XVI и XVII века были временем глубокого перелома в истории науки. Она стала сбрасывать с себя оковы религиозности, она в тяжелой борьбе освобождалась от поповской опеки и с жаром устремлялась на новые пути. Наблюдение и опыт — вот источник истинного знания!
Так говорили ученые этого времени. Казалось бы, вере в, произвольное зарождение пришел конец. Но она была крепка и живуча. Случилось даже так, что как раз вновь открытые факты были истолкованы, как доказательство существования произвольного зарождения. Это произошло после изобретения микроскопа.
Мы подходим к одному из величайших открытий науки о жизни. Его сделал голландец Левенгук (1632—1723), который вовсе не был профессиональным ученым и даже не получил большого образования. Левенгук был суконщиком, а в свободное время мастерил себе микроскопы.
То, что через стеклянные линзы (двояковыпуклые стекла) все предметы кажутся увеличенными, было известно уже давно, но искусство шлифовки таких линз было доступно лишь очень немногим. Левенгук не стал тратить денег на покупку увеличительных стекол, а начал шлифовать их сам и из них составлять микроскопы. Этим делом он занимался не год и не два, а больше двадцати лет и добился такого изумительного искусства, что его стекла были несравненно лучше, чем всякие другие. Через них были видны в рассматриваемых предметах такие мелкие подробности и с такой необычайной ясностью, о которых и мечтать не могли тогдашние ученые. Левенгук сделал себе несколько микроскопов и просиживал ночи напролет за наблюдениями. Что ни клал он под свои изумительные стекла, во всем находил нечто необычайное и никому не ведомое. То он рассматривает мелких насекомых, восхищаясь удивительным устройством мушиных глаз или хоботком бабочки или жалом пчелы.
То он направляет свой микроскоп на тонкие пластинки, вырезанные из растений, и открывает в них строение, напоминающее пчелиные соты, только необычайно мелкие. То, разглядывая кусочки мяса, Левенгук замечает, что оно состоит из множества тончайших волокон, соединенных в пучки. Добыв бычий глаз, Левенгук восторгается тонким устройством его частей, а еще больше внимания уделяет он строению разных волосков, взятых от домашних и диких животных. Он, между прочим, прекрасно изучил особенности волос каждого пушного зверя.
Много лет производил Левенгук свои наблюдения, рассматривая самые разнообразные предметы и всюду открывая вещи, никому раньше не известные. Однажды ему особенно посчастливилось: он сделал открытие там, где его меньше всего ожидал. Рассматривая под микроскопом каплю дождевой воды, стекавшей с крыши в бочку, он увидел, что эта капля населена мельчайшими существами, которые быстро плавали в ней, поворачивались, сталкивались друг с другом. Так был обнаружен новый мир мельчайших существ, мир обитателей воды, совершенно незаметных для простого глаза.
Откуда же берутся в воде эти существа? Ученые того времени, верившие в произвольное зарождение, решали этот вопрос просто: мельчайшие живые организмы, которые кишат в капле болотной или колодезной воды, возникают там произвольно. Но Левенгук в таких вопросах доверял только своим глазам. Конечно, он тоже поставил перед собой вопрос, откуда берутся эти обитатели капли воды. Он рассуждал так: или они падают вместе с дождем с неба, или они живут в водосточной трубе, в жолобе и оттуда проникают в воду.
Чтобы узнать, какое мнение правильно, Левенгук взял чисто вымытое блюдо и вынес его на дождь. Когда блюдо наполнилось водой, Левенгук стал рассматривать ее каплю в свой микроскоп. И что же? В такой воде «мелких зверюшек», как говорил Левенгук, не оказалось. Левенгук дал этой воде постоять несколько дней и снова ее посмотрел. Теперь она была уже полна жизни. Вместе с пылинками в ней оказалось много мелких существ, оживляющих каждую ее каплю. Из этого Левенгук сделал совершенно правильный вывод. Он решил, что эти мельчайшие организмы попадают в воду вместе с пылью, носящейся в воздухе, что они живут в водосточных трубах, жолобах, бочках и оттуда проникают в воду. Левенгуку и в голову не приходило признавать «произвольное зарождение».
