З історії розвитку мікробіології
Мікробіологія порівняно молода наука. Вона зародилася наприкінці XVII
ст. Тоді вже було зроблено великі географічні відкриття, розвинулось
мореплавство, торгівля, почалось інтенсивне вивчення рослинного і
тваринного світу Америки, Австралії, Центральної Африки, Індії та інших
маловідомих на той час країн. Все це сприяло розвиткові природничих
наук. Великих успіхів досягай і такі галузі знань, як механіка, оптика.
Практична потреба в знаряддях та інструментах (зокрема оптичних) для
мореплавства, астрономічних спостережень тощо дала поштовх до розробки і
удосконалення конструкцій різних оптичних приладів. У 1590 р. в
Голландії в м. Міддельбурзі шліфувальники скла брати Ганс і Захарій
Янсени сконструювали прилад зі збільшувальних скелець, а в 1610р. Г.
Галілей виготовив перший мікроскоп. У 1619 р. з’явився дволінзовий
мікроскоп голландського фізика Кор-нелія Дреббеля. Так було винайдено
прототип сучасного світлового мікроскопа.
Якщо вважати, що мікробіологія виникла тоді, коли людина вперше побачила
і описала мікробів, то можна точно встановити «день народження» науки та
ім’я її засновника. Цією людиною є голландський натураліст Антоні ван
Левенгук (1632—1723), Виготовлені Левенгуком мікроскопи були
найдосконалішими на той час (рис. 1). Вони збільшували досліджуваний
об’єкт у 160—300 разів. Вивчаючи за допомогою таких мікроскопів зубний
наліт, дощову і колодязну воду, а також різні настої, він виявив у них
безліч дрібних, різних за формою «живих звіряток» (рис. 2).
Свої спостереження А. Левенгук старанно описував, замальовував і
надсилав до Лондонського королівського товариства, членом якого його
згодом було обрано. 17 вересня 1683 р. він, здивований побаченим, писав:
«Я дослідив слиз, що залягає між зубами, і побачив безліч дуже маленьких
звіряток, які жваво рухались… У моєму роті їх більше, ніж людей в
Об’єднаному королівстві». Більшу частину своїх спостережень він
опублікував у 1695 р. у книжці «Таємниці природи, відкриті А.
Левенгуком» («Агеапа паШге сіеїесїе аЬ Апіопіо уап Ьеешуаппоск»).
Відкриття А. Левенгука були настільки несподіваними і навіть
фантастичними, що протягом майже 50 наступних років викликали загальний
подив. Перебуваючи в Голландії в 1698 р., Петро І відвідав А. Левенгука
і ознайомився з його дослідами. З цієї поїздки цар при-
З Історії розвитку мікробіології
віз у Росію подарований А. Левенгуком мікроскоп. У 1716 р. у майстернях
при дворі Петра І виготовлено перші в Росії мікроскопи.
Отже, відкриття А. Левенгука поклали початок розвитку мікробіології,
викликали зацікавлення до вивчення її таємничих об’єктів. Однак тривалий
час (майже до середини XIX ст.) мікробіологія мала в основному описовий
характер. Перший період розвитку цієї науки,
Рис. 1
Мікроскоп А. Левенгука:
А, В — вигляд ззовні; Б – схема будови.
1 — щілина; 2 — рухома голка, на якій вміщують досліджуваний об’єкт, 3 —
гвинт для наведення різкості
який увійшов в історію під назвою морфологічного періоду, був початком
нагромадження фактичного матеріалу. Вивчення морфології мікробів було
доступніше, ніж дослідження їхньої функціональної діяльності, і тому
саме на визначенні форми й зосереджено увагу в перших мікробіологічних
працях. Але й під час вивчення морфології мікроорганізмів доводилось
обмежуватися здебільшого констатацією фактів, бо інструменти, якими
користувались тоді, були дуже примітивними. Мабуть, цим і пояснюється
те, що
ВСТУП
видатний природознавець К. Лінней (1707—1778), який створив штучну
систему живої природи, стверджував, що мікроорганізми належать до одного
загального роду, назвавши його «хаос». «Вони надто маленькі, надто
туманні й ніхто ніколи про них нічого певного не взнає…», писав він
наприкінці XVIII ст.
Проте зазначимо, що не всі вчені того часу поділяли думку Карла Ліннея.
Вагомий внесок у розвиток молодої науки зробили відомі
Рис. 2
Різні форми бактерій (малюнок А. Левенгука, 1683)
вчені-природознавці Л. Спалланцані (1729-1799), М. М. Терехов-ський
(1740-1796), Д. С. Самойлович (1744-1805) та інші.
Вихованець Києво-Могилянської академії і Страсбурзького університету М.
М. Тереховський у своїй праці «Про наливочний хаос Ліннея» розглядає
природу виникнення мікробів. Він уперше розробляє експериментальний
метод дослідження бактерій, встановлює, що для розвитку мікроорганізмів
потрібен кисень, що мікроби перед поділом ростуть. Він робить висновок,
що мікроби є справжніми живими істотами, і першим доводить
неспроможність теорії про довільне зародження життя (що пізніше
блискучими експериментами підтвердив Л. Пастер).
Результати досліджень М. М. Тереховського залишались тривалий час
маловідомими через поширену думку про неможливість
10
З історії розвитку мікробіологи
вивчення мікроорганізмів. Тому досить довго не було встановлено ні місце
мікробів серед інших живих істот, ні роль і значення їх у природі,
незважаючи на те, що таку спробу було зроблено в 1773 р. датським
природознавцем О. Ф. Мюлером, який усі відомі тоді бактерії розподілив
на два роди. Тільки через 63 роки після цього (1838) вийшла в світ праця
К. Еренберга «Інфузорії як досконалі організми», в якій автор,
користуючись порівняльним методом, поділив клас інфузорій на 22 родини.
Три родини цього класу — Васіегішп, ЗрігіПит, Зрігоспаеїа — К. Еренберг
відніс до групи мікроорганізмів. Систематика мікробів К. Еренберга була
значним кроком уперед, і з’явилася вона як результат застосування
порівняльного методу, який посів панівне місце в природознавстві,
особливо після виходу в світ геніальної праці Ч. Дарвіна «Походження
видів шляхом природного добору» (1859). Отже, експериментальні
дослідження мікробів, започатковані М. М. Тереховським, застосовувались
дедалі ширше.
Справжній переворот у мікробіології пов’язаний з ім’ям видатного
французького природознавця, засновника сучасної мікробіології Луї
Пастера (1822-1895). Про велике значення його праць, характер і обсяг
його наукової діяльності може свідчити вже сам перелік проблем, які
вивчав і успішно розв’язав цей геніальний вчений протягом свого життя. У
1857 р. він довів, що спиртова ферментація є результатом життєдіяльності
дріжджів. У 1860 р. встановив, що мікроби поширені всюди, що з повітря
вони можуть потрапляти до різних настоїв, на різні продукти і
спричинювати їхнє гниття. Це спостереження наштовхнуло його на думку, що
мікроби не зароджуються під час розкладу решток тваринних і рослинних
організмів, а за відповідних сприятливих умов довкілля розмножуються на
цих субстратах.
Луї Пастер виступив із незаперечними доказами проти панівної тоді думки
про самозародження мікробів. Експериментальне підтвердження (рис. 3)
неможливості самозародження мікроорганізмів стало значним досягненням у
науці саме тому, що з ним пов’язувалась доктрина «абіогенезу» — вчення
про спонтанне виникнення живих істот із неживої матерії. У 1865 р. Л.
Пастер вивчив причини «хвороб» вина й пива. Завдяки його дослідженням
стало відомо, що ці «хвороби» спричинюють особливі мікроби, які
розвиваються разом із дріжджовими грибами. Л. Пастер розробив і
запропонував засіб боротьби з цими «хворобами» — термічну обробку рідин,
у результаті якої гинуть всі безспорові мікроби. Цей метод названо на
честь автора пастеризацією.
ВСТУП
У 1865 р. французький уряд звернувся до Л. Пастера з проханням допомогти
шовківникам, які зазнали великих збитків від захворювань гусені
шовкопряда. Завдяки інтенсивним дослідженням Л. Пас-теру вдалося
встановити, що ці хвороби також спричинюються мікробами. Запропонований
ним простий спосіб відбору здорової грени дав змогу ліквідувати
епізоотію, яка загрожувала шовківництву не тільки у Франції, айв інших
країнах. Л. Пастер також дійшов висновку, що чимало хвороб тварин і
людини спричинюються мікроорганізмами.
