Биологический каталог




История биологии с древнейших времен до начала XX века

Автор Л.Я.Бляхер, Б.Е.Быховский, С.Р.Микулинский и др.

ервой половине XIX в. была провозглашена новая, биологическая теория брожения. Однако она сразу же натолкнулась на оппозицию в лице сторонников химической природы брожения — Берцелиуса, Митчерлиха и Либиха. Между сторонниками и противниками биологической доктрины брожения завязалась длительная борьба, которая завершилась победой биологической теории благодаря исследованиям Л. Пастера.

Проблема самозарождения микроорганизмов

Открытие мира микробов послужило новым источником доводов в пользу теории самозарождения, поскольку спонтанное возникновение таких мелких и просто организованных существ, как микробы, казалось само собой разумеющимся.

Острая и длительная дискуссия между Л. Спалланцани и Д. Нид-хэмом по вопросу о возможности самозарождения жизни не привела к какому-либо окончательному решению. Вопрос оставался открытым вплоть до 1836 г., когда химик Ф. Шульце, работавший в лаборатории Э. Митчерлиха, возобновил изучение этой проблемы, пытаясь выяснить влияние воздуха на самозарождение и гниение. Именно вопрос о качестве воздуха, который якобы становится непригодным для развития зародышей в сосудах с прокипяченным бульоном, был основным аргументом в пользу самозарождения у его защитников. Шульце очищал вводимый в сосуды воздух не путем прогревания, как делал Спалланцани, а пропуская его через сосуды с серной кислотой. Жидкости в сосудах Шульце оставались'длительное время стерильными.

Сходные опыты провел в 1837 г.. Шванн, который вводил в сосуды с питательным бульоном воздух, пропущенный через раскаленную металлическую трубку. Пытаясь доказать, что такой воздух не утрачивает способности поддерживать жизнь, Шванн помещал в него животных, которым это не причиняло никакого вреда. Отсюда он сделал заключение, что гниение питательного субстрата может начаться только при попадании в стерильный бульон живых микробов извне.

Опыты Шульце и Шванна не убедили сторонников самозарождения, продолжавших утверждать, что при химической и термической обработке воздух существенно изменяется. Дело осложнялось тем, что аналогичные эксперименты других исследователей приводили к весьма противоречивым результатам. Возражения сторонников самозарождения в значительной мере потеряли силу благодаря опытам Г. Шредера и Т. фон Душа, которые в 1854 г. для предотвращения проникновения микробов в стерильные питательные растворы впервые применили пробку из ваты. Результат был тот же, что н при химической и термической обработке воздуха. Однако ввиду того, что действие ватного фильтра оказывалось не всегда надежным и авторы не могли определить истинной природы бродильного начала, сторонники самозарождения не складывали оружия.

Следует отметить, что борьба двух концепций велась не только в. пределах лабораторных опытов, но нашла выход и в практику. Еще* в 1810 г. французский предприниматель Ш. Аппер, использовав результаты опыта Л. Спалланцани, нашел, что растительные и животные пищевые продукты, помещенные в герметически закрытые сосуды и прогретые в кипящей воде, сохранялись неопределенло долгое время. Инициативный промышленник нашел практическое применение обнаруженному Л. Спалланцани факту и положил начало производству консервов. Отсутствие самозарождения микробов получило косвенное .подтверждение и в практике пивоваренной и спиртовой промышленности.

Таким образом, исследования по проблеме самозарождения микроорганизмов в первой половине XIX в. не только обогатили науку, углубив представления о бактериях, но и частично раскрыли их роль в природе и значение в хозяйственной деятельности человека. Однако вопрос о самозарождении микроорганизмов до опытов Л. Пастера так и не был снят.

Морфология и систематика микроорганизмов

Открытие и накопление сведений о бактериях, естественно, возбудили интерес к изучению их строения, способов движения и размножения, а также вызвали первые попытки их систематизации. Изучение морфологии микроорганизмов и их классификация составили первый морфологический период в истории бактериологии.

В течение длительного времени после открытий Левенгука вое микроорганизмы, в том числе а бактерии, относились к особому классу животных — «анималькулей». К. Линней объединил все микроскопические существа в группу «Chaos», отметив тем самым отсутствие каких бы то ни было критериев для их систематизации. Однако это не означало, что Линней не интересовался микроорганизмами, как обычно принято «читать. В 1767 г. внутри группы «хаос» он уже выделил пять семейств — Redivivum, Protheus, Fungorum, Ustilago и Infusorium. К последним он отнес наиболее мелкие микроорганизмы. Согласно немецкому историку бактериологии Ф. Лефлеру, Линней написал более 54 статей; в которых высказал теоретические соображения о возможной роли бактерий в природе, в частности в возникновении болезней.

Принцип бинарной номенклатуры, которую Линней применил при построении своей классификации, был впервые использован для классификации микроорганизмов О. Мюллером. Он же впервые после Левенгука дал в 1773 г. вполне четкое описание нескольких видов бактерий. Так, в составе выделенных им родов Monas и Vibrio были описаны и изображены не менее 15 видов различных бактерий. Мюллер, сразу же завоевавший славу крупного авторитета по морфологии и систематике «инфузорий», был сторонником их животной природы.