Когда об открытии Левенгука узнали ученые, они сперва просто не поверили ему. Однако среди них были многие, уже знавшие о прежних открытиях этого замечательного исследователя. Они знали, что до сих пор в течение многих лет Левенгук не сделал ни одного ошибочного наблюдения. Главнейшее ученое общество Англии поручило двум своим наиболее опытным членам проверить утверждения Левенгука.
В назначенный день эти ученые явились на заседание общества, захватив с собой самые лучшие микроскопы, какие только были тогда в Англии. Они сразу заявили, что Левенгук оказался прав во всех своих наблюдениях, и предложили всем желающим посмотреть на маленьких животных, обитающих в капле воды и разведенных там по способу Левенгука. За это открытие Левенгук был избран членом английской академии (она называется в Англии «Королевское общество»).
Весть об открытиях Левенгука скоро разнеслась по тогдашнему образованному миру. Многие стали наблюдать «мельчайших зверюшек», называемых в науке микроорганизмами, но почти никто не считался с блестящим опытом Левенгука, показавшего, что эти замечательные организмы зарождаются только от себе подобных, проникая в воду из воздуха вместе с пылью. Микроорганизмы стали находить всюду, где только шло гниение или брожение; в тухлом мясе, в растительных отварах, в настоях, в кислом молоке, в сыре, в бродящем сусле. Казалось, стоит оставить в тепле на день-два какое-нибудь способное загнить вещество, как в нем разводятся миллионы мельчайших существ и наполняют его жизнью. Ученым казалось невероятным, что эти существа попадают туда из воздуха или проникают иными путями. Над мыслью тогдашних ученых все еще тяготела приверженность к Аристотелю и к учению о «произвольном зарождении».
Один англичанин даже попробовал на опыте доказать, что микроскопические существа зарождаются сами собой, без участия родителей. Этот англичанин—по фамилии Нидгем — поступил так. «Я взял, — рассказывает он, — немного горячей баранины прямо с огня и слил подливку в закрытый до того сосуд, который тотчас же плотно закупорил. Чтобы уничтожить зародышей, которые могли случайно быть в сосуде или попасть туда при наливании подливки, я поместил сосуд на некоторое время в горячую золу и нагревал его там. Несмотря на все это, через несколько дней мельчайшие животные кишели в подливке». Этот и другие подобные опыты были доложены Лондонскому королевскому обществу, и оно тотчас удостоило их автора избранием в свои члены, оказав ему за ошибочные (как мы сейчас узнаем) опыты такую честь, какую Левенгуку оно оказало лишь после многих лет тончайших наблюдений и величайших открытий. Левенгук открывал новый, дотоле совершенно неизвестный мир, тогда как Нидгем только подтверждал, как казалось, старинные мнения Аристотеля, на которых члены Королевского общества сами были воспитаны.
Итак, великие открытия Левенгука не разрешили в глазах тогдашних ученых вопроса о зарождении жизни. Левенгук показал, что бесчисленные невидимые простым глазом существа кишат всюду вокруг нас, что они с неимоверной скоростью заводятся и размножаются во всяком веществе, пригодном для жизни — в стоячей воде, в любом настое или наваре, в питательных продуктах, во всем, где идет гниение или брожение. Но как они там возникают — на этот вопрос еще не было точного ответа, основанного на безукоризненных опытах. И почти все ученые думали, что микроскопические организмы зарождаются «сами» и что здесь мы имеем дело с произвольным возникновением жизни из неживого вещества.
