Microbiologie (Română)

Oamenii au cerut milenii: De unde vine viața nouă? Religia, filozofia și știința s-au luptat cu această întrebare. Una dintre cele mai vechi explicații a fost teoria generației spontane, care poate fi urmărită până la grecii antici și a fost larg acceptată până în Evul Mediu.

Theory of Spontaneous Generation

The Filosoful grec Aristotel (384-322 î.Hr.) a fost unul dintre cei mai vechi cărturari înregistrați pentru a articula teoria generației spontane, noțiunea că viața poate apărea din materia nevie. Aristotel a propus că viața a luat naștere din material non-viu dacă materialul conținea pneuma („căldură vitală”). Ca dovadă, el a remarcat câteva cazuri de apariție a animalelor din medii lipsite anterior de astfel de animale, cum ar fi apariția aparent bruscă a peștilor o nouă băltoacă de apă.

Această teorie a persistat în secolul al XVII-lea, când oamenii de știință au întreprins o experimentare suplimentară pentru a o susține sau respinge. malurile râului Nil din Egipt în timpul inundațiilor anuale. Alții au observat că șoarecii au apărut pur și simplu printre cerealele depozitate în hambare cu acoperișuri din stuf. Când acoperișul s-a scurs și s-a turnat bobul, au apărut șoareci. Jan Baptista van Helmont, un om de știință flamand din secolul al XVII-lea, a propus ca șoarecii să poată apărea din cârpe și boabe de grâu lăsate într-un recipient deschis timp de 3 săptămâni. În realitate, astfel de habitate au furnizat surse de hrană ideale și adăpost pentru populația șoarecilor ns să înflorească.

Cu toate acestea, unul dintre contemporanii lui van Helmont, medicul italian Francesco Redi (1626–1697), a efectuat în 1668 un experiment care a fost unul dintre primii care au respins ideea că viermii (larvele de muștele) generează spontan pe carnea lăsată în aer liber. El a prezis că împiedicarea muștelor să aibă contact direct cu carnea ar împiedica, de asemenea, apariția viermilor. Redi a lăsat carne în fiecare dintre cele șase recipiente (Figura 1). Două erau deschise în aer, două erau acoperite cu tifon și două erau bine sigilate. Ipoteza sa a fost susținută atunci când viermii s-au dezvoltat în borcanele descoperite, dar nu au apărut viermi nici în borcanele acoperite cu tifon, nici în borcanele bine sigilate. El a concluzionat că viermii se pot forma numai atunci când muștelor li se permite să depună ouă în carne și că viermii erau descendenții muștelor, nu produsul generației spontane.

Figura 1. Configurarea experimentală a lui Francesco Redi consta dintr-un container deschis, un container sigilat cu un vârf de plută și un container acoperit cu plasă care lasă să intre aer, dar nu zboară . Vițeii au apărut doar pe carne în recipientul deschis. Cu toate acestea, viermi au fost găsiți și pe tifonul recipientului acoperit cu tifon.

În 1745, John Needham (1713–1781) a publicat un raport al propriilor sale experimente, în care a fiert pe scurt. bulion infuzat cu materii vegetale sau animale, în speranța de a ucide toți microbii preexistenți. Apoi a sigilat baloanele. După câteva zile, Needham a observat că bulionul devenise tulbure și o singură picătură conținea numeroase creaturi microscopice. El a susținut că noii microbi trebuie să fi apărut spontan. Cu toate acestea, în realitate, probabil că nu a fiert bulionul suficient pentru a ucide toți microbii preexistenți.