В первой половине XIX в. классификация бактерий была усовершенствована Эренбергом, который разделил весь класс инфузорий на 22 семейства, три из которых — Cripthomonadma, Monadina и Vibrionia — объединяли бактерий. Семейство Monadina было подразделено на четыре рода — Bacterium, Spirillum, Spirochaeta и Vibrio. Это деление сохранило свое значение до сегодняшнего дня.

В вопросе о морфологическом строении представителей этих родов Эренберг продолжал придерживаться убеждения о сложной организации всех представителей класса инфузорий. Наблюдаемый им «хоботок» (Bus-sel), по-видимому, пучок жгутиков, он считал органом восприятия пищи. Судя по всему, Эренберг располагал для наблюдения бактерий достаточными техническими средствами, хотя это и не спасло его от грубых ошибок в описании их строения.

Как уже отмечалось, морфологические взгляды Эренберга встретили

236

237

1828—1898

сильную оппозицию со стороны Дюжардена. В своем труде о микроскопическом .строении, микроорганизмов (1841), в частности бактерий, последний сосредоточил основное внимание на семействе Vibrionia, в котором выделил три рода: Bacterium — с четырьмя видами, Vibrio — с четырьмя видами и Spirillum — с тремя видами. Выделенный Эрен-бергом род Spirochaeta Дюжарден исключил из своей системы. Хотя Дюжарден и не описал новых видов бактерий, его классификация сыграла существенную роль в бактериологии, так как она строилась на более правильных представлениях о строении микроорганизмов.

В 1849 г, немецкий ботаник К. Негели, исследуя одноклеточные водоросли и бактерии, обратил внимание на морфологическое сходство бес-хлорофильных микроскопических форм и пигментированных водорослей. Выявив среди бактерий пигментированные формы, он включил их в класс водорослей, а не пигментированные — в класс грибов. Это послужило для Негели поводом к размышлениям о физиологических особенностях представителей обоих классов. К тому времени было уже известно, что пигментированные организмы способны обходиться без органического питания. Неудивительно поэтому, что пигментированные микробы Негели отнес к растениям. Руководствуясь этими соображениями, он объединил все бесцветные микроскопические формы — Bacterium, Vibrio, Spirillum и Sarzina, а также дрожжи и возбудителя болезни шелковичных червей Nosema bombycis в группу Schyzomycetae. Вслед за этим Негели поставил вопрос о том, к какому классу — растениям или животным — следует отнести существа, объединенные в этой группе.

Обсуждение этого вопроса в 1851 г. продолжил итальянский ботаник М. Перти, полагавший, что группу бактерий следует считать промежуточной между животными и растениями, в связи с чем он назвал ее Pliytozoida, т. е. растения-животные. Разделив ее на три подгруппы — Filigera, Sporozoidia и Lamprozoidia — Перти выделил из последней семейство Vibrionida с двумя родами — Spirillum и Bacteria. Классификация Перти не получила признания у его современников и была вскоре забыта.

Более определенное высказывание о растительной природе микроорганизмов было сделано немецким физиологом и ботаником Ф. Коном. Его работы по бактериологии и в особенности по классификации микробов имели фундаментальное значение. В своей главной работе «О развитии микроскопических водорослей и грибов» (1850) Кон использовал разделение Эренбергом семейства Vibrionia на четыре рода — Bacterium* Vibrio, Spirillum и Spirochaeta, но утверждал, что семейство Vibrionia должно быть отнесено не к животному царству, как у Эренбер-га, а к растительному вследствие его сходства с -микроскопическими водорослями. В 1870—1876 гг. Кон тщательно изучил семейство Bacteria и охарактеризовал его как группу организмов, лишенных хлорофилла, имеющих сферическую или цилиндрическую форму и размножающихся посредством поперечного деления. Бесцветную Oscillaria (Beg-giatoa) он вообще отделил от Bacteria. Все семейство Bacteria ов разделил на четыре подсемейства — Sphaerobacteria с родом Monas; Microbacteria с родом Bacterium; Desmobacteria с родами Bacillus и Vibrio; Spirobacteria с родами Spirillum и Spirochaeta. Предлагая подобную классификацию, Кон руководствовался морфологическими, экологическими, а также функциональными признаками. Его-классификация имела большое значение для прогресса микробиологии в XIX в. и не утратила своей ценности и в настоящее время.

К середине XIX в. наметились контакты между бактериологией и смежными с ней дисциплинами — протистологией, фитопатологией, ботаникой и систематикой низших растений. Это способствовало расширению теоретических представлений, совершенствованию методики микробиологических исследований и обнаружению новых путей для решения многих проблем. Так, изучение протис то логами и ботаниками проблемы генетических связей протисгов, низших растений и бактерий способствовало выяснению места микроорганизмов в естественной системе организмов.

