Опыты франческо реди и луи пастера. Опыты Ф

26.12.2023

Августин Бетанкур. Русский испанец. Вложения для бетанкур августин августинович Основатель экспертного дела в России

Принцип свободы совести и (или) право на свободу вероисповедания в контексте межконфессиональных отношений Авилов М

Религиозные учения всех времен и всех народов приписывали обычно появление жизни тому или другому творческому акту божества. Весьма наивно решали этот вопрос и первые исследователи природы. Аристотель (384 – 322 гг. до н. э.), которого часто провозглашают основателем биологии, придерживался теории спонтанного зарождения жизни. Даже для такого выдающегося ума древности, каким являлся Аристотель, принять представление о том, что животные - черви, насекомые и даже рыбы - могли возникнуть из ила, не представляло особых затруднений. Напротив, этот философ утверждал, что всякое сухое тело, становясь влажным, и, наоборот, всякое мокрое тело, становясь сухим, родят животных.

Согласно гипотезе Аристотеля о спонтанном зарождении, определенные “частицы” вещества содержат некое “активное начало”, которое при подходящих условиях может создать живой организм. Аристотель был прав, считая, что это активное начало содержится в оплодотворенном яйце, но ошибочно полагал, что оно присутствует также в солнечном свете, тине и гниющем мясе.

“Таковы факты – живое может возникать не только путем спаривания животных, но и разложением почвы. Так же обстоит дело и у растений: некоторые развиваются из семян, а другие как бы самозарождаются под действием всей природы, возникая из разлагающейся земли или определенных частей растений” (Аристотель).

Авторитет Аристотеля имел исключительное влияние на воззрения средневековых ученых. Мнение этого философа в их умах причудливо переплеталось с учением отцов церкви, зачастую давая нелепые и даже смешные на современный взгляд представления. Приготовление живого человека или его подобия, “гомункулуса”, в колбе, при помощи смешения и перегонки различных химических веществ, считалось в средние века хотя и весьма трудным и беззаконным, но, без сомнения, выполнимым делом.

Получение же животных из неживых материалов представлялось ученым того времени настолько простым и обычным, что известный алхимик и врач Ван-Гельмонт (1577 – 1644 гг.) дает рецепт, следуя которому можно искусственно приготовить мышей, покрывая сосуд с зерном мокрыми и грязными тряпками. Этот весьма удачливый ученый описал эксперимент, в котором он за три недели якобы создал мышей. Для этого нужны были грязная рубашка, темный шкаф и горсть пшеницы. Активным началом в процессе зарождения мыши Ван- Гельмонт считал человеческий пот.

Ряд сочинений, принадлежащих к XVI и XVII вв., подробно описывает превращение воды, камней и других неодушевленных предметов в пресмыкающихся, птиц и зверей. Гриндель фон Ах даже приводит изображение лягушек, образующихся из майской росы, а Альдрованд дает рисунки, показывающие, каким образом птицы и насекомые родятся из веток и плодов деревьев.

Чем дальше развивалось естествознание, чем большее значение в деле познания природы приобретали точное наблюдение и опыт, а не одни только рассуждения и мудрствования, тем более сужалась область применения теории самопроизвольного зарождения.

Доказательства несостоятельности теории витализма

Уже в 1688 году итальянский биолог и врач Франческо Реди, живший во Флоренции, подошел к проблеме возникновения жизни более строго и подверг сомнению теорию спонтанного зарождения. Доктор Реди простыми опытами доказал неосновательность мнений о самозарождении червей в гниющем мясе. Он установил, что маленькие белые червячки - это личинки мух. Проведя ряд экспериментов, он получил данные, подтверждающие мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни (концепция биогенеза).

“Убежденность была бы тщетной, если бы ее нельзя было подтвердить экспериментом. Поэтому в середине июля я взял четыре больших сосуда с широким горлом, поместил в один из них землю, в другой – немного рыбы, в третий – угрей из Арно, в четвертый – кусок молочной телятины, плотно закрыл их и запечатал. Затем я поместил то же самое в четыре других сосуда, оставив их открытыми… Вскоре мясо и рыб в незапечатанных сосудах зачервили; можно было видеть, как мухи свободно залетают в сосуды и вылетают из них. Но в запечатанных сосудах я не видел ни одного червяка, хотя прошло много дней, после того как в них была положена дохлая рыба” (Реди).

Таким образом, относительно живых существ, видимых простым глазом, предположение о самозарождении оказалось несостоятельным.

Но в конце XVII в. Кирхером и Левенгуком был открыт мир мельчайших существ, невидимых простым глазом и различимых только в микроскоп. Этих “мельчайших живых зверьков” (так Левенгук называл открытые им бактерии и инфузории) можно было обнаружить всюду, где только происходило гниение, в долго стоявших отварах и настоях растений, в гниющем мясе, бульоне, в кислом молоке, в испражнениях, в зубном налете. “В моем рту, - писал Левенгук, - их (микробов) больше, чем людей в соединенном королевстве”. Стоит только поставить на некоторое время в теплое место скоропортящиеся и легко загнивающие вещества, как в них сейчас же развиваются микроскопические живые существа, которых раньше там не было. Откуда же эти существа берутся? Неужели же они произошли из зародышей, случайно попавших в гниющую жидкость? Сколько, значит, должно быть повсюду этих зародышей! Невольно являлась мысль, что именно здесь, в гниющих отварах и настоях и происходит самозарождение живых микробов из неживой материи.

Это мнение в середине XVIII в. получило подтверждение в опытах шотландского священника Нидхэма, который брал мясной бульон или отвары растительных веществ, помещал их в плотно закрывающиеся сосуды и короткое время кипятил. При этом, по мнению Нидхэма, должны были погибнуть все зародыши, новые же не могли попасть извне, так как сосуды были плотно закрыты. Тем не менее, спустя некоторое время в жидкостях появлялись микробы. Отсюда указанный ученый делал вывод, что он присутствует при явлении самозарождения.