Lazzaro Spallanzani (1729-1799) nu a fost de acord cu concluziile lui Needham și a efectuat sute de experimente atent executate folosind bulion încălzit. La fel ca în experimentul lui Needham, bulionul în borcane sigilate și borcane nesigilate a fost infuzat cu materii vegetale și animale. Rezultatele lui Spallanzani au contrazis constatările lui Needham: baloane încălzite, dar sigilate, au rămas clare, fără semne de creștere spontană, cu excepția cazului în care baloanele au fost ulterior deschise în aer. Acest lucru a sugerat că microbii au fost introduși în aceste baloane din aer.Ca răspuns la descoperirile lui Spallanzani, Needham a susținut că viața provine dintr-o „forță de viață” care a fost distrusă în timpul fierberii extinse a lui Spallanzani. Orice sigilare ulterioară a baloanelor a împiedicat apoi intrarea noii forțe de viață și a genera generații spontane (Figura 2).

Figura 2. (a) Francesco Redi, care a demonstrat că viermii erau descendenții muștelor, nu produse ale generație spontană. (b) John Needham, care a susținut că microbii au apărut spontan în bulion dintr-o „forță de viață”. (c) Lazzaro Spallanzani, ale cărui experimente cu bulion au avut drept scop respingerea celor de la Needham.

Disprovarea generației spontane

Dezbaterea asupra generației spontane a continuat până în secolul al XIX-lea, oamenii de știință servind ca susținători ai ambelor părți. Pentru a soluționa dezbaterea, Academia de Științe din Paris a oferit un premiu pentru rezolvarea problemei. Louis Pasteur, un important chimist francez care studia fermentația microbiană și cauzele alterării vinului, a acceptat provocarea. În 1858, Pasteur a filtrat aerul printr-un filtru pistol-bumbac și, la examinarea microscopică a bumbacului, l-a găsit plin de microorganisme, sugerând că expunerea unui bulion la aer nu a introdus o „forță de viață” în bulion, ci mai degrabă în aer microorganisme.

Mai târziu, Pasteur a realizat o serie de baloane cu gâturi lungi și răsucite (baloane cu „gât de lebădă”), în care a fiert bulion pentru a-l steriliza (Figura 3). Proiectul său a permis schimbul de aer din interiorul baloanelor cu aerul din exterior, dar a împiedicat introducerea oricărui microorganism aerian, care ar fi prins în răsucirile și îndoirile gâtului baloanelor. Dacă o forță de viață pe lângă microorganismele aeriene ar fi responsabilă pentru creșterea microbiană în baloanele sterilizate, ar avea acces la bulion, în timp ce microorganismele nu. A prezis corect că bulionul sterilizat din baloanele cu gât de lebădă va rămâne steril atâta timp cât gâtul lebedei rămâne intacte. Cu toate acestea, în cazul în care gâturile ar fi rupte, ar fi introduse microorganisme, contaminând baloanele și permițând creșterea microbiană în bulion.

Setul de experimente al lui Pasteur a respins în mod incontestabil teoria generației spontane și i-a adus prestigiosul premiu Alhumbert din Academia de Științe din Paris în 1862. Într-o prelegere ulterioară din 1864, Pasteur a articulat „Omne vivum ex vivo” („Viața vine doar din viață”). În această prelegere, Pasteur a povestit celebrul său experiment cu balon cu gură de lebădă, afirmând că „viața este un germen și un germen este viață. Niciodată doctrina generației spontane nu se va recupera din lovitura de moarte a acestui experiment simplu”. Pentru creditul lui Pasteur, nu a făcut-o niciodată.

Figura 3. (a) om de știință francez Louis Pasteur, care a infirmat definitiv mult disputata teorie a generației spontane. (b) Caracteristica unică a gâtului de lebădă a baloanelor utilizate în experimentul lui Pasteur a permis aerului să intre în balon, dar a împiedicat intrarea sporilor bacterieni și fungici. (c) Experimentul lui Pasteur a constat în din două părți. În prima parte, bulionul din balon a fost fiert pentru a-l steriliza. Când acest bulion a fost răcit, a rămas liber de contaminare. În a doua parte a experimentului, balonul a fost fiert și apoi gâtul a fost rupt bulionul din acest balon s-a contaminat. (credit b: modificare a lucrării de „Wellcome Images” / Wikimedia Commons)