Союз на всю жизнь

Спустя пару лет два американца по имени Салмон и Смит установили, что для иммунизации достаточно даже мертвых микроорганизмов. Фанни, жена саксонского врача Вальтера Хессе, обнаружила, что гелеобразующее вещество агар отлично подходит для того, чтобы выращивать на нем бактерии. Ассистент Коха Рихард Петри изобрел названные его именем чаши, используемые по настоящее время в каждой лаборатории, изготавливаемые первоначально из стекла, сегодня из пластмассы. В 1882–1884 годах украинец Илья Мечников обнаружил сначала у морских звезд, а затем у позвоночных животных клетки, которые пожирали бактерии и другие инородные тела. Пауль Эрлих в то же время описывал влияние антител на защиту от болезней. Они стали открывателями важнейших компонентов иммунной системы и были первыми, кто выявил, что между животными и человеческими организмами существуют активные взаимодействия.

Даже смертельное действие, которое оказывают некоторые грибные культуры на бактерии, было описано уже в 1874 году английским врачом Уильямом Робертсом. Однако прошло еще почти семьдесят лет, до тех пор пока с помощью пенициллина и стрептомицина были произведены первые добываемые из таких грибов антибиотики. Вскоре такие возбудители болезней, которые не могли быть выцежены из жидкостей при помощи фильтров тонкой очистки, были определены как «вирусы», несмотря на то что выявить первый вирус под ультрафиолетовым микроскопом удалось лишь в 1925 году.

История микробиологии до Роберта Коха характеризуется сильным размахом. Было важно, какую роль микроорганизмы играют для человека. Если во времена Левенгука они считались просто любопытными организмами из-за крошечных размеров, но абсолютно несущественными для повседневной жизни, то к концу XIX века они стали чем-то совершенно иным. Врагами, злодеями, болезнетворцами, вредителями, которых необходимо уничтожать. Этой борьбе ученые уделяли много внимания. Среди них был Пауль Эрлих, который в 1912 году в Берлине открыл первый специфический медикамент сальварсан, действующий против инфекционной болезни сифилис. Кроме одноклеточных организмов, которые в то время были определены как продуценты пива, вина и квашеной капусты, вряд ли кому-нибудь придет в голову хотя бы одно исключение. Есть мнение о том, что инфицированное считается нездоровым, стерильное, напротив, если уж не хорошим, то все же по крайней мере – безопасным, собственно, до сих пор не многое изменилось. Слово «антибактериальный» по-прежнему один из самых убедительных коммерческих аргументов для продажи мыла и чистящих средств любого рода.

Полезные микроорганизмы?

О том, что бактерии и другие микроорганизмы могут быть вполне полезными, ученые узнали очень скоро после того, как Сергей Виноградский примерно в 1890 году объяснил круговорот азота в природе и определил однозначную роль, которую почвенные бактерии играют для естественного азотного удобрения. В рамках своих исследований он также обнаружил бактерии, которые могли получать энергию из железистой соли, сероводорода или аммиака. А в 1907 году Мечников годом позднее получил Нобелевскую премию за свои открытия в области иммунных исследований. Ученый предположил, что бактерии, которые попадают в кишечник человека с пищей, полезны и продлевают жизнь (подробнее см. в главе 18).

Наибольшей пользой для ученых, исследующих микроорганизмы, немного погодя стала их пригодность в качестве предмета изучения и инструмента наблюдения. Это довольно маленький, недорогой, легко доступный, манипулируемый, быстро растущий экспериментальный материал. На них можно было отрабатывать проблемы биологии – например, вопросы сексуальности, обмена веществ, экологии, генетики мутации и изменчивости.

Уже в 1900 году Мартин Бейеринк предположил, что бактерии и грибы гораздо лучше подходят для того, чтобы исследовать закономерности наследования, чем растения или животные. Он основал в Делфте – родном городе Левенгука – нидерландскую школу микробиологии. Там при помощи биохимических методов начали проводить исследования жизненных процессов, ферментативных действий и закономерностей наследования микроорганизмов. В Калифорнии в 1936 году благодаря перекрестным исследованиям гриба рода Neurospora были открыты первые генетические карты. Инфицирующие бактерии вирусы, так называемые фаги, пару лет спустя позволили шагнуть вперед в вопросах молекулярной генетики. Кульминацией стала расшифровка структуры ДНК Джеймсом Уотсоном, Фрэнсисом Криком и Розалинд Франклин в 1953 году. После этого бактерии и их генетический материал стали важнейшим объектом исследований таких генетиков, как Жак Моно Франсуа Жакоб и многих других, которые по ним мало-помалу изучали, как организованы гены и каким образом они управляются.