Адамзат бактериялар туралы қашан білді?

Микроорганизмдер әлемі адам көзінен ұзақ уақыт жасырын қалды, олардың өмір мен денсаулыққа үздіксіз әсер етуіне қарамастан. Оптикалық аспаптардың дамуы ғана бұл көрінбейтін әлемге, бізбен қатар миллиардтаған жылдар бойы бар болған әлемге есік ашты. Кішкентай тірі заттардың ашылуы аурулар, ашу процестері және өмірдің табиғаты туралы көзқарастарды түбегейлі өзгертті. Бұл микробтарға алғашқы бақылаудан олардың рөлін түсінуге дейінгі жол ғалымдардың ғасырлар бойы жасаған шыдамды еңбегін қажет етті. Бүгін біз адамзаттың бактериялық әлеммен танысу тарихын қарастырамыз.

Микроскоп арқылы алғашқы бақылаулар

Голландиялық саудагер және өздігінен үйренген Антони ван Левенгук жетінші ғасырдың ортасында қолмен жасалған бірегей линзаларды жасады. Оның микроскоптары екі жүз жетпіс есе ұлғайтуға мүмкіндік берді, бұл онымен бір кездескен ғалымдардың аспаптарынан асып түсті. Алты жүз жетпіс төртінші жылы ол Беркель көлінен алынған су тамшысында «ең кішкентай жануарларды» алғаш рет сипаттады.

Алғашқы ашулардың негізгі кезеңдері:

• Левенгук тіс науқанынан бастап жаңбыр суына дейін әртүрлі үлгілерді зерттеді; ол өз заманы үшін таңғажайып дәлдікпен көрген заттарды суреттеді; оның Лондон корольдік қоғамына жазған хаттары микробтар туралы алғашқы ғылыми куәліктер болды;
• ғалым микроорганизмдердің әртүрлі пішіндерін ажыратып, оларды «дөңгелектер» немесе «таяқшалар» деп атады; ол шіріген заттарда олардың санының едәуір көбейетінін байқады; осындай бақылаулар заманынан екі ғасырға озған еді;
• қазіргі замандастары оның хабарламаларына эксперименттерді қайталау мүмкіндігі жоқтықтан сенбей қарады; оның линзаларының бірегейлігі бақылауларды басқа зерттеушілердің тексеруін мүмкін етпеді; тек ондаған жылдар өткен соң технологиялар оның ашуларын растауға мүмкіндік берді.

Бұл алғашқы суреттер жаңа ғылымның бастамасын қалады, бірақ микробтардың маңыздылығын түсіну әлдеқайда кейін келді.

Өздігінен туылу туралы даулар дәуірі

Ұзақ уақыт бойы тірі заттардың өлі материядан спонтанды туылу теориясы үстем болды. Көпшілік құрттардың калдан, ал шыбындардың шіріген еттен пайда болатынын сенді. Осындай көзқарастар микроорганизмдердің шынайы табиғатын және табиғи процестердегі рөлін түсінуге кедергі болды. Тек мұқият эксперименттер ғана тереңінен орныққан қате көзқарастарды жоюға мүмкіндік берді.

Осы кезеңнің негізгі эксперименттері:

1. Франческо Реди алты жүз алпыс жылы шыбын личинкалары еттен емес, жұмыртқадан пайда болатынын дәлелдеді. Ол еті бар ыдыстарды марлямен жауып, ересек жәндіктердің қол жетімділігін шектеді. Жабық ыдыстарда личинкалар мазмұны шірігеніне қарамастан пайда болмады.
2. Лазаро Спалланцани жеті жүз алпыс жылы қуыстары бекітілген колбалардағы бульонды қайнатты. Стерильді жағдайда микроорганизмдер апталар өткен соң да пайда болмады. Оның жұмысы сыртқы ортадан зақымданудың қажеттілігін түсінуге маңызды қадам болды.
3. Луи Пастер сегіз жүз алпыс жылы ерекше пішінді колбалармен танымал эксперимент жүргізді. Иілген мойындар ауаның өтуіне мүмкіндік берді, бірақ шаң мен микробтарды ұстады. Мұндай ыдыстардағы бульон айлар бойы стерильді күйінде қалды.

Бұл зерттеулер микробтарды сыртқы ортадан таралатын тірі заттар ретінде мойындауға дайындық болды.

Медициналық микробиологияның қалыптасуы

Он тоғызыншы ғасырда ғалымдар микроорганизмдер мен нақты аурулар арасындағы байланысты орнатуға кірісті. Игнац Земмельвейс алғаш рет хирургтардың қолдарын жәндіктерден кейін хлорлы әктің ерітіндісімен залалсыздандыруды ұсынды. Оның әдісі Вена клиникасында босану қызбасынан өлім-жітімді күрт төмендетті. Бірақ венгр дәрігерінің идеялары коллегаларының қатты қарсылығына ұшырады.

Патогенді бактерияларды түсіну бойынша маңызды жетістіктер:

• Роберт Кох ауруға микробтың қатысын дәлелдеудің қатаң критерийлерін әзірледі; оның постулаттары ауру организмінен қоздырғышты бөліп алу мен сау организмде ауруды қайта жасауды талап етті; осындай тәсіл сиыр шешек және туберкулёз қоздырғыштарын анықтауға мүмкіндік берді;
• Луи Пастер бешікке қарсы алғашқы вакцинаны әлсіретілген вирусты қолданып жасады; оның жұмысы жұқпалы ауруларды алдын алу мүмкіндігін дәлелдеді; патогендерді әлсірету әдістері заманауи иммунопрофилактиканың негізін қалады;
• Джозеф Листер карбол қышқылын қолдану арқылы хирургиялық тәжірибеге антисептиканы енгізді; оның клиникасында операциядан кейінгі өлім-жітім қырық бес пайыздан он бес пайызға дейін төмендеді; оның ұстанымдары медицинада асептиканың негізіне айналды.

Бұл ашулар микробиологияны қызықты бақылаудан өмір сақтайтын тәжірибелік ғылымға айналдырды.

Технологиялық прогресс пен жаңа көкжиектер

Микроскопияның және бояу әдістерінің дамуы бактериялардың құрылымын терең зерттеуге мүмкіндік берді. Пауль Эрлих микроорганизмдердің әртүрлі топтарын ажырататын дифференциалды бояу техникасын әзірледі. Ханс Кристиан Грамм ұсынған Грамм бояуы бактерияларды жіктеу үшін қазіргі күнге дейін қолданылады. Бұл әдістер көрінбейтін әлемді жүйелі зерттеуге қолжетімді етті.

Қазіргі заман зерттеу әдістеріне мыналар жатады:

• жасушалардың ультрақұрылымын нано деңгейде ашатын электрондық микроскопия; осындай аспаптардың ажырату қабілеті нанометрдің үлестеріне жетеді; ғалымдар бактериялық жасушаның ішіндегі жеке молекулаларды бақылай алады;
• микроорганизмдердің ДНҚ-сын анықтау үшін полимеразалық тізбекті реакция; бұл әдіс патогендерді өсірмей-ақ анықтауға мүмкіндік береді; талдаудың сезімталдығы генетикалық материалдың жеке көшірмелеріне дейін жетеді;
• бактериялардың эволюциясы мен қызметтерін зерттеу үшін геномдарды секвенировкалау; мыңдаған түрлердің толық генетикалық карталары халықаралық дерекқорларда қолжетімді; осындай зерттеулер антибиотикке төзімділік механизмдерін ашады.

Бұл технологиялар микробтық әлем туралы түсінігіміздің шекараларын кеңейте береді.

Бактерияларды ашу ғылым тарихындағы ең үлкен жаңалықтардың бірі болып табылады, ол тек медицинаны ғана емес, ауыл шаруашылығын, өнеркәсіпті және экологияны да өзгертті. Левенгуктің алғашқы суреттерінен қазіргі заман геномдық зерттеулеріне дейінгі жол көптеген зерттеушілердің үш ғасырдан астам шыдамды еңбегін қажет етті. Бүгін біз микробтық әлемнің бізге тек қоршап қана қоймай, сонымен қатар адам ағзасы мен планеталық экожүйелердің бөлінбес бөлігі екенін түсінеміз. Мүмкін, бұл тарихтың басты сабағы – ең кішкентай тіршілік иелері адамзат тағдырына ең үлкен әсер ете алатынын түсіну болып табылады.