История философии. Опыты франческо реди

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 в 1668 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...»

В конце XVII века голландский натуралист Антони ван Левенгук, создал первый микроскоп и обнаружил микроорганизмов, или «анималькулей». Наблюдая их, он высказал предположение, что эти организмы образуются из себе подобных

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».

Согласно теории креационизма , жизнь возникла под воздейст-вием каких-то сверхъестественных сил. Поскольку наука изучает только те явления, которые может наблюдать и проверять сама, она не может как признать, так и опровергнуть теорию креационизма.

Представления о самозарождении жизни были широко распро-странены ещё в Древнем Китае , Вавилоне и Древнем Египте . Аристотель также был сторонником этого предположения.

До второй половины XVII в. существовали представления, согласно которым живые организмы могут возникать не только от своих предков биогенным путём, но и при благоприятных условиях — из неорганических веществ абиогенным путём. Напри-мер, были широко распространены мифические представления о том, что крокодилы могут возникать из ила, львы и тигры — из камней пустыни , мыши — из грязной одежды (рис. 53).

Опыт Франческо Реди

В 1688 г. итальянский учёный Ф. Реди доказал на опыте невозможность самозарождения жизни. Он оставил открытыми отдельные сосуды с мясом, а остальные закрыл марлей (рис. 54).

В сосудах, закрытых марлей, личинок мух не было, а на мясе в открытых сосудах их возникло бесчисленное множество. Таким образом, с помощью простого опыта было доказано, что личинки мух не могут самозародиться на гнилом мясе, а появляются из отложенных мухами яиц . Ф. Реди на опыте доказал, что в настоящее время жизнь может развиться биогенным путём только из существующих жизненных форм.

Опыт Луи Пастера

В середине XIX в. французский учёный Луи Пастер также доказал невозможность самозарождения микроорганизмов.

Он подвергал длительному кипячению в колбе с открытым горлышком питательную среду , в которой могли размножаться микроорганизмы. Через несколько дней в колбе наблюдалось размножение микроорганизмов (в результате попадания в неё бактерий и их спор). В следующем опыте, чтобы микроорганизмы и их споры не могли проникнуть в содержимое колбы извне, на её горлышко он насадил тонкую S-образную стеклянную трубочку (рис. 55). В результате микроорганизмы и их споры оседали в изгибах трубочки и не могли проникнуть внутрь колбы. Микроорганизмы и их споры, находившиеся в содержимом колбы, погибали при длительном кипячении, жидкость оставалась стерильной, и в ней не появлялись микроорганизмы.

Опыты Пастера имели огромное практическое значение, так как открыли возможности для консервации пищевых продуктов, пастеризации молочных продуктов, стерилизации ран и хирургических инструментов в медицине.

Согласно теории панспермии , жизнь существует вечно и кочует от планеты к планете. Сторонниками этой теории были знаменитый шведский физик, лауреат Нобелевской премии С. Аррениус, украинский учёный В. И. Вернадский, известный американский биофизик и генетик, лауреат Нобелевской премии Ф. Крик и др. По мнению этих учёных, жизнь изначально появилась не на Земле, а возникла на одной из планет и была занесена на Землю вместе с метеоритом или под воздействием световых лучей и при благоприятных условиях развилась от простых организмов к сложным. Исследования, проведённые в космосе российскими и американскими космо-навтами, не дали положительных данных о наличии «жизненных частиц» в границах Солнечной системы . Ни в космосе, ни в почве , доставленной с Луны , ни в метеоритах до сих пор не найдены споры бактерий или иные убедительные «жизненные частицы». Материал с сайта

Американским учёным удалось создать в лаборатории искусст-венные условия планеты Марс . В этих условиях путём воздействия на смесь водяных паров, метана, аммиака и оксидов углерода ультрафиолетовыми лучами при наличии почвы и пылевидного стекла они получили простые органические соединения. Однако в связи с отсутствием в атмосфере Марса свободного азота синтез аминокислот в этих условиях невозможен. По мнению американского учёного Ф. Крика, жизнь была сознательно занесена на Землю с планет другой космической системы. Однако фактов, подтверждаю-щих или опровергающих подобные взгляды, недостаточно. Таким образом, теория панспермии также не решила проблему возникновения жизни . Даже если признать, что жизнь зародилась за предела-ми Земли и только потом попала на неё, все же остаётся неизвестным, каким путём она возникла в другом месте.

