеризацией, который используется и в настоящее время. Была изучена возможность стерилизацией (путем автоклавирования) обеспечить полное уничтожение микроорганизмов, что положило начало развития консервной промышленности.

Огромный вклад в развитие микробиологии внес немецкий исследователь Роберт Кох. Несмотря на большую нагрузку практикующего врача, Кох находил время для исследовательской работы. Чтобы быть в курсе научных открытий, он посещал съезды и конгрессы в Европе. Когда в 1873 г. в одной из близлежащих деревень вспыхнула эпидемия сибирской язвы, Кох провел целую серию опытов с возбудителем инфекции. Он не только смог изучить эти бактерии под микроскопом, но и определил оптимальную температуру их роста, изучил процесс спорообразования и даже воспроизвел передачу инфекции от животных к их потомству. На это ему потребовалось всего пять недель.

Работоспособности этого человека можно только удивляться. Кох открыл способ выделения чистых культур микроорганизмов из отдельных (изолированных) колоний на плотных средах, предложил способы окрашивания бактерий специальными красителями. Им были открыты возбудители тяжелейших заболеваний человека — туберкулеза и холеры. Введение плотных сред было для бактериологии поистине революционным: до этого использовались жидкие естественные субстраты, помет животных, ломтики плодов и овощей и др., из-за чего естественно возникали проблемы с получением чистых культур микроорганизмов. Благодаря Коху прозрачные плотные желатиновые питательные среды и агаровые пластинки нашли применение в бактериологических лабораториях.

Роберт Кох (1843-1910)

Опубликованные в 1881 г. в Кайзеровской службе здравоохранения сообщения Коха о разработанных бактериологических методах стали руководством для микробиологов всего мира. Каждый прием был обоснован и описан им в доступной форме. Выражаясь современным языком, эго была настольная книга микробиолога. Здравоохранение до настоящего времени основано на выдвинутых им принципах. Также Кох разработал микробиологический инструментарий и принципы его применения в исследованиях.

А далее началось так называемое золотое время бактериологии, когда было сделано множество открытий и усовершенствований. Интересно, что применение агара для приготовления твердых сред является заслугой жены Вальтера Хессе, которая знала, что с помощью агара можно сделать желе твердым, и предложила мужу (или он сам это решил — история об этом умалчивает) использовать его вместо желатина. Так желатиновые среды удачно были заменены на агаровые.

Используемые и в настоящее время стеклянные чашки были введены в практику в 1887 г. Юлиусом Рихардом Петри, с тех пор что-либо более удобное придумано не было. Было установлено, что котел с давлением, который изобрел Денис Папин в 1679 г. в Англии, является подходящим аппаратом для убивания спор — он стал прообразом автоклава. С 1871 г. стерилизацию стали проводить с помощью бактериальных фильтров. В 1884 г. датский фармаколог и патолог Ганс Христиан Грам предложил дифференцирующую окраску генциан-виолетом. Список открытий можно продолжать долго...

Работы Л. Пастера положили начало череде открытий: за 1874—1900 гг. были открыты возбудители нескольких десятков заболеваний человека и животных. А Пастер занялся проблемой борьбы с заразными заболеваниями. Он разработал способ предохранения организма от заболевания с помощью ослабленных микробных клеток — вакцинацию. В 1881 г. Пастер провел на ферме Пуй ле Фор (недалеко от Парижа) удивительный эксперимент: смертельной дозой сибиреязвенной палочки были заражены овцы, ранее вакцинированные и не вакцинированные. Выживание только привитых животных показало, что сделано гениальное открытие и человек сможет теперь противостоять инфекционным заболеваниям.

Александр Флеминг (1881-1955)

Изучение бешенства привело к созданию Пастером вакцины против этого страшного заболевания. Проблема оказалась в том, что бешенство вызывает не бактерия, а вирус, который невозможно было увидеть под микроскопом и который не размножается на искусственных средах. В Париже в 1888 г. был открыт специальный институт, ставший в дальнейшем мировым научным центром микробиологии и названный именем Луи Пастера. Удивительно то, что построен он был на деньги, полученные по международной подписке, — настолько был велик успех идей этого гения. Как только появилась возможность получать чистые культуры, возникла идея создания коллекций выделенных штаммов в различных лабораториях в разных странах.

В 1929 г. Александр Флеминг, работая с плесневым грибом — пенициллиумом, открыл продукт его жизнедеятельности и по названию плесени назвал вещество, которое она продуцирует, — пенициллин. Это положило начало эры антибиотикотерапии.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >