Крысы рождаются из грязного белья, а лягушки и крокодилы появляются из ила — именно так считали в древности. Но сегодня каждый ребёнок знает, что живое рождается от живого. А всё благодаря простым, но смелым экспериментам.

Эта статья была опубликована в журнале OYLA №10 (26). Оформить подписку на печатную и онлайн-версию можно здесь.

Одни живые существа возникают в результате размножения, другие — из неживой материи под действием жизненной силы. В этом был уверен ещё в IV веке до н. э. древнегреческий философ Аристотель. Жизненная сила, по мнению мыслителя, есть не только в живых организмах, но и в воде, грязи, гниющем мясе и солнечном свете. Убеждённость в этом у Аристотеля возникла не на пустом месте. Он был первым энтомологом: описал и классифицировал полсотни видов насекомых. К тому времени в Египте уже существовал трактат о развитии жука-скарабея, но Аристотель не был с ним согласен.

Он видел, как из личинки развивается муха, но решил, что насекомые не могут откладывать яйца, как птицы, они ведь абсолютно не похожи. 

Он не провёл ни одного эксперимента, выводы сделал лишь на наблюдении — коварном методе, ведь не зря говорят «Не верь глазам своим». Однако авторитет Аристотеля, величайшего энциклопедиста древнего мира, оказался непоколебим. Теория самозарождения господствовала вплоть до середины XVII века.

Первые сомнения в правильности теории самозарождения выразил итальянский естествоиспытатель Франческо Реди в 1668 году. Он не только предположил, что личинки не появляются в мясе сами собой, но и проверил это опытным путём. Учёный положил в два кувшина по куску мяса. Один оставил открытым, другой прикрыл тончайшей тканью — неаполитанской кисеёй. В открытый кувшин на запах мяса налетели мухи, отложили яйца, из которых потом вылупились личинки. В закрытом посуде мухи на мясо сесть не смогли, поэтому неудивительно, что ни яиц, ни личинок, ни мух Реди в нём не обнаружил. Это и была зацепка. Учёный повторил эксперимент с гниющей рыбой и даже мёртвой змеёй. Результат не изменился: если мухи не садятся на мясо, в нём не развиваются личинки. Этот простой опыт доказал, что люди были не правы более тысячи лет!

Однако в конце XVII века теория самозарождения получила внезапное подкрепление. Голландский шлифовальщик стёкол Антони ван Левенгук изобрёл микроскоп. И теперь предметом спора, вместо мух, становятся микробы. Да, Реди доказал, что сложные организмы не зарождаются сами собой. Но даже укрытые материалы и жидкости, казалось бы, беспричинно производят на свет мельчайшие существа, видимые под микроскопом.

В 1748 году английский естествоиспытатель Джон Нидхем провёл серию опытов, доказывающих самозарождение микробов. Для этого он наливал в бутылку подливку из баранины, доводил до кипения и закрывал пробкой. После кипячения не должно было остаться ничего живого, но через пару дней она кишела микробами. Нидхем повторил опыты на отваре миндаля и семян подсолнечника. Результат один — микробы появлялись из ниоткуда. Впервые самозарождение удалось доказать не наблюдениями и философскими рассуждениями, а опытным путём.

Современники Нидхэма не осознавали сложности бактерий или любых других живых клеток. «Простыми» считались даже мухи! А ведь сегодня один только глаз насекомого — предмет научных статей, симпозиумов, огромного количества научных исследований. Понимание невероятной сложности этих «простых» живых существ сделало идею самозарождения необоснованной. Сегодня сложно представить, что её поддерживали гении прошлого, среди которых Готфрид Лейбниц, Рене Декарт, Иоганн Гёте и даже родоначальник теории эволюции Жан Батист Ламарк.

Эксперименты казались неопровержимыми. Только через семнадцать лет, в 1865 году, их удалось оспорить итальянскому натуралисту Ладзаро Спалланцани. Он подозревал Нидхема в нечистоплотности. Возможно, тот неплотно закрыл бутылку и микробы проникли в подливу с воздухом. Или недостаточно долго кипятил жидкость — вдруг существуют организмы, устойчивые к высоким температурам! 

Чтобы доказать, что природа отвара совершенно не важна, учёный подготовил и колбы с разными отварами, закрыв их простой пробкой, как у Нидхема. Одни колбы он кипятил в течение десяти минут, другие — целый час. Через два дня в запаянных колбах, которые кипятили дольше всего, не было и следа микробов — отвар был прозрачный. А в закрытых пробкой, которые меньше всего держали на огне, роились тысячи микробов. Боясь ошибиться, Спалланцани лихорадочно повторял эксперименты, но результат оставался прежним. Нидхем был разгромлен — у любой живности, даже невероятно маленькой, должны быть родители.

Однако противники Спалланцани не успокоились: они утверждали, что от кипячения в замкнутом сосуде погибает жизненная сила. Без неё в бульоне жизнь не зародится.

Полемика продолжалась.

К 1860 году спор о самозарождении стал настолько острым, что Французская академия предложила премию тому, кто навсегда разрешит этот вопрос. Она досталась французскому микробиологу и химику Луи Пастеру. Он не сомневался, что зародыши микробов проникают в опытные сосуды извне — через воздух. Но как подать воздух — источник «жизненной силы» — в бульон, не заразив его? На помощь учёному пришёл его учитель — химик Антуан Балар, прославившийся открытием нового химического элемента — брома.

По совету Балара, Пастер сконструировал колбу с длинным изогнутым горлышком: пыль с микроорганизмами оседала в изгибе и не соприкасалась с бульоном, а чистый воздух легко проникал внутрь. Для «жизненной силы» изгиб горлышка не стал бы преградой, однако отвар остался кристально чистым. Чтобы доказать, что микробы попадали из воздуха, Пастер омыл бульоном изгиб шейки, где осела атмосферная пыль, и через несколько дней бульон помутнел от бактерий.

Эксперимент Пастера, впрочем, не доказывает, что жизнь не зародилась из неживой материи сотни миллионов лет назад. Наивные представления, что мыши могут сами собой зародиться в зерне, сменились пониманием — живое и неживое имеет одинаковую химическую основу. Хотя прямое самозарождение живых существ невозможно, жизнь могла появиться постепенно в результате долгой эволюции химических соединений.

Окончательную точку в спорах о самозарождении жизни поставил английский физик Джон Тиндаль — тот самый, что объяснил, почему небо голубое, описав эффект рассеивания света в неоднородной среде. Тиндаль заметил, что некоторые организмы развиваются в мясном бульоне даже после нескольких часов кипячения. Казалось, это противоречит экспериментам коллег. 

Однако выяснилось: когда условия среды ухудшаются, бактерия покрывается плотной оболочкой — спорой. Этот «панцирь» помогает ей пережить суровые испытания. Чтобы избавиться от самых живучих микробов, нужно нагревать последовательно — от трёх до пяти раз в течение часа с перерывом в сутки. При нагревании гибнут бактерии, которые не образовали споры, а за сутки из спор выходят новые, которые погибают при следующем нагревании. Тиндализация — метод уничтожения и бактерий, и спор, предложенный Тиндалем, применяется для изготовления консервов. Так результаты экспериментов, опровергающие теорию самозарождения жизни, получили неожиданное прикладное применение в виде банок с тушёнкой. Каждая такая банка — герметично запаянный стерильный сосуд — своего рода опыт, доказывающий, что жизнь не появляется из ничего.

Итак, для возникновения одного живого существа нужен другой живой организм. Но откуда произошёл первый живой организм? Ответ на этот вопрос науке ещё предстоит дать.