Однако против этого мнения выступил другой ученый, итальянец Спалланцани. Повторяя опыты Нидхэма, он убедился, что более продолжительное нагревание сосудов, содержащих органические жидкости, совершенно их обеспложивает. В 1765 году Ладзаро Спалланцани провел следующий опыт: подвергнув мясные и овощные отвары кипячению в течение нескольких часов, он сразу же их запечатал, после чего снял с огня. Исследовав жидкости через несколько дней, Спалланцани не обнаружил в них никаких признаков жизни. Из этого он сделал вывод, что высокая температура уничтожила все формы живых существ и что без них ничто живое уже не могло возникнуть.

Между представителями двух противоположных взглядов разгорелся ожесточенный спор. Спалланцани доказывал, что жидкости в опытах Нидхэма не были достаточно прогреты и там оставались зародыши живых существ. На это Нидхэм возражал, что не он нагревал жидкости слишком мало, а, наоборот, Спалланцани нагревал их слишком много и таким грубым приемом разрушал “зарождающую силу” органических настоев, которая очень капризна и непостоянна.

Таким образом, каждый из спорящих остался при своем мнении, и вопрос о самозарождении микробов в гниющих жидкостях не был разрешен ни в ту, ни в другую сторону в течение целого столетия. За это время было сделано немало попыток опытным путем доказать или опровергнуть самозарождение, но ни одна из них не привела к определенным результатам.

Вопрос запутывался все больше и больше, и только в половине XIX в. он был окончательно разрешен благодаря блестящим исследованиям гениального французского ученого Пастера.

В 1859 г. французская Академия объявила о присуждении премии тому, кто окончательно решит вопрос о возможности или невозможности самозарождения жизни. Эту премию получил в 1862 г. знаменитый французский химик и микробиолог Луи Пастер. Так же как Спаланцани, он прокипятил питательный бульон в стеклянной колбе, но колба была не обычная, а с горлышком в виде 5-образной трубки. Воздух, а следовательно и «жизненная сила», могли проникать в колбу, но пыль, а вместе с нею и микроорганизмы, присутствующие в воздухе, оседали в нижнем колене 5-образной трубки, и бульон в колбе оставался стерильным. Однако стоило сломать горло колбы или ополоснуть стерильным бульоном нижнее колено 5-образной трубки, как бульон начинал быстро мутнеть - в нем появлялись микроорганизмы.Таким образом, благодаря работам Луи Пастера теория самозарождения была признана несостоятельной и в научном мире утвердилась теория биогенеза, краткая формулировка которой - «все живое - от живого».

Однако, если все живые организмы в исторически обозримый период развития человечества происходят только от других живых организмов, естественно возникает вопрос: когда и каким образом появились на Земле первые живые организмы?

Теория возникновения жизни на Земле. С глубокой древности и до нашего времени было высказано бессчетное количество гипотез о происхождении жизни на Земле. Все их многообразие сводится к двум взаимоисключающим точкам зрения. Сторонники теории биогенеза (от греч. «био» - жизнь и «генезис» - происхождение) полагали, что все живое происходит только от живого. Их противники защищали теорию абиогенеза («а» - лат.отрицательная приставка); они считали возможным происхождение живого из неживого.

Многие ученые средневековья допускали возможность самозарождения жизни. По их мнению, рыбы могли зарождаться из ила, черви из почвы, мыши из грязи, мухи из мяса и т.д.

Против теории самозарождения в XVII в. выступил флорентийский врач ФранческоРеди. Положив мясо в закрытый горшок, Ф.Реди показал, что в гнилом мясе личинки мясной мухи не само зарождаются. Сторонники теории самозарождения не сдавались, они утверждали, что самозарождение личинок не произошло по той лишь причине, что в закрытый горшок не поступал воздух. Тогда Ф.Реди поместил кусочки мяса в несколько глубоких сосудов. Часть из них оставил открытыми, а часть прикрыл кисеей. Через некоторое время в открытых сосудах мясо кишело личинками мух, тогда как в сосудах, прикрытых кисеей, в гнилом мясе никаких личинок не было.

В XVIII в. теорию самозарождения жизни продолжал защищать немецкий математик и философ Лейбниц. Он и его сторонники утверждали, что в живых организмах существует особая «жизненная сила». По мнению виталистов (от лат. «вита» - жизнь), «жизненная сила» присутствует всюду. Достаточно лишь вдохнуть ее, и неживое станет живым.

Микроскоп открыл людям микромир. Наблюдения показывали, что в плотно закрытой колбе с мясным бульоном или сенным настоем через некоторое время обнаруживаются микроорганизмы. Но стоило прокипятить мясной бульон в течение часа и запаять горлышко, как в запаянной колбе ничего не возникало. Виталисты выдвинули предположение, что длительное кипячение убивает «жизненную силу», которая не может проникнуть в запаянную колбу.

Споры между сторонниками абиогенеза и биогенеза продолжались и в XIX в. Даже Ламарк в 1809 г. писал о возможности самозарождения грибков.

Эксперимент Пастера. Французская Академия наук в 1859 г. назначила специальную премию за попытку осветить по-новому вопрос о самопроизвольном зарождении. Эту премию в 1862 году получил знаменитый французский ученый Луи Пастер. Пастер провел эксперимент, соперничавший по простоте со знаменитым опытом Реди. Он кипятил в колбе различные питательные среды, в которых могли развиваться микроорганизмы. При длительном кипячении в колбе погибали не только микроорганизмы, но и их споры. Помня об утверждении виталистов, что мифическая «жизненная сила» не может проникнуть в запаянную колбу, Пастер присоединил к ней S-образную трубку со свободным концом. Споры микроорганизмов оседали на поверхности тонкой изогнутой трубки и не могли проникнуть в питательную среду. Хорошо прокипяченная питательная среда оставалась стерильной, в ней не наблюдалось самозарождения микроорганизмов, хотя доступ воздуха (а с ним и пресловутой «жизненной силы») был обеспечен. Пастер своими опытами доказал невозможность самопроизвольного зарождения жизни. Представлениям о «жизненной силе» - витализму - был нанесен сокрушительный удар.