Продолжателем великих исследований Левенгука оказался знаменитый итальянец Спалланцани (1729—1799), который по характеру и общественному положению был совсем не похож на Левенгука. Спалланцани был блестящим профессором университета, постоянно окруженным толпой обожавших его студентов и восторженных почитательниц. Он с увлечением повторял наблюдения Левенгука над микроскопическими организмами и знакомил с этим новым миром, своих слушателей. Подобно Левенгуку, он больше всего полагался на точные наблюдения, на строгую проверку каждого шага, на беспристрастный контроль всех деталей опыта.
Когда он услышал об опытах с бараньей подливкой, произведенных в Англии, он не поверил им. Ему страстно захотелось все повторить и проверить самому. Обдумывая все подробности этих исследований, Спалланцани сразу заподозрил, что в этих опытах была допущена ошибка. Она, по его мнению, заключалась в том, что сосуд с бараниной не был достаточно хорошо нагрет и находившиеся там зародыши не были убиты. Тогда Спалланцани повторил все эти опыты, причем основательно прокипятил подливку уже в сосуде. И вот — он торжествует: проходят дни за днями, а микроскопических животных в подливке не появляется.
Стоит ли говорить, что сторонники произвольного зарождения не сдались сразу и после этих опытов? Они стали уверять, что долгое кипячение не только убило зародышей жизни, но так изменило самую баранью подливку, что она лишилась способности поддерживать зарождающуюся жизнь. На это Спалланцани ответил новым рядом опытов, еще более блестящих.
Спалланцани приготовил целый ряд склянок с отварами семян и разными настоями, потом запаял их на огне и после этого прокипятил; одни он подвергал долгому кипячению, другие кипятил несколько минут. Потом оставил склянки стоять несколько дней. Разбив после этого их горлышки и взяв настои для исследования, он обнаружил, что микроскопические существа завелись только в тех склянках, которые кипели недолго, в остальных же никакой жизни не было. Спалланцани решил, что он сделал два важных открытия: во-первых, доказал, что в настоях, хорошо прокипяченных, жизнь не возникает, и во-вторых, что есть такие зародыши, которых не убивает пятиминутное кипячение.
Оба эти вывода Спалланцани были верны. Однако против них стали возражать. Ему опять говорили, что долгое кипячение убивает «жизненную силу» отвара. Эти возражения заставили Спалланцани изменить еще раз постановку своих опытов. При этом он сделал новое важное открытие, касающееся микроскопических животных. Ему удалось разрешить вопрос об их размножении. Наблюдая их в микроскоп, он не раз видел, что они плавают парами, плотно сцепившись друг с другом. Спалланцани сперва думал, что здесь происходит соединение самцов и самок — начало размножения этих существ. Однако сообщение другого ученого о делении микроскопических животных пополам, заставило Спалланцани снова, и снова проверять свои наблюдения. Он видел, что сцепившиеся, как казалось, друг с другом микроскопические существа потом расходятся и продолжают плавать отдельно. Но действительно ли они таким способом размножаются, оставалось все еще неясным.
Тогда Спалланцани сделал следующий знаменитый опыт.
Из кашли воды, населенной этими мельчайшими животными, он выделил одно из них и перенес его в другую, совершенно чистую каплю. Наблюдая за ним там, Спалланцани увидел, что маленькое существо через несколько минут стало расщепляться пополам и обе половинки, отойдя друг от друга, начали плавать отдельно, а через некоторое время каждая из них в свою очередь таким же способом снова разделилась пополам. Так была открыта еще одна замечательная черта в жизни микроскопических существ: их способность размножаться делением.
Деление пополам и есть обычный способ размножения микроскопических существ. Этими наблюдениями Спалланцани завоевал еще одну важную позицию для науки. Однако ни сам Спалланцани, ни жившие в одно время с ним ученые не могли и помыслить о том огромном значении, какое имело для человечества открытие и изучение микроскопических существ.
После Спалланцани долгое время никто по-настоящему не занимался мельчайшими животными. Вопрос о произвольном зарождении так и повис в воздухе. Результаты опытов Левенгука и Спалланцани все еще не получили общего признания. Оно пришло только во второй половине XIX века.