微生物学

人間は何千年もの間求めてきました：新しい生命はどこから来るのですか？宗教、哲学、科学はすべてこの問題に取り組んできました。最も古い説明の1つは、自然発生説でした。これは古代ギリシャ人にまでさかのぼることができ、中世を通じて広く受け入れられました。

自然発生説

ギリシャの哲学者アリストテレス（紀元前384〜322年）は、自然発生説、つまり生命は非生物から生じる可能性があるという理論を明確にした、最も初期に記録された学者の1人でした。アリストテレスは、物質にプネウマ（「生命の熱」）が含まれている場合、生命は非生物から生じると提案しました。証拠として、彼は、以前はそのような動物がいなかった環境からの動物の出現のいくつかの例を指摘しました。新しい水たまり。

この理論は、科学者がそれを支持または反証するために追加の実験を行った17世紀まで存続しました。この時までに、理論の支持者は、カエルが泥だらけに沿ってどのように見えるかを引用しました。毎年恒例の洪水の際にエジプトのナイル川のほとり。他の人は、茅葺き屋根の納屋に保管されている穀物の中にマウスが単に現れたのを観察しました。屋根が漏れて穀物が成形されると、マウスが現れました。マウスは、開いた容器に3週間放置されたぼろきれと小麦の穀粒から発生する可能性があると提案しました。実際には、そのような生息地は、マウスの個体数に理想的な食料源と避難所を提供しました。

しかし、ヴァンヘルモントの同時代人の1人であるイタリアの医師フランチェスコレディ（1626–1697）は、1668年に実験を行いました。これは、ウジ（の幼虫）という考えに最初に反論したものの1つです。ハエ）戸外に残された肉に自発的に発生します。彼は、ハエが肉に直接接触するのを防ぐことは、ウジの出現も防ぐだろうと予測しました。 Rediは6つの容器のそれぞれに肉を残しました（図1）。 2つは大気に開放され、2つはガーゼで覆われ、2つはしっかりと密閉されていました。彼の仮説は、ウジが覆われていない瓶の中で発達したときに支持されましたが、ガーゼで覆われた瓶にもしっかりと密封された瓶にもウジは現れませんでした。彼は、ウジはハエが肉に卵を産むことを許可された場合にのみ形成され、ウジは自然発生の産物ではなく、ハエの子孫であると結論付けました。

図1.Francesco Rediの実験装置は、開いたコンテナ、コルクトップで密閉されたコンテナ、および空気を入れるが飛ぶことはないメッシュで覆われたコンテナで構成されていました。 。ウジは開いた容器の肉にのみ現れました。しかし、ガーゼで覆われた容器のガーゼにもウジが見つかりました。

1745年、ジョンニーダム（1713〜1781）は自分の実験の報告を発表し、簡単に沸騰させました。既存のすべての微生物を殺すことを望んで、植物または動物の物質を注入したブロス。それから彼はフラスコを密封した。数日後、ニーダムは、スープが曇っており、一滴に多数の微細な生き物が含まれていることを観察しました。彼は、新しい微生物は自発的に発生したに違いないと主張した。しかし実際には、彼は既存の微生物をすべて殺すのに十分なほどブロスを沸騰させなかった可能性があります。

ラザロスパランツァーニ（1729–1799）はニーダムの結論に同意しませんでしたが、加熱されたブロス。ニーダムの実験と同様に、密封された瓶と密封されていない瓶のブロスには、植物や動物の物質が注入されました。スパランツァーニの結果は、ニーダムの発見と矛盾していました。フラスコをその後大気に開放しない限り、加熱されたが密封されたフラスコは、自発的な成長の兆候がなく、透明なままでした。これは、微生物が空気からこれらのフラスコに導入されたことを示唆しました。スパランツァーニの発見に応えて、ニーダムは、生命はスパランツァーニの長時間の沸騰中に破壊された「生命力」に由来すると主張しました。その後フラスコを密閉すると、新しい生命力が入り、自然発生を引き起こすのを防ぎました（図2）。

図2.（a）マゴットはハエの子孫であり、ハエの産物ではないことを示したフランチェスコ・レディ自然発生説。（b）微生物は「生命力」からのブロスで自然発生説であると主張したジョン・ニーダム。 （c）ラザロスパランツァーニ。ブロスを使った実験はニーダムの実験を反証することを目的としていました。

自然発生説の反証

自然発生説についての議論は19世紀まで続き、科学者が双方の支持者としての役割を果たしました。議論を解決するために、パリ科学アカデミーは問題の解決のための賞を提供しました。微生物発酵とワインの腐敗の原因を研究してきたフランスの著名な化学者であるルイ・パスツールは、この挑戦を受け入れました。 1858年、パスツールはガンコットンフィルターで空気をろ過し、綿を顕微鏡で調べたところ、微生物でいっぱいであることがわかりました。これは、ブロスを空気にさらすと、ブロスに「生命力」が導入されるのではなく、空中に浮遊することを示唆しています。

その後、パスツールは首が長くねじれた一連のフラスコ（「白鳥の首」フラスコ）を作り、そこでブロスを沸騰させて殺菌しました（図3）。彼の設計では、フラスコ内の空気を外部からの空気と交換することができましたが、フラスコの首のねじれや曲がりに巻き込まれる空気中の微生物の侵入を防ぎました。空中の微生物以外の生命力が滅菌フラスコ内の微生物の増殖に関与している場合、それはブロスにアクセスできますが、微生物はアクセスできません。彼は、白鳥の首が無傷である限り、白鳥の首のフラスコ内の滅菌されたブロスが無菌のままであると正しく予測しました。しかし、首が折れた場合、微生物が導入され、フラスコが汚染され、ブロス内で微生物が増殖します。

パスツールの一連の実験は、自然発生説を反駁せずに反証し、彼に名誉あるアルハンバート賞を授与しました。 1862年のパリ科学アカデミー。1864年のその後の講演で、パスツールは「exvivoでのOmnevivum」（「生命は生命からのみ来る」）を明確に述べました。この講演では、パスツールは彼の有名な白鳥の首のフラスコの実験について、「生命は細菌であり、細菌は生命である。この単純な実験の致命的な打撃から自然発生説が回復することは決してないだろう」と述べた。パスツールの名誉のために、それは決してありません。

図3.（a）フランスの科学者ルイパスツール、 （b）パスツールの実験で使用されたフラスコの独特の白鳥の首の特徴は、空気がフラスコに入るのを許したが、細菌や真菌の胞子の侵入を防いだ。（c）パスツールの実験は構成されていた最初の部分では、フラスコ内のブロスを沸騰させて滅菌しました。このブロスを冷却しても、汚染はありませんでした。実験の2番目の部分では、フラスコを沸騰させてから首を折った。オフ。このフラスコのブロスは汚染されました。（クレジットb：「WellcomeImages」/ WikimediaCommonsによる作業の変更）