Фитопатологические исследования А. де Бари внесли значительные усовершенствования в методику наблюдений и экспериментов при изучении бактериальных болезней растений. Это привело к тому, что интересы ученых в значительной степени изменились — вместо преимущественного исследования морфологии микроорганизмов стали заниматься изучением их функциональной деятельности. Так, ко второй половине XIX в. на смену первому периоду в истории бактериологии, связанному с выявлением бактерий в природе и изучением их морфологического строения, пришел период изучения особенностей их жизнедеятельности.

238

Глава 21. МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ СТРОЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ОРГАНИЗМОВ

Первые описания клеток

Представление о дискретности организмов животных и растений, т. е. об их построении из отдельностей, называвшихся то «клетками» (Р. Гук), то «мешочками» или «пузырьками» (М. Мальпиги, Н/Грю), то «зернышками» (К. Вольф), долгое время оставалось лишенным конкретного содержания, так как о (природе этих образований ничего не было известно. Прошли незамеченными описания Ф. Фонтаны (1781), видевшего и изобразившего в клетках кожи угря ядра и даже ядрышки; Фонтана, разумеется, был далек от понимания смысла и значения своих наблюдений. Даже в начале XIX в, на микроскопическое строение организованных тел были распространены совершенно абстрактные воззрения. Например, в «Учебнике натурфилософии» (1809) Л. Окена живые тела описывались как скопления частиц, которые он называл «органическими кристаллами», «слизистыми пузырьками», «органическими точками», «гальваническими пузырьками» и даже «инфузориями».

Изобретение ахроматического 'микроскопа и постоянное усовершенствование его оптических возможностей позволили подойти к изучению подлинного строения клеток, прежде всего растительных; сначала в них удалось увидеть самое заметное структурное образование — оболочку. О подлинной дискретности тела высших растений стало возможным говорить лишь после'того, как в 1812 г. немецкому ботанику Мольден-гауэру методом мацерации удалось отделить друг от ' друга составляющие их клетки.

Открытие ядра

Клеточное ядро, которое в животных клетках впервые видел Фонтана, было вновь открыто в 1825 г. в ненасиженном курином яйце; (Я. Пуркине), а в 1831—1832 гг. — в растительных клетках (Ф. Мир-бель). Р. Броун (1833) показал, что ядро является обязательной составной частью всякой клетки. Термин «ядро» и «ядрышко» были введены в употребление учеником Пуркине Г. Валентином; впрочем, о значении этих образований Пуркине и его сотрудники не догадывались. Вскоре клеточное ядро привлекло к себе пристальное внимание Ф. Мейе-на (1828), М. Шлейдена (1838) и Т. Шванна (1839). Именно Шлейдену принадлежит ошибочная теория новообразования клеток, в которой решающее значение он придавал ядру, называя его поэтому цитобла-стом (клеткообразователем).

Создание клеточной теории

Рубеж 30-х и 40-х годов XIX в. ознаменовался фундаментальным обобщением, получившим название клеточной теории. Говоря о достижениях естествознания первой половины и середины XIX в., Ф. Энгельс на первое место выдвигал «три великих открытия»: наряду с доказательством сохранения и превращения энергии и эволюционной теорией Дарвина, Энгельс назвал клеточную теорию, «Покров тайны,— писал он,— окутывавший процесс возникновения и роста и структуру организмов, был сорван. Непостижимое до того времени чудо предстало в виде процесса, происходящего согласно тождественному по существу для всех многоклеточных организмов закону» Ч

Клеточная теория, т. е. учение о клетках как образованиях, составляющих основу строения растительных и животных организмов, подготовлялась исподволь. Материалы для этого обобщения накапливались в исследованиях Я. Пуркине и его учеников, в особенности Г. Валентина, в работах школы И. Мюллера, в частности в трудах Я. Генле. С растительными клетками сравнивал клетки мальпигиева слоя эпидермиса Э. Гурльт (1835), а клетки роговицы — А. Донне (1837). Вместе с тем неоднократно отмечались и различия между клетками растительных и животных организмов. Даже Пуркине, наиболее близко подошедший к формулировке клеточной теории, считал, что «зернышки», из которых состоят ткани животных, не тождественны «клеткам» растений, так как у растительных клеток важным отличительным признаком является оболочка, окружающая клеточную полость, а у животных клетки лишены заметной оболочки и наполнены зернистым содержимым.

Т. Шванн — автор клеточной теории

Зародышевый пузырек Пуркине.

Из работы Пуркиие о развитие куриного яйца (1825)

В литературе, посвященной истории клеточной теории, долгое время высказывалось утверждение, время от времени повторяющееся и в настоящее время, что учение о клетках как структурных образованиях, общих для растений и животных, принадлежит в равной мере ботанику

1 К. Марта и Ф. Энгельс. Соч., т. 20, стр. 512. 16 История биологии

241'

240

М. Шлейдену и зоологу Т. Шванну. Впрочем, еще в конц

страница 41
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105

Скачать книгу "История биологии с древнейших времен до начала XX века" (9.85Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(20.09.2017)