Абиогенный синтез органических веществ. Эксперимент Пастера продемонстрировал невозможность самопроизвольного зарождения жизни в обычных условиях. Вопрос о возникновении жизни на нашей планете долгое время еще оставался открытым.

В 1924 г. известный биохимик академик А.И. Опарин высказал предположение, что при мощных электрических разрядах в атмосфере Земли, которая 4-4,5 млрд. лет назад состояла из аммиака, метана, углекислого газа и паров воды, могли возникнуть простейшие органические соединения, необходимые для возникновения жизни. Предсказание А.И. Опарина оправдались. В 1955 г. американский исследователь С.Миллер, пропуская электрические разряды напряжением до 60000 В через смесь СН 4 , NH 3 , H 2 и паров H 2 O под давлением в несколько паскалей при температуре +80°С, получил простейшие жирные кислоты, мочевину, уксусную и муравьиную кислоты и несколько аминокислот, в том числе глицин и аланин. Аминокислоты - это те «кирпичики», из которых построены молекулы белков. Поэтому экспериментальное доказательство возможности образования аминокислот и неорганических соединений - чрезвычайно важное указание на то, что первым шагом на пути возникновения жизни на Земле был абиогенный (небиологический) синтез органических веществ.

Франческо Реди (Francesco Redi , (18.02.1626, Ареццо - 01.03.1698, Пиза) - итальянский зоолог, врач, поэт, литератор, лингвист, историк, знаток различных областей естествознания, остроумный экспериментатор.

Франческо Реди

Биография

В городе Пиза изучал философию и медицину. Вернувшись в Ареццо, за свои заслуги в области исследования природы получил назначение на должность домашнего врача от Тосканского принца Фердинанда II, а также членство в Academia del cimento, также Реди являлся главным фармацевтом герцогства. Реди основательно изучил все труды по анатомии и физиологии, которые были известны до него.

Печатные труды

Принимал участие в составлении словаря «Academia della Crusca». Все его оригинальные печатные труды вышли во Флоренции в 1664-90 г. (7 томов) и Венеции в 1712-28 г. (7 томов). Самые известные:

«Опыты о размножении насекомых» (1668 г.)
«Наблюдения над животными, живущими в живых же животных» (1684 г.)

Обе книги были непосредственно связаны с обсуждением возможности самопроизвольного зарождения организмов. Реди также написал ряд трудов по медицине, опубликовал книгу о действии змеиного яда.

Эксперимент

При опытах с действием змеиного яда; доказал, что яд гадюки безвреден, если его проглотить.

Самозарождение

Самозарождение - спонтанное зарождение живых существ из неживых материалов; в общем случае, самопроизвольное возникновение живого вещества из неживого. В настоящее время общепризнано, что зарождение живых организмов невозможно, а возникновение живого вещества из неживого практически невозможно в современных природных условиях. Однако в науке активно обсуждаются возможные сценарии возникновения жизни на ранних этапах существования Земли .

Развитие теории самозарождения

Древний мир

С древних времён человечество решало вопросы происхождения жизни довольно однозначно. В том, что живое или, по крайней мере, низшие его представители, способны зарождаться сами по себе буквально из ничего, не было никаких сомнений. Сведения о том, как различные живые существа появляются из воды, грязи и гниющих остатков, можно найти в древних китайских и индийских рукописях, об этом также рассказывают египетские иероглифы и клинописи Древнего Вавилона. К примеру, народ Древнего Египта свято верил в существовавшее тогда убеждение о том, что лягушки, жабы, змеи и даже более крупные животные, такие как, например, крокодилы, рождаются не иначе как из слоя ила, остающегося на берегах Нила после его сезонных разливов. А в Древнем Китае люди полагали, что тля возникает сама по себе на молодых побегах бамбука. Причём немаловажное значение в этом процессе придавалось теплу, влаге и солнечному свету. В Вавилоне же люди верили, что черви появляются сами по себе в каналах.

Античность

Убеждения в спонтанном зарождении живых существ из неживых материалов было воспринято философами Древней Греции и Рима, как нечто само собой разумеющееся. Очевидно, что в отличие от восточных цивилизаций, для которых характерным было теологическое толкование происхождения жизни, в Древней Греции наблюдается эмпиризм доэволюционных научных теорий и практически полное отсутствие религиозного подтекста. В какой-то момент под идею о самозарождении стали подводить определённую теоретическую основу, толкуя её с материалистических или идеалистических позиций.

К примеру, древнегреческий философ - Фалес Милетский (конец VII-начало VI в. до н. э.), придерживавшийся стихийно-материалистических позиций, полагал, что жизнь есть свойство, присущее материи. Подобным материальным первоначалом, из которого естественным образом возник мир, по мнению Фалеса Милетского, была вода. Также придерживался материалистических принципов толкования самозарождения жизни другой древнегреческий философ Демокрит (460-370 гг. до н. э.), основатель атомистической теории. Он полагал, что всё на свете состоит из множества мельчайших неделимых частиц - атомов, а жизнь зарождается за счёт взаимодействия между собой сил природы - к примеру, за счёт взаимодействия атомов огня и влажной земли.

А древнегреческий философ-материалист Эмпедокл ( - гг. до н. э.) считал, что первые в мире живые организмы (а это, как он полагал, были растения), зародились в речном иле под влиянием внутреннего тепла Земли. Вслед за растениями появляются части животных: «„головы выходили без шей, двигались руки без ног, очи блуждали без лбов“, из соединения которых впоследствии появились первые животные организмы». Само же соединение происходило так: «Влекомые силой Любви эти части искали друг друга и слагались в целые живые существа, причём соединения частей происходили случайно, так что образовались чудовища в виде животных с человеческими головами, многоголовые создания и т. д. Но эти уродливые твари, по учению Эмпедокла, были неспособны к продолжительному существованию и волею Вражды должны были погибнуть, уступив место более гармонично устроенным организмам. С течением времени по законам Любви и Вражды получились формы, приспособленные к среде и способные к размножению». Примерно об этом же (только в форме художественного произведения) писал древнеримский поэт Лукреций Кар (ок. 98-55 гг. до н. э.) в поэме «О природе вещей».