Свої досліди в цьому напрямі він почав із вивчення сибірки, яка
завдавала великої шкоди тваринництву Франції. Про результати своїх
досліджень Л. Пастер доповів на засіданні Французької академії ЗО квітня
1878 р. Цей день став днем народження науково обгрунтованої медичної
мікробіології.
о.
Рис. З
Колба Пастера, за допомогою якої було
доведено неможливість спонтанного
самозародження мікроорганізмів
Пряме відношення до медицини мають два цикли праць Л. Пастера:
дослідження, які з’ясовують роль мікроорганізмів в етіології інфекційних
захворювань, і дослідження, пов’язані зі встановленням принципів
застосування профілактичних щеплень. Розроблений ним метод профілактики
людини і тварин є основним засобом боротьби проти інфекційних хвороб. В
основу методу покладено його спостереження над дією ослаблених культур
курячої холери, введених в організм тварин. У 1881-1885 рр. Л. Пастер
розробив методи виготовлення живих вакцин проти сибірки і сказу, що
відіграло величезну роль у боротьбі з цими тяжкими хворобами.
Таким чином, працями Л. Пастера було закладено підвалини другого періоду
розвитку мікробіології, який дістав назву ф і з і о –
12
З історії розвитку мікробіологи’
логічного. Центр уваги у вивченні мікробів перенесено на дослідження
їхніх фізіологічних функцій. Такий підхід до вивчення світу
мікроорганізмів мав вирішальне значення для подальшого розвитку цієї
науки і вивів її на широкий шлях практичних застосувань. Праці Л.
Пастера із з’ясування природи процесів бродіння заклали основи
промислової мікробіології, а вивчення ролі мікробів в інфекційному
процесі й розробка принципів боротьби із заразними хворобами поклали
початок медичній мікробіології.
Майже водночас з відкриттям Л. Пастера з’явилися відомі праці видатного
німецького мікробіолога Роберта Коха (1843—1910). Відкриття збудників
сибірки, туберкульозу, холери належать саме йому. Р. Кох розробив низку
спеціальних методів досліджень, які й тепер використовують мікробіологи
(виділення чистої культури бактерій на твердому поживному середовищі,
забарвлення мікробів аніліновими барвниками, використання імерсійної
системи і конденсора Аббе у мікроскопуванні, мікрофотографуванні тощо).
Способи дезінфекції, запропоновані Р. Кохом, і тепер успішно
використовуються в медичній практиці. Докази про патогенність того чи
іншого мікроба дістали назву тріади Генле—Коха, а відкритий у 1882 р.
збудник туберкульозу названо паличкою Коха. В 1905 р. Р. Коху присуджено
Нобелівську премію за досягнення в розвитку медицини.
Важливим є вклад у мікробіологію і наших вітчизняних вчених: Л. С.
Ценковського, 1.1. Мечникова, С. М. Виноградського, Д. Й. Іва-новського,
М. Ф. Гамалії, Д. К. Заболотного, М. С. Вороніна, В. Л. Оме-лянського,
Б. Л. Ісаченка, Г. А. Надсона та багатьох інших.
Одним із засновників вітчизняної школи мікробіологів є Л. С. Ценковський
(1822—1887). У праці з систематики мікроорганізмів «Про нижчі водорості
та інфузорії» він визначив місце бактерій у системі живих організмів,
зазначив близькість їх до синьозелених водоростей. Л. С. Ценковський
описав низку мікроскопічних грибів, водоростей і найпростіших, а також
виготовив вакцину проти сибірки.
Поряд з іменами Л. Пастера та Р. Коха стоїть ім’я видатного
вче-ного-природознавця І. І. Мечникова (1845-1916). З його ім’ям
пов’язана розробка теорії боротьби організму людини і тварини з
хвороботворними мікробами, які потрапили до нього — теорія фагоцитарного
імунітету. «Хвороба — битва в людському організмі між двома великими
юрмами, — писав І. І. Мечников, — незліченною юрмою мікробів — збудників
хвороби і такою ж юрмою рухливих клітин крові — лейкоцитів, що здатні
захоплювати мікробів
13,
ВСТУП
і перетравлювати їх. Від результатів цієї битви залежить перебіг
хвороби, лікування й одужання організму». Своїми класичними працями І.
