Книга: Следопыты в стране анималькулей

Неожиданные помощники

Летнее жаркое солнце садилось за свекловичными полями, охватившими широким зеленым поясом небольшой французский городок Лилль.

Августовский вечер 1854 года был очень ясный и очень тихий, именно такой, каким ему и надлежит быть в это время года на юге Франции. Он ничем не отличался от таких же вечеров до него и после, но именно в этот вечер было положено начало событиям, ставшим новой вехой на пути исследователей страны невидимок.

Итак, вечером, в предзакатный час, к воротам небольшого домика с палисадником на одной из тихих улиц города подошли с решительным видом несколько мужчин с увесистыми тростями в руках. Громким стуком они подняли обитателей скромного особняка от послеобеденного отдыха.

Жители города Лилля смогли бы рассказать вам, что здесь собрались известные владельцы местных сахарных и винокуренных заводов и что они стремятся проникнуть в жилище молодого ученого-химика, профессора местной педагогической школы Луи Пастера.

Однако не бойтесь за судьбу ученого. К нему пришли не громилы, они не потащат его по наущению святой церкви на жестокую расправу. Горожане собрались здесь с самыми добрыми намерениями.

Ведь с тех пор, как монах Афанасий Кирхер впервые заглянул в мир невидимых существ, прошло без малого двести лет. И в мире за это время многое изменилось. Наука давно вышла за пределы темных монастырских келий. А ученым уже не нужно было скрываться под монашеской рясой.

Произошло это не случайно. Открытие Америки, занятие европейцами богатых островов в южных морях, в Тихом и Атлантическом океанах, освоение новых морских путей в Индию и другие страны — все это способствовало развитию торговли и промышленности. А для того чтобы открывать новые страны, успешно торговать и строить заводы и фабрики, нужна была помощь науки.

Дорогу в беспредельном океане могли указать только солнце и звезды. А для этого необходимы были ученые-астрономы.

Для сбыта товаров нужно было открывать новые страны, и это делали отважные путешественники-географы.

В середине XIX века на заводах и фабриках уже работали паровые машины, по железным дорогам бежали первые локомотивы. А чтобы делать и совершенствовать машины, нужны были не только изобретатели-инженеры, но и ученые-физики.

Сырье для заводов давало сельское хозяйство. Но, для того чтобы получать высокие урожаи зерна и овощей, свеклы и картофеля, льна и конопли, нужно было знать строение растений, их потребности в пище. Это тоже могли сделать только ученые.

Купцы и фабриканты уже хорошо знали цену науке. Занятие наукой в те времена стало почетным делом, а ученые — уважаемыми людьми.

Поэтому заводчики города Лилля пришли к профессору химии Луи Пастеру не для того, чтобы избить его своими палками, а чтобы попросить о помощи.

— Мы хотели бы жить с вами в дружбе, профессор, — сказали владельцы заводов. — Помогите нам повысить содержание сахара в свекле.

— Найдите способ получать больше спирта из зерен и свеклы, — добавили винокуры, — и мы позаботимся о том, чтобы у вас ни в чем не было недостатка.

Мы не знаем, что говорил Пастер. Но он согласился. И не только потому, что действительно нуждался в деньгах для оборудования своей лаборатории, но и потому, что сам считал, что наука должна служить решению практических задач.

Сын кожевника Луи Пастер был ученым по призванию. Он стал химиком и в двадцать лет сделал открытие, доставившее ему известность. Но он был также художником и мечтателем. И это не мешало его научной работе, потому что вовсе не плохо, если ученый умеет помечтать. Позже, когда Пастер стал знаменитым ученым, он любил повторять:

«Я имею смелость утверждать, что в мечтах исследователя заключается значительная часть его силы».

Быть может, именно это свойство помогало Пастеру отыскивать за самыми обычными явлениями природы дорогу к великим открытиям. И, быть может, именно поэтому он не отклонил просьбу заводчиков города Лилля.

Но с чего начать? И Пастер отправился на винокуренный завод, владелец которого жаловался, что у него не ладится с брожением свекольной массы.

Не зная еще, что он будет делать, Пастер взял пробу свекольной массы из чанов, которые, по свидетельству владельца завода, давали спирта гораздо меньше, чем полагалось. Взял он пробу и из других «здоровых» чанов. Обе пробы он решил сначала посмотреть под микроскопом. Быть может, это натолкнет на какую-либо мысль.

Пастер изучал раньше кристаллы различных солей. Он не был специалистом в винокурении, но знал, конечно, что из сахара можно получить спирт, а из спирта — уксус, и что делается это при помощи брожения.