Противоположного, идеалистического подхода к теории самозарождения жизни придерживался Платон (428-347 гг. до н. э.). Он полагал, что сама по себе животная и растительная материя ни в коем случае не является живой. Живой же она становится только после того как до неё снисходит бессмертная душа, «психея». Эта идея Платона оказалась более чем жизнеспособной, и после него оказалась воспринята его учеником Аристотелем, учение которого легло в основу всей средневековой научной культуры и просуществовало более 2-х тысяч лет. В своих трудах Аристотель приводит бесчисленное множество «фактов» самозарождения живых существ - растений, насекомых, червей, лягушек, мышей, некоторых морских животных - с указанием необходимых для этого условий - наличия разлагающихся органических остатков, навоза, испорченного мяса, различных отбросов, грязи. Под эти «факты» Аристотель даже подводил определённое теоретическое обоснование - он утверждал, что внезапное зарождение живых существ вызвано ни чем иным как воздействием некоего духовного начала на до того безжизненную материю. Но в то же время Аристотель выражает и вполне здравые мысли, близкие по своей сути к эволюционной теории: «Кроме того, возможно, что одни тела время от времени превращаются в другие, а те в свою очередь, распадаясь, претерпевают новые превращения, и таким образом развитие и распад уравновешивают друг друга». Также непременно стоит отметить, что Аристотель был первым учёным, высказавшим идею «лестницы существ» (от менее развитых и более примитивных к наиболее развитым, а в более широком понимании - от неживой природы к живой). Вот как выглядела «лестница» Аристотеля: 1) Человек; 2) Животные; 3) Зоофиты; 4) Растения; 5) Неорганическая материя.

При этом развитие живых существ происходит путём их восхождения по ступенькам лестницы от низших к высшим и осуществляется за счёт присущей материи склонности к самосовершенствованию. Как ни смешно это прозвучит, подобные идеи действительно были передовыми для V в. до н. э., прогрессивными по сравнению с ненаучным религиозным подходом. В отличие от прежних религиозных воззрений, теория самозарождения жизни носила уже не тео-, а космогеничный, светский характер. Роль бога в процессе зарождения жизни уже не казалась такой однозначной, что положило границу между религией и наукой и определило дальнейший путь развития науки вне религиозных догматов. А некоторые исследователи даже полагают, что в идеях Эмпедокла о зарождении жизни можно углядеть зачатки теории эволюции и естественного отбора с её идеями борьбы за существования и сохранения сильнейших видов.

Средние века

Для Средних веков характерен значительный регресс научного знания, связанный, в основном, с колоссальной властью церкви над всеми отраслями человеческой деятельности, а также с развитием христианской философии и формированием соответствующего, религиозного образа жизни и мышления. Ещё в III в. н. э. Плотин (глава философской школы неоплатоников) говорил о том, «что живые существа могли возникать из земли не только в прошлом, но возникают и сейчас в процессе гниения» под воздействием «животворящего духа » («vivere facit»), то уже в V веке н. э. идеи «живородящего духа» и «животворящей силы» оказались невостребованными, так как во главу угла встало христианство, предполагающее единый акт творения. Ко всему прочему, вся научная деятельность находилась под контролем церкви, что отнюдь не способствовало продуктивному научному творчеству и появлению новых достижений в области органического мира.

К XVI веку теория самозарождения живых организмов достигла своего апогея. В эпоху Возрождения в научном мире активно распространилась заимствованная из иудаизма легенда о големе или гомункулюсе-искусственно созданном из глины, земли или другой неживой материи при помощи магических заклинаний и обрядов человека. Парацельс (1493-1541 гг.) предлагал вот такой рецепт изготовления гомункула: взять «известную человеческую жидкость» (сперму) и заставить её гнить сначала 7 суток в запечатанной тыкве, а затем в течение сорока недель в лошадином желудке, ежедневно добавляя человеческую кровь. И в результате «произойдёт настоящий живой ребёнок, имеющий все члены, как дитя, родившееся от женщины, но только весьма маленького роста.»

Опровержение теории самозарождения

Опыты Франческо Реди

Иллюстрация из «Опытов по происхождению насекомых» Франческо Реди (1668)

Спалланцани продолжал волновать вопрос о размножении микроорганизмов. Наблюдая за ними в микроскоп, он не раз видел маленьких зверюшек, слипшихся между собой, но ему ни разу не удалось разглядеть сам процесс деления. Чуть позже этот процесс открыл другой учёный, де Соссюр , и Спалланцани пришёл в восторг от этого открытия.

В это же время англичанин Эллис выдвинул гипотезу о том, что микроорганизмы вовсе не делятся пополам, а размножаются как и всё живое - живорождением, утверждая даже что собственными глазами видел новых микробов, зарождающихся в теле старых. А так называемое деление - не что иное как раскол зверька надвое за счёт столкновения его с другим микроорганизмом.

Спалланцани и тут не растерялся - с помощью щёточки из верблюжьей шерсти он сумел отделить одного микроба от армии его собратьев и, путём непродолжительных наблюдений подтвердить открытие де Соссюра - на месте одного микроба на предметном стекле Спалланцани обнаружил четверых, хотя ни о каких столкновениях не могло быть и речи.

Таким образом, Ладзаро Спалланцани совершил ряд важнейших открытий, послуживших крупной вехой на пути развенчания теории самозарождения и на пути развития микробиологии вообще.

Опыты Луи Пастера

К тому моменту, когда французский учёный Луи Пастер (1822-1895) приступил к решению вопроса о происхождении микроорганизмов, он уже успел совершить ряд открытий в химии и микробиологии. В частности, ему принадлежит открытие пространственной изомерии, процесса брожения и пастеризации. На протяжении всей жизни его научная деятельность была так или иначе связана с промышленным производством, и именно ему Пастер был обязан большинством своих достижений.