І. Мечников зробив великий внесок у розробку вчення про антагонізм
мікробів. Відкриття і теоретичне обґрунтування цього явища стало основою
для промислового виробництва антибіотиків. І. І. Мечников є також
автором відомої теорії боротьби з передчасним старінням людського
організму. «Автоінтоксикація (самоотруєння) гнильними бактеріями, які
паразитують у товстих кишках, безперечно, є однією з найважливіших
причин затвердіння артерій і ранньої старості», — писав І. І. Мечников.
Для боротьби з передчасним старінням він рекомендував вживати
молочнокислі бактерії як антагоністи гнильних мікробів.
Водночас із І. І. Мечниковим проблемою несприйнятливості організму до
інфекційних захворювань займався відомий німецький лікар, мікробіолог П.
Ерліх. Він створив теорію гуморального імунітету, довкола якої точилася
вперта і тривала боротьба думок, що поділила вчених на два табори —
прихильників П. Ерліха та прихильників І. І. Мечникова. Завдяки широкій
дискусії та численним дослідженням було встановлено, що
несприйнятливість до інфекційних хвороб залежить як від клітинних, так і
від гуморальних факторів. Обидві теорії виявились правильними. 1908 р.
за розробку вчення про імунітет 1.1. Мечникову і П. Ерліху було
присуджено Нобелівську премію. Все це дає підстави вважати 1.1.
Мечникова, поряд з Л. Пастером і Р. Кохом, одним із засновників медичної
мікробіології. З ім’ям І. І. Мечникова тісно пов’язаний розвиток
мікробіології в Україні. Навколо вченого гуртувалися найкращі діячі
вітчизняної мікробіологічної науки: Г. Н. Габричевський, О. М. Безредка,
М. Ф. Га-малія, І. Г. Савченко, Л. О. Тарасевич, Д. К. Заболотний, В. Л.
Оме-лянський, М. Я. і Ф. Я. Чистовичі та багато інших. 1.1. Мечников був
організатором першої бактеріологічної станції в Одесі.
Учень Л. Пастера, найближчий співробітник і друг 1.1. Мечникова, М. Ф.
Гамалія (1859-1949) заснував у 1886 р. другу в світі пастерівську
станцію в Одесі і першим на практиці почав застосовувати щеплення проти
сказу. Він провів низку цінних досліджень з епідеміології чуми,
бактеріології туберкульозу, розробив заходи щодо ліквідації віспи. В
1898 р. М. Ф. Гамалія вперше описав явище бактеріофагії у паличок
сибірки.
Загальну пошану здобув своїми працями видатний український мікробіолог,
президент АН УРСР Д. К. Заболотний (1866-1929). Він організував першу в
світі кафедру епідеміології при Одеському
З історії розвитку мікробіології
медичному інституті. Багато зусиль і праці віддав Д.К. Заболотний
вивченню чуми, холери, сифілісу, дифтерії, черевного й висипного тифів
тощо. Він обгрунтував епідеміологічну роль бабаків в утворенні природних
вогнищ чуми. Д. К. Заболотний — засновник Інституту мікробіології і
епідеміології, нині Інститут мікробіології і вірусології НАН України, що
носить його ім’я.
Всьому світові відоме ім’я Д.Й. Івановського (1864—1920), видатного
природознавця, засновника сучасної вірусології. В 1892 р., вивчаючи
мозаїчну хворобу тютюну, Д. Й. Івановський відкрив раніше не відомі
субмікроскопічні істоти, які одержали назву вірусів. Це відкриття
засвідчило, що поряд з клітинними формами існують живі системи,
позбавлені клітинної структури. Цим було закладено фундамент нової науки
— вірусології.
Ще в дореволюційний період простежується помітний розвиток
мікробіологічної науки. Засади класифікаційно-систематичного її напряму
було розроблено у працях видатних вітчизняних учених-мікробіологів Л. С.
Ценковського, А. І. Артарі, Г. А. Надсона та інших.
Еколого-фізіологічний напрям плідно розвивав у своїх працях один із
засновників ґрунтової мікробіології, видатний російський учений С.М.