Теория биохимической эволюции жизни начала формироваться в 20-30-х годах XX в. Согласно этой теории, климатические условия Земли на начальных этапах её развития сильно отличались от современных. В этих условиях, прежде всего абиогенным путём, синтезировались простые органические соединения, которые, постепенно усложняясь в результате химической эволюции, прев-ращались в простейшие жизненные формы. После этого началась

Другим известным членом академии Чименто стал арстинец Франческо Реди (1626-1698), который выступил с решительной критикой теории самозарождения. В работе "Опыты о размножении насекомых " Реди пишет: "По мнению древних и современных ученых, всякий гниющий и разлагающийся труп или грязь иного рода порождает червей; поэтому я, решив выяснить истину, в начале июня попросил умертвить трех змей из тех, которых называют змеями Эскулапа; мертвых их я поместил в открытый ящик, с тем, чтобы они там разлагались; прошло немного времени, и я увидел, что они все покрыты червями конусной формы без единой ноги, насколько можно было увидеть глазами, и эти черви, пожирая мясо, росли на глазах". Тем самым Реди словно бы подтверждает теорию самозарождения. Но далее он пишет, что, повторяя эксперимент, он "почти всегда видел на мясе, рыбе и вокруг... не только червей, но и личинки, из которых выводятся черви. Эти личинки появлялись из испражнений мух, оставляемых на рыбе или мясе. Это уже было отмечено и составителями словаря нашей Академии, и охотниками на диких зверей, и мясниками, и домохозяйками, которые, чтобы предохранить летом мясо от всякой дряни, кладут его под сетку от мух или покрывают куском белой ткани. Великий Гомер в девятнадцатой книге «Илиады» описывает опасения Ахилла, когда он собирался отомстить Гектору за смерть друга: как бы мухи не развели червей в ранах мертвого Патрокла... И сердобольная мать пообещала ему, что с божьей помощью она не допустит к телу Патрокла полчища несущих нечистоты мух; и вопреки законам природы она сохранит его целым и невредимым в течение года... Вот почему, - продолжает Реди, - я начал сомневаться и думать, не из яиц ли мух появляются черви, а не из самого прогнившего мяса; и я тем более утверждался в своем мнении, когда во всех своих опытах видел, что на мясо, прежде чем оно покрывалось червями, всегда садились такие же мухи, которые потом рождались. Но сомнение было бы бесплодным, если бы не подтверждалось опытом. Поэтому в июле я положил в четыре фляги с широким горлом змею, несколько речных рыб. несколько угрей из р. Арно и кусок телятины; затем, закрыв, как следует, горлышки бумагой, перевязал веревкой и запечатал, я положил в другие такие же фляги те же предметы и оставил горлышки открытыми; прошло совсем немного времени, и рыбы и мясо в открытых флягах покрылись червями, и видно было, как в эти сосуды свободно влетали мухи. Но в закрытых флягах я не увидел ни одного червя, хотя прошло много месяцев с того дня, когда туда были положены рыбы и мясо; но снаружи я несколько раз находил на бумаге испражнения мух или червяка, которые всячески пытались найти какую-нибудь дырочку, чтобы проникнуть внутрь и полакомиться".

Но вернемся к Гарвею. Доказанная им теория кровообращения дала важный результат. Но, как всегда, теория решает одну проблему и создает другие. Теория Гарвея предполагала наличие капиллярных сосудов между артериями и венами, но Гарвей их не видел. Он не мог увидеть их, потому что для этого необходим микроскоп. Марчелло Малъпиги (1628-1694) с помощью микроскопа в 1661 г. обнаружил кровь в капиллярах легких лягушки. Неутомимый и гениальный исследователь, в 1669 г. Мальпиги был избран членом Королевского общества. Используя экспериментальную технику, он изучал легкие, язык, мозг, образование эмбриона в яйце курицы и т. д. В 1663 г. Роберт Бойль (1627-1691), вливая подкрашенные жидкости и жидкий воск, установил направление капилляров. "Отец" микроскопов Антон Левенгук (1623-1723) (он конструировал микроскопы разной мощности, вплоть до двухсоткратного увеличения) наблюдал движение крови в капиллярах хвоста головастика и лапки лягушки.

Бабочки, конечно, ничего не знают о змеях. Зато о них знают птицы, охотящиеся на бабочек. Птицы, плохо распознающие змей, чаще становятся...