Пастера, как и большинство учёных того времени, волновал вопрос о происхождении живых существ, изучению деятельности которых он отдал столько времени и сил. Он повторял опыты Спалланцани, но сторонники теории самозарождения утверждали, что для самозарождения микроскопических животных необходим натуральный, не нагретый воздух, т. к. по мнению виталистов нагревание убивало «животворящую» или «плодотворную» силу. Ко всему прочему они утверждали (впрочем, Пастер и сам это понимал), что для чистоты эксперимента необходимо, чтобы в сосуд, содержащий не нагретый воздух, не проникли дрожжевые грибки и вибрионы . Задача показалась Пастеру невыполнимой.

Но вскоре, заручившись помощью французского учёного Антуана Балара , известного на весь мир открытием брома, он сумел найти выход из этой затруднительной ситуации. Пастер поручил своим помощникам приготовить весьма необычные колбы - их горлышки были вытянуты и загнуты книзу наподобие лебединых шей (S-образно), Балар подсказал эту идею и выдул на огне первый экземпляр. В эти колбы он наливал отвар, кипятил его, не закупоривая сосуд, и оставлял в таком виде на несколько дней. По прошествии этого времени в отваре не оказывалось ни одного живого микроорганизма, несмотря на то, что не нагретый воздух свободно проникал в открытое горлышко колбы. Пастер объяснял это тем, что все микробы, содержащиеся в воздухе, просто-напросто оседают на стенках узкого горлышка и не добираются до питательной среды. Свои слова он подтвердил, хорошенько встряхнув колбу, так чтобы бульон ополоснул стенки изогнутого горлышка, и обнаружив на этот раз в капле отвара микроскопических животных.

Работы Пастера, казалось бы, не имеющие прямого отношения к медицине, послужили мощным толчком к ее развитию.

Микробы вызывают брожение. Это стало общеизвестно. Микробов начали искать всюду, и везде их находили. Но откуда они появляются, каково их происхождение?

Француз Ф. Пуше и другие ученые доказывали, что возможно самозарождение. В самом деле, сосуд с бульоном прокипятили, уничтожили микробов, а потом они снова обнаружились в бульоне. Откуда им взяться? Конечно, произошло самозарождение.

Французская Академия наук заинтересовалась этим явлением и назначила специальную премию тому, кто докажет истину. За дело взялся Пастер.

В бульоне завелись микробы? Что же здесь удивительного? Или сосуды были плохо закупорены и микробы проникли из воздуха, или бульон не был достаточно хорошо обеззаражен. В самом деле, если в тщательно обеззараженный бульон бросить маленький кусочек ваты, то в бульоне развиваются микробы.

Однако эти опыты показались противникам Пастера неубедительными. Они говорили, что кипячение убивает не только микробов, находящихся в жидкости, но и «воспроизводящую силу», необходимую для самозарождения, в воздухе над жидкостью. Вот, говорили противники Пастера, если бы в колбу с прогретой жидкостью все время поступал свежий воздух, а микробы все же не зародились, тогда бы мы поверили…

В ответ на это Пастер проделал остроумный опыт. Расплавив горлышки своих колб, он изогнул их в виде лебединой шеи; иногда горлышко сильно вытягивалось, изгиб повторялся несколько раз. Такие колбы заполняли бульоном, кипятили и после этого не затыкали пробкой и не запаивали. В них мог свободно входить свежий воздух, но пыль (а с ней и микроорганизмы) оседала на коленцах изогнутого горлышка, не проникая в колбу. Бульон оставался прозрачным.

Пастер занимался также исследованием болезни шелковичных червей. Эти исследования опять-таки благоприятно отразились на развитии медицины.

На юге Франции, славившемся шелководством, получали до 25 тысяч тонн шелка в год. В результате болезни шелковичных червей производство упало до 4 тысяч тонн.

После пяти долгих лет работы тайна болезни червей была раскрыта. Оказывается, ее вызвали микроорганизмы. Чтобы избавиться от болезни, Пастер предложил уничтожать заболевших бабочек и отложенные ими яйца (грены).

Работа по брожению, изучение болезней шелковичных червей подготовили солидный фундамент для исследования болезней животных и человека. Отправной рабочей гипотезой была четкая мысль: причина инфекционных болезней - микробы.

Луи Пастер
(1822–1895)

Клод Бернар
(1813–1878)

Вопрос о возникновении жизни волновал человечество на протяжении всей его истории. Долгое время самопроизвольное зарождение жизни считалось обычным способом появления живых существ из неживой материи. Еще Аристотель писал о том, что лягушки и насекомые зарождаются в сырой почве. Многие средневековые схоласты полагали, что черви и водоросли самозарождаются в стоячих водоемах, а личинки мух – в протухшем мясе.

Один из первых экспериментов, опровергающих самопроизвольное зарождение жизни, провел в1668 г. итальянский врач, лингвист и поэт Франческо Реди. Эксперимент Реди был простым: он оставлял кусочки мертвой змеи, рыбу и телятину в плотно закрытых и в незакрытых сосудах. В обоих сосудах происходило загнивание, но в открытых сосудах обнаруживались в большом количестве черви, в закрытых их не было. Реди доказал, что появлявшиеся в разлагающихся продуктах черви-личинки мух: «…Когда все мясо было съедено, черви начали энергично искать выход, но я закрыл все отверстия. На девятнадцатый день того же месяца некоторые червячки совсем перестали двигаться, как если бы они уснули, начали сморщиваться и постепенно принимать форму, напоминающую яйцо… Я отложил эти шары отдельно в стеклянные сосуды, тщательно прикрыл их бумагой, и к концу восьмого дня из каждого шара вышла муха…»

Рис. 2. Бактерии и мокроорганизмы, зарисованные Антони ван Левенгуком

Того же мнения придерживался и итальянский врач и естествоиспытатель Ладзаро Спалланцани – преподаватель университета города Реджо. Вслед за Франческо Реди он экспериментально показал, что микроорганизмы не способны к самопроизвольному зарождению. Наполнив несколько колб крепким бульоном, Спалланцани запаял входные отверстия, а затем вскипятил их содержимое на огне. В дальнейшем в большей части колб микроорганизмы не развивались. Однако оппоненты Спалланцини считали, что он провел свои опыты неверно, поскольку из-за кипячения воздух стал не пригоден для жизни. Кроме того, под воздействием высокой температуры разрушились какие-то жизненно важные молекулы, способствовавшие превращению неживой материи в живую.