Виноградський (1856-1953). Він увів мікроекологічний принцип у
дослідження мікроорганізмів. Докладне вивчення С. М. Виноградським
морфології і живлення сіркобактерій, нітрифікуючих і залізобактерій
сприяло відкриттю важливого біологічного процесу — хемосинтезу.
Дослідження С. М. Виноградського показали, що мікроорганізми здійснюють
велику геохімічну роботу, беручи участь у кругообігу речовин у природі.
Відкриття в 1880 р. Ф. М. Каменським явища співжиття рослин із грибами
(мікориза), а в 1886 р. М.С. Вороніним — явища співжиття рослин із
бульбочковими бактеріями певною мірою підготували ґрунт для подальших
досліджень С. М. Виноградського. У 1893 р. він відкрив фіксацію
атмосферного азоту в ґрунті вільноживучими бактеріями. Виділений ним
новий вид вільноживучих азотфіксуючих бактерій було названо на честь Л.
Пастера (Сіовігісііит разїеигіа-пит).
Для розвитку загальної і особливо ґрунтової мікробіології велике
значення мають праці видатного голландського мікробіолога М. Бейерінка
(1851—1931). Використовуючи мікроекологічний принцип, він вперше виділив
із грунту у чисту культуру аеробних вільно-живучих і симбіотичних
азотфіксаторів — азотобактера і бульбочко-
ВСТУП
1&>Y*’лч*’>/гЧп&
вих бактерій. М. Бейерінк поряд із С.М. Виноградським є засновником
екологічного напряму розвитку мікробіології.
Разом з С.М. Виноградським успішно вивчав процеси нітрифікації,
азотфіксації та екологію мікроорганізмів ґрунту його талановитий учень
В.Л. Омелянський (1867-1928). Він уперше виділив у чисту культуру і
вивчив фізіологію бактерій, які розкладають клітковину і пектинові
речовини, а також бактерії, що світяться та утворюють ароматичні
речовини. Написаний ним у 1909 р. підручник «ОсновьІ микробиологии»
витримав десять видань, не втративши цінності й у наші дні.
Значним внеском у розвиток загальної і ґрунтової мікробіології стали
праці відомих німецьких мікробіологів — Г. Мюллера, Г. Шле-геля та
інших, а дослідження біохімії процесу азотфіксації фінського вченого А.
Віртанена були удостоєні Нобелівської премії. Необхідно також відзначити
фундаментальні праці з сільськогосподарської мікробіології відомого
американського вченого 3. Ваксмана «Принципи ґрунтової мікробіології»,
угорського мікробіолога Д. Фехерата інших дослідників.
Досягнення мікробіології у XX ст. значною мірою зумовлені з розвитком
третього напряму, який дістав назву біохімічного. Саме вивчення
біохімічної діяльності мікроорганізмів привело до виникнення біохімії і
генетики мікробів. Першочергове значення для розвитку цього напряму мали
класичні дослідження В. І. Палла-діна (1859-1922), С. П. Костичева
(1877-1931), В. С. Буткевича (1872-1942), пов’язані з дослідженням
процесів дихання та бродіння мікроорганізмів. Глибоке вивчення
фізіології і біохімії мікроорганізмів стало підґрунтям для виникнення
мікробіологічної промисловості. Вагомий внесок у розвиток цього
сучасного напряму мікробіологічної науки зробили російські й українські
мікробіологи В. М. Ша-пошников, М. Д. Ієрусалимський, Г. К. Скрябін, Є.
І. Квасников, С. І. Кузнецов, Г. І. Каравайко та інші.
Велике значення для розвитку мікробіології мали праці Г.А. Над-сона,
який вивчав роль мікроорганізмів у кругообігу речовин у природі. В 1925
р. він разом з Г. С. Філіпповим під дією рентгенівських променів вперше
одержав стійкі мутанти дріжджів і цвільових грибів. Дослідження Г. А.
Надсона започаткували нову галузь природничої науки — радіаційну
біологію.
Фундаментальні дослідження з морської, геологічної і
сільськогосподарської мікробіології було проведено відомими вченими
а«>у& *. * «е*–‘\–4 *.’-^*’*” ,’Л*.Л,{‘*”ЙК:УЛ<.>
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