С незапамятных времен люди умеют приготовлять виноградное вино. Для этого, ягоды винограда разминают, отжимают из них сок — сусло. Затем сусло оставляют в чанах или бочках. Через некоторое время на поверхности сусла появляются пузырьки, их становится все больше и больше. Сусло, как говорят, начинает бродить. Сахаристые вещества, которые содержатся в виноградном соке, разлагаются на углекислый газ и спирт. Газ выделяется в виде пузырьков в воздух, а спирт накапливается в бродильных чанах. Чем больше сахара в винограде, тем больше может быть получено спирта, тем крепче будет вино.

Готовое вино разливают в бутылки. Если они плотно закупорены, вино может храниться довольно долго. Если же бутылки оставить открытыми и в них будет попадать воздух, то брожение не прекратится. Весь сахар без остатка разложится на углекислоту и спирт. А в дальнейшем и спирт начнет разлагаться, превращаться в уксусную кислоту. Вместо вина в бутылках окажется уксус.

Спирт можно получать также из продуктов, в которых нет сахара, но зато много крахмала. Так, например, при изготовлении пива используют проросшие зерна ячменя. Их сначала прогревают и получают продукт, называемый солодом. Размолотый солод обрабатывают горячей водой. В результате крахмал ячменных зерен превращается в сахар, а брожение разлагает этот сахар на углекислый газ и спирт.

Осахаривая крахмал, можно получить спирт из зерен различных злаков, из картофеля и других крахмалистых продуктов. А при выработке спирта из сахарной свеклы брожению подвергают сладкую патоку.

Значит, в каждом случае, когда нужно из сахара получить спирт или из спирта — уксус, пользуются брожением.

Но что такое брожение? Ученые считали, что это результат химического взаимодействия веществ. Но почему тогда процесс брожения так капризен?

И Пастер приникает к окуляру своего микроскопа. В капле свекольной патоки, взятой из «здоровых» чанов, он видит множество крошечных шариков. Они желтоватого цвета, а внутри каждого шарика мерцают странные светлые точки. Пастер знает, что именно такие шарики находили все исследователи во всех случаях брожения.

Но что это за шарики?

И вдруг он видит, что некоторые из шариков, лежащих кучками и цепочками, выпускают боковые отростки, ветвятся, делятся. Они растут и размножаются, эти шарики! Значит, они живые!

Пастер поражен. И тут он вспоминает, что за несколько лет до этого другой французский ученый, Каньяр Тур, наблюдал такую же картину.

«Несомненно, что именно эти живые шарики вызывают брожение и превращают сахар в спирт», — заявил тогда Каньяр Тур.

«Если это так, — думает Пастер, — то, значит, все виды брожения вызываются такими же крошечными, невидимыми простым глазом существами».

Но почему все же нет спирта в «больных» чанах винокуренного завода? Пастер рассматривает каплю патоки, взятой из этих чанов, и недоумевает. Куда девались живые шарики? Их здесь нет и в помине. Но, присмотревшись, он видит другое: массу еще более мелких палочкообразных существ, которые, сцепившись в длинные нити, вибрируют и прямо-таки кишат в патоке.

Исследуя свекольный сок с такими палочками, Пастер не нашел в нем спирта, но зато обнаружил много молочной кислоты. Именно такая кислота образуется в молоке при его скисании.

В каждой капле кислого молока оказалось много таких же точно живых палочек, что и в «больных» чанах с винокуренного завода. Видимо, эти палочки, образуя молочную кислоту, и заквашивают молоко, превращают его в простоквашу.

«Не значит ли это, — заключил Пастер, — что палочки молочно-кислого брожения мешают шарикам, вызывающим спиртовое брожение?» Поселившись в свекольной патоке, палочки питаются сахаром, но превращают его не в спирт, а в молочную кислоту, при избытке которой шарики спиртового брожения нормально жить не могут. Значит, если оградить бродильные чаны от проникновения в них палочек молочно-кислого брожения, то шарики будут развиваться нормально и превратят сахар в спирт.

Пастер понял, что он сделал значительное научное открытие.

«Теперь ясно, — думает он, — что есть существа невидимки, которые являются истинной причиной брожения. И человек может и должен найти способ управлять работой этих крошечных существ».

Какая поразительная мысль! Почти двести лет прошло с тех пор, как люди впервые увидели микробов. Но никто не подозревал их истинной роли. А ведь они производят огромную работу. Миллионы литров спирта, необходимого для промышленности и медицины, море вина различных сортов, неистощимые реки пива — все это результат работы «маленьких животных». Человек не знал о них, а они всё же работали на него. А теперь люди смогут проникнуть в тайны этих существ. И кто знает, сколько полезного смогут они еще дать человечеству!

Есть ли более увлекательная задача для ученого-исследователя? И Пастер — химик становится Пастером — исследователем микробов.