Вильям Гарвей, английский врач, основоположник эмбриологии, провел эксперименты с куриными яйцами. Он покрывал яйца лаком, после чего их высиживала курица. Из экспериментов был сделан вывод – без доступа воздуха зародыши не развивались.

Споры о самозарождении живой материи из неживой не утихали до самой середины XIX века. Французская академия наук даже учредила специальную премию тому, кто разрешил бы этот вопрос.

20 апреля 1862 г. известный французский микробиолог и химик Луи Пастер совместно с физиологом Клодом Бернаром завершили простой, но очень элегантный опыт, поставивший окончательную точку в споре о самопроизвольном зарождении жизни. Первая серия опытов Пастера была посвящена улавливанию из воздуха мельчайших существ и их зародышей. «Следовательно, – говорил, он, – в воздухе имеются организованные тельца. Обладают ли они способностью к прорастанию и могут ли они переходить в растворы? Вот вопрос, который необходимо разрешить». Пастер пропускал через вату поток атмосферного воздуха, оседавшие на вате частицы переносились в раствор. Опыты подтвердили предположение о том, что микроорганизмы могут находиться в воздухе.

Следующая серия опытов демонстрировала разницу в количестве микроорганизмов на открытом воздухе и в помещении. Сосуды с легко разлагающимися растворами, имеющие вертикальные тонкие шейки, нагревались до кипения, затем шейки запаивались и отламывались. Поток горячего воздуха, вырывавшийся из сосуда, выносил вместе с собой пары и споры микроорганизмов. Затем партии таких сосудов оставлялись на некоторое время – одна партия в шкафу в подвале Парижской обсерватории, другая – во дворе. Во всех 11 сосудах, вскрытых во дворе, кишели микроорганизмы. И только в одном сосуде из тех, что стояли в подвале, они были обнаружены. Опыты, проведенные в горах, показали, что на больших высотах содержание бактерий в воздухе значительно меньше. Позже колбы были модифицированы, вытянутое горлышко изогнуто.

«Вот настойка из органического вещества, прозрачная, как дистиллированная вода, но в то же время легко подвергающаяся изменениям. Она была приготовлена сегодня. Завтра в ней уже появятся мельчайшие существа – маленькие инфузории или хлопья плесени.

Я помещаю часть этой настойки из органического вещества в сосуд с длинным горлышком. Предположим, что я сначала кипячу этот сосуд, а затем остужаю его. Через несколько дней в этой жидкости появится плесень или инфузории. Прокипятив эту жидкость, я уничтожаю зародыши, которые, возможно, находились в жидкости или на поверхности стенок сосуда. Однако как только эта настойка приходит в соприкосновение с воздухом, она немедленно изменяется, подобно всем настойкам…

Теперь предположите, что я повторяю этот опыт, но, прежде чем кипятить жидкость, при помощи паяльной лампы вытягиваю шейку сосуда, не запаивая ее отверстия. Затем я довожу жидкость в сосуде до кипения и охлаждаю ее. Жидкость в этом сосуде останется неизмененной не только в течение двух, трех, четырех дней, одного месяца или года, но в течение трех и четырех лет, так как вот уже четыре года, как у меня поставлен опыт такого рода, и жидкость до сих пор остается прозрачной. В чем же разница между этими двумя сосудами? Оба содержат одну и ту же жидкость, оба содержат воздух, оба открыты. Почему же в одном сосуде жидкость изменяется, а в другом не изменяется? Между этими двумя сосудами имеется только одно различие, а именно: в одном из них пыль, взвешенная в воздухе, и содержащиеся в ней зародыши проходят через горлышко сосуда и приходят в соприкосновение с жидкостью, в которой они находят пищу, обеспечивающую их развитие. Отсюда и появление микроскопических существ. В опыте же с другим сосудом, наоборот, невозможно или, во всяком случае, очень трудно, чтобы пыль, заключающая в себе зародыши, попала внутрь сосуда.

Куда же она попадает? Она скапливается в изгибе шейки. Когда воздух по законам диффузии и вследствие разницы в температуре попадает в сосуд, то, если эта разница не особенно велика, он входит в сосуд достаточно медленно для того, чтобы содержащаяся в нем пыль и все плотные частицы, попадая в шейку сосуда, задерживались в месте изгиба.

Этот опыт очень поучителен. Заметьте, что все, содержащееся в воздухе, кроме пыли, может легко проникнуть внутрь сосуда и прийти в соприкосновение с жидкостью. Представьте себе, что все, что имеется в воздухе, электричество, магнетизм, озон и все то, чего мы еще не знаем, все это имеет полную возможность прийти в соприкосновение с настойкой. Только одно не так-то легко может проникнуть в сосуд – это пыль, взвешенная в воздухе. Это очень легко доказать: стоит только резко встряхнуть сосуд, и через два–три дня в нем появятся инфузории и плесень. Почему? Потому, что движение воздуха было резким, и в своем движении он увлек за собой пыль.

Следовательно, господа, я могу сказать, показывая вам эту жидкость: вот я взял эту каплю воды, полную элементов, которые необходимы для развития низших существ. Я жду, я наблюдаю, я спрашиваю, требую от нее, чтобы она начала свою основную созидательную работу. Но она молчит! Она молчит уже в течение нескольких лет, прошедших с момента начала этого опыта. И это потому, что я удалил из нее и удаляю до сих пор единственное, что не может создать человек; я удаляю из нее зародыши, носящиеся в воздухе, я удаляю из нее жизнь, так как жизнь – это зародыш, и зародыш – это жизнь! Никогда теория самопроизвольного зарождения не поднимется после того смертельного удара, который нанес ей этот простой опыт».

Пастер и Бернар наливали молоко в круглодонные колбы, после чего надевали на них длинное S-образное изогнутое горлышко. Затем в течение 20–30 минут они нагревали содержащееся в колбах молоко до 60–70 °С. После этого колбы охлаждали и оставляли на открытом воздухе. Несмотря на то, что сосуды оставались на открытом воздухе сколь угодно долго, молоко в них не портилось. Дело в том, что тонкая трубка изолировала содержимое колбы от внешнего воздуха, благодаря оседавшему на ее внутренних стенках водяному пару. Образовавшаяся в результате его конденсации влага играла роль фильтра, не пропускавшего бактерии из окружающего колбу воздуха. Однако стоило отломить горлышко, как вскоре в колбе начинали развиваться бактерии, и молоко скисало. Это убедительно доказывало, что микроорганизмы распространяются по воздуху, а не самозарождаются в молоке. Если воздух, попадающий в колбы со стерилизованным молоком, свободен от бактерий, то они в нем никогда не заведутся.

За решение вопроса о невозможности самозарождения живых организмов из неживой материи Французская академия наук в 1864 г. присудила Луи Пастеру специальную премию. Более того, способ предохранения продуктов питания от порчи, использованный Пастером в своем эксперименте, получил название «пастеризация».

В 1875–1876 гг. эксперименты Пастера повторил известный английский физик Джон Тиндаль. Он последовательно нагревал жидкости до 100–120 °С с промежутками в 24 часа, повторяя эту процедуру 3–4 раза. Это позволило избавиться от бактерий, споры которых выдерживали нагревание до 100 °С. Такой способ стерилизации был назван «тиндализацией».

Абиогенный синтез органических веществ. Эксперимент Пастера продемонстрировал невозможность самопроизвольного зарождения жизни в обычных условиях.

Вопрос о возникновении жизни на нашей планете долгое время еще оставался открытым.

В 1924 г. известный биохимик академик А.И. Опарин высказал предположение, что при мощных электрических разрядах в атмосфере Земли, которая 4-4,5 млрд. лет назад состояла из аммиака, метана, углекислого газа и паров воды, могли возникнуть простейшие органические соединения, необходимые для возникновения жизни. Предсказание А.И. Опарина оправдались. В 1955 г. американский исследователь С.Миллер, пропуская электрические разряды напряжением до 60000 В через смесь СН4, NH3, H2 и паров H2O под давлением в несколько паскалей при температуре +80°С, получил простейшие жирные кислоты, мочевину, уксусную и муравьиную кислоты и несколько аминокислот, в том числе глицин и аланин. Аминокислоты - это те «кирпичики», из которых построены молекулы белков. Поэтому экспериментальное доказательство возможности образования аминокислот и неорганических соединений - чрезвычайно важное указание на то, что первым шагом на пути возникновения жизни на Земле был абиогенный (небиологический) синтез органических веществ.

На этой странице искали:

в чём заключается смысл опытов ф реди
какие условия необходимы для возникновения живых организмов по мнению древнегреческих философов
какие условия необходимы для возникновения живых организмов по мнению
гипотеза вечности жизни
что вам известно о гипотезе вечности жизни

Приложение 7. (к ОДС).

Практическая работа №1 к

Заполни кроссворд:

Ответы: 1. креационизм 2. пробионты 3. анаэробы 4. коацерваты 5. Пастер 6. Реди

7. Опарин 8. Миллер 9. гетеротрофы

Практическая работа № 2 к теме «Происхождение и развитие жизни на Земле».

Задание «Затерянный мир»

Рассмотрите рисунки. Установите, в какие геологические эры могли существовать представители растительного и животного мира:

Практическая работа № 3 к теме «Происхождение и развитие жизни на Земле» .

Часть 1
При выполнении заданий А 1 – А 19 в бланке ответов № 1 под номером выполняемого вами задания поставьте знак «×» в клеточку, номер которой соответствует номеру выбранного вами ответа.
А 1. Кто из названных ученых окончательно опроверг теорию самозарождения организмов?
1) Ч. Дарвин 2) Ж.Б.Ламарк 3) Л.Пастер
А 2. Суть теории самозарождения заключается в том, что она поддерживает идею:
1) возникновения живых организмов из неживых тел.
2) возникновения живого от живого.
3) создания живого высшими силами.
А 3. Убедительность опыта Пастера заключалась в том, что:
1) он преградил путь "жизненной силе", запаяв колбы с пита-тельной средой.
2) стерилизовал питательную среду и доказал, что в ней нет микроорганизмов.
3) доказал, что микроорганизмы могут быть занесены в пита-тельную среду только вместе с внешним воздухом.
А 4. Пастер доказал невозможность самозарождения организмов:
1) в течение всей истории Земли.
2) в настоящее время.
3) путем занесения жизни (спор, семян) из космоса.
А 5. Если два ученика спорят о путях возникновения жизни на Земле, и один отстаивает биогенный путь, а другой — абиогенный путь возникновения жизни, то кто из них прав?
1) оба правы 2) первый 3) второй
А 6. Если колбу с мясным бульоном, запаять и оставить на не-которое время в теплом месте, то в нем появятся микроор-ганизмы. Почему?
1) они зародились в бульоне, используя его как питательную среду для строительства собственного тела.
2) они проникли внутрь еще до запаивания колбы, а затем ста-ли размножаться в бульоне.
3) в бульоне есть некая "жизненная сила", способствующая развитию микроорганизмов.
А 7. В смеси Миллера содержались аммиак и метан. Почему эти вещества были необходимы для опыта?
1) он хотел доказать, что эти вещества содержались в составе первичной атмосферы Земли.
2) он хотел доказать невозможность зарождения жизни в пер-вичной атмосфере Земли.
3) он хотел доказать возможность синтеза органических соеди-нений в условиях первичной атмосферы Земли.
А 8. Какая реакция лежит в основе образования аммиака?
1) реакция углекислого газа с азотом.
2) реакция воды с азотом.
3) реакция водорода с азотом.
А 9. Одним из важнейших этапов возникновения жизни можно считать:
1) появление аминокислот.
2) появление углеводов.
3) появление нуклеиновых кислот.
4) появление липидов.
А 10. Согласно теории креационизма, жизнь:
1) существовала всегда