Много ли знал Пастер о микробах в этот решающий час своей жизни? Да почти ничего. Поэтому он пытается наверстать упущенное. Дается это нелегко. Ведь к тому времени «маленьких животных» Кирхера и Левенгука, Спалланцани и Тереховского почти вовсе позабыли.

Было время, когда микробы вызывали любопытство у одних, живой интерес — у других. Разглядывать невидимок в микроскоп было модным занятием. Ученые наблюдали, зарисовывали и подробно описывали обитателей капли воды. Но постепенно интерес иссяк. Возиться с невидимками казалось бесплодным занятием. И люди обратились к другим делам, а на «маленьких животных» махнули рукой.

И вот теперь открытие Луи Пастера вновь привлекло к микробам всеобщее внимание.

Сотни ученых направили свои микроскопы на обитателей невидимого мира. Они изучили природу организмов, вызывающих спиртовое и молочно-кислое брожение, и нашли им место в общем ряду микроорганизмов.

Палочки, вызывающие появление молочной кислоты, оказались микроскопическими растениями — бактериями. А шарики спиртового брожения — микроскопическими грибами. Конечно, не следует путать их с нашими маслятами, рыжиками и боровиками. То, что мы называем в обиходе грибами, — не грибы, а только плодовые тела — органы размножения некоторых грибов. Любители собирать грибы знают, что под ножкой любого груздя, подосиновика или другого гриба в почве, среди прелых листьев и прошлогодней хвои, всегда есть какой-то белый налет. Если на этот налет посмотреть в сильную лупу, можно заметить, что он состоит из массы переплетенных нитей. Вот это и есть настоящий гриб или, как говорят, грибница.

Примерно так же, как грибница, устроены и микроскопические грибы. Их можно видеть даже невооруженным глазом. Это плесень. Та самая, что образуется на лежалом хлебе, загнивающих фруктах, на сырых стенах домов.

Посмотрите на плесень в лупу, и вы увидите множество крохотных, очень красивых растений. Каждое состоит из тончайших нитей — грибницы. Над грибницей поднимаются тоненькие столбики. На вершине некоторых столбиков сидят круглые головки, а в головках — куча мелких спор, зародышей будущих грибков. Есть и такие столбики, которые не имеют головок, а ветвятся на верхушке, точно маленькое деревце. Каждая веточка сложена из маленьких шариков. Это тоже споры.

И вот оказалось, что живые шарики, вызывающие брожение, — ближайшие родственники плесеней. Это одноклеточные микроскопические грибки. Их назвали дрожжевыми грибками и установили, что одни дрожжевые клетки предпочитают жить и размножаться в пивном солоде, другие — в виноградном сусле, третьи — в свекольной патоке, и т. д. Эти мельчайшие, так похожие друг на друга существа оказались весьма различными по своим прихотям.

Так постепенно накапливались знания о дрожжах и их свойствах.

А что делал в это время Пастер?

Он продолжал деятельно работать. Ученый ездил по стране, заглядывал в чаны винокуренных и пивоваренных заводов и всюду искал микробов. И надо сказать, что его поиски не были безрезультатными.

В эти годы Франция подписала торговое соглашение с Англией на поставку французских вин. Эти вина славились на весь мир, и англичане, подписавшие соглашение, были очень довольны. Но, когда партии французских вин стали прибывать в Англию, оказалось, что их никто не хочет покупать. Вина были испорчены: горькие, вязкие, маслянистые.

Что же случилось с хорошими французскими винами?

Этим вопросом и занялся Пастер. Он поехал на свою родину, в сельскую местность, ходил там по домам крестьян — виноградарей и виноделов — и собирал разные сорта вин. Он уже знал, что именно дрожжи превращают виноградный сок в вино, и теперь был заранее уверен в том, что есть еще какие-то микроскопические существа, которые мешают дрожжам, портят их работу.

Ведь именно так обстояло дело в бродильных чанах со свекольной патокой.

Предположение оправдалось. Когда Пастер посмотрел в микроскоп на каплю горького вина, он нашел там десятки тысяч бактерий, собранных в красивые нити вроде бус. В вине с вязким вкусом оказались уже другие бактерии, а в маслянистом — третьи.

Тогда Пастер объявил, что он может определять вкус и качество любого вина, не беря его в рот. Виноделы, конечно, не поверили. И все же собрались у Пастера. Им хотелось посмеяться над этим, как они думали, свихнувшимся человеком. Однако повеселиться виноделам не пришлось. К их удивлению, Пастер смотрел на каплю вина в микроскоп и безошибочно ставил диагноз: «здоровое» вино или «больное», и если больное, то какой именно болезнью.

Но Пастер не только поразил своих земляков. Он дал им нечто большее.

«Хотите, чтобы ваши вина больше не болели? — спросил он их. И, не ожидая ответа застывших от удивления слушателей, продолжал: — Знайте же, что, если подогреть вино тотчас после того, как закончилось брожение, подогреть его только немного, до температуры в шестьдесят градусов, и лишь на тридцать минут, все посторонние микробы будут убиты и вино не испортится».

Рецепт, «прописанный» Пастером, действовал безотказно. Французские вина были спасены.

В дальнейшем этот метод получил в честь Пастера название «пастеризации» и стал широко применяться для сохранения различных скоропортящихся продуктов.

В эти годы Пастер жил уже в Париже. Он занимал там пост директора научного кабинета Парижской педагогической школы и оборудовал при школе небольшую лабораторию для исследований.

Имя Пастера-ученого стало широко известным. Он был еще и хорошим лектором. Люди охотно собирались, чтобы послушать его воодушевленную речь во славу крошечных существ, которые денно и нощно беззвучно и невидимо работают на благо человека.

Пастер читал свои лекции и, наверное, даже не подозревал, что самые великие его открытия еще впереди.

Началось с того, что Пастера пригласили принять участие в лечении шелковичных гусениц. Опыт шелководства был перенесен в Европу из Китая, и крестьяне на юге Франции успешно разводили тутового шелкопряда, из коконов которого получают натуральный шелк.

И вот с некоторого времени появилось повальное заболевание гусениц шелковичной бабочки. Эпидемия быстро распространялась из страны в страну, грозя полностью истребить весь род тутового шелкопряда.

Пастер не был врачом, а с шелководством был знаком только понаслышке. И все же он поехал в районы шелководства. Вместе с ним туда отправились многие знаменитые ученые. Каждый из них пытался отыскать причину заболевания гусениц. В результате было предложено много объяснений, которые противоречили одно другому.

Только Пастер с самого начала оказался на правильном пути. Верный своей идее о большой роли микробов в природе, он сначала предположил, а потом сумел доказать, что болезни шелкопряда вызываются микробами. Болезнетворные невидимки передаются от насекомого к насекомому, и эпидемия быстро распространяется.

Установив причину болезни, Пастер научил шелководов, как определять болезнь и как отделять больных гусениц от здоровых. Шелководство было также спасено.

История с болезнями тутового шелкопряда была только небольшим эпизодом в жизни Пастера. Но он все чаще, все настойчивее думал о своей поездке на шелковичные плантации. Все чаще и чаще его посещала мысль, которой он сам пугался.

«Раз микробы могут вызвать болезни шелковичных червей, — размышлял ученый, — то не следует ли из этого, что именно микробы являются причиной заболеваний других животных и человека?»

И, когда приходили подобные мысли, сразу блекли, тускнели хвалебные гимны, которые сам Пастер расточал полезным микробам — друзьям человека.

Вместо армии невидимых работников на винокуренных и пивных заводах перед его мысленным взором рисовались иные картины.

Он видит страшные эпидемии чумы, холеры и тифа, которые проносились над землей в древние времена. Он видит отчаявшихся людей, бессильных в борьбе с болезнями.

«Но разве с тех пор человек стал более могущественным? — спрашивал себя Пастер. — И разве прекратились эпидемии?»

Нет, ничего, по существу, не изменилось.

В XVII веке сыпной тиф прокатился по Европе и опустошил города и села. В XVIII веке в Россию проникла из Турции чума и в 1771 году в одной только Москве унесла семьдесят пять тысяч жизней — почти четверть населения города. В XIX веке, в годы вторжения Наполеона в Россию, в обеих армиях — русской и французской — от тифа погибло гораздо больше людей, чем в сражениях.

Да и сам Пастер хорошо помнит повальные эпидемии холеры. Ведь эта страшная болезнь только за первую половину XIX века уже несколько раз обошла всю Европу.

А миллионы детей, каждый год умирающих от дифтерита? А сотни тысяч раненых, погибающих от заражения крови даже при пустячной ране? А непосильная дань, которую платит человечество туберкулезу, уносящему больше жертв, чем все войны вместе взятые?

Пастер еще не доказал, что все эти болезни вызываются микробами, но он уже твердо уверен в этом. Думая об этом, Пастер содрогался. Ему казалось, что он чувствует, как вокруг него движутся огромные невидимые армии беспощадных врагов, готовых ежеминутно обрушиться на людей и истребить их.

Можно ли сидеть сложа руки в виду такой грозной опасности?

Конечно, охота за страшными микробами холеры или сибирской язвы — это не спокойная прогулка по винокуренным заводам. Здесь на каждом шагу грозит смертельная опасность.

Но Пастер не задумываясь отправляется в путь.