А 11. Согласно теории стационарного существования, жизнь:
1) существовала всегда
2) возникла неоднократно из неживого вещества
3) была создана сверхъестественным существом в определенное время
4) возникла в результате процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам
А 12. Согласно теории самопроизвольного зарождения, жизнь:

3) была создана сверхъестественным существом в определенное время
4) возникла в результате процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам
А 13. Согласно теории панспермии, жизнь:
1) возникла неоднократно из неживого вещества
2) занесена на нашу планету извне
3) была создана сверхъестественным существом в определенное время
4) возникла в результате процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам
А 14. Впервые в 1668 г. доказал невозможность самопроизвольного зарождения жизни:

А 15. Окончательно в 1860 г. доказал невозможность появления живого из неживого (абиогенез) в современных условиях на Земле:
1) Ф.Реди 2) Л.Пастер 3) А.Левенгук 4) Л.Спалланцани
А 16. Главное предположение Л.Пастера в опытах с прокипяченным мясным бульоном, помещенным в колбу с S-образным горлышком, заключалось в том, что микроорганизмы:
1) погибают, попав в неблагоприятные условия
2) переносят неблагоприятные условия, образуя перед этим споры
3) образуются из спор, переносимых по воздуху
4) перестают размножаться, попав в неблагоприятные условия
А 17. Впервые в 1924 г. высказал предположение об абиогенном происхождении органических веществ на Земле и сформулировал коацерватную гипотезу:
1) Дж.Холдейн 2) А.Опарин 3) С.Миллер 4) Дж.Бернал
А 18. Лабораторный синтез органических веществ из неорганических осуществили в 1953 г.:
1) С.Миллер, Г.Юри 2) А.Опарин, Дж.Холдейн 3) С.Фокс, С.Миллер 4) Дж.Холдейн, Г.Юри
А 19. Самопроизвольное зарождение жизни на Земле в наше время представляется маловероятным, потому что:
1) на Земле слишком мало действующих вулканов
2) не хватает ультрафиолетового излучения, чтобы обеспечить процесс энергией
3) электрическая активность атмосферы является недостаточной для синтеза соединений
4)если бы и образовались какие-либо химические соединения, из которых могла бы возникнуть жизнь, то они мгновенно были бы окислены или поглощены существующими организмами.

Приложение 8 (к ОДС).

Зачетная работа.

← предыдущая13следующая →

Смотреть полностью

Владислав зубок неудавшаяся империя советский Союз в холодной войне от Сталина до Горбачева Москва 2011

Документ

… на окружающий мир сквозь призму представлений , сформиро … жизни , который первоначально … . Противоположный взгляд на ту же проблему см.: ТаубкинД … возникновение , развитие , исторический финал / Под ред. Ю. Н. Афанасьева. М, 1997. Т. 2. С. 560, 562. Заключение На …
Ирина Владимировна Лукьянова Корней Чуковский

Документ

… развитии », … сформировала … проблем … Первоначально перед студией действительно стояла задача … возникновение … учащие и учащиеся … различны . Единственное общее у нас – да и то на самый поверхностный взгляд … жизни на земле , не срослось еще намертво с представлением …
Нюрнбергский процесс сборник материалов в 8-ми тома) том

Литература

… Первоначально одной из основ-ных функций гестапо являлось предотвращение возникновения … различных областях национальной жизни … На основании представленных доказательств можно счи-тать доказанным, что цели, задачи … сформированы … наших взглядах » на тот …
Игорь Анатольевич Дамаскин

Документ

… на различные …

на развитие … на совместном заседании сформировали её задачи … что возникновение … на земле жизнь Мата Хари продолжилась на … капеллой» первоначально именовалась … М. Суслов на представлении КГБ … союз учащихся . … первого взгляда и на всю жизнь . … проблем . …
В. Б. Боброва Общая редакция и вступительная статья

Документ

… различных периодов в истории развития … на Земле … на структуре потребления, и на объеме сбережений, и на взглядах на … учащихся … на первоначальную … . Задача коммуникатора ¾ сформировать убежденность … мере возникновения новых проблем и … на представлениях о хорошей жизни …
М. Л. Журавин 4; 10. 3; 10. 4 совместно с О. В. Загрядской; 10. 5; 10. 6 совместно

Документ

… Возникновение … землей … образа жизни , развития у … взглядов на возможность развития … проблему … учащимися , сообще-нием задач урока, внешним видом и поведением перед строем, умением пользоваться различными … -но, первоначально в Москве … сформировать представление …

Другие похожие документы..

Опыты франческо реди и луи пастера. Опыты Ф

Читайте также

Биография

Печатные труды

Эксперимент

Развитие теории самозарождения

Древний мир

Античность

Средние века

Опровержение теории самозарождения

Опыты Франческо Реди

Опыты Луи Пастера

На этой странице искали:

Владислав зубок неудавшаяся империя советский Союз в холодной войне от Сталина до Горбачева Москва 2011

Ирина Владимировна Лукьянова Корней Чуковский

Нюрнбергский процесс сборник материалов в 8-ми тома) том

Игорь Анатольевич Дамаскин

В. Б. Боброва Общая редакция и вступительная статья

М. Л. Журавин 4; 10. 3; 10. 4 совместно с О. В. Загрядской; 10. 5; 10. 6 совместно