Бешан или Пастер? Утерянная глава истории биологии

Раздражаемый мелкими неурядицами, как и большинство людей высокого интеллекта, Бешан чувствовал себя все более неуютно в окружении, где его неверно истолковывали и не понимали. Но не только это беспокоило его. Страдания причиняла зависть Пастера, и он болезненно переживал публичные нападки последнего на Международном медицинском конгрессе в Лондоне, который оба они посетили в 1881 г. Такое поведение соотечественника перед иностранной аудиторией обожгло чувствительную душу Бешана и вынудило его отреагировать на плагиат Пастера. Он писал в предисловии к «Микрозимам»: «Пришло время сказать!»[6]

Вскоре еще один час пробил для него. После одиннадцати лет предвзятости и травли со стороны прелатов и ректората Лилля, он больше не мог выносить ограничения, сковывавшие его работу. Он не давал никакого повода к порицанию; обвинения в материализме в его взглядах не были обоснованы, но чтобы не испытывать постоянные препятствия в работе, профессор с сожалением решил подать в отставку, и его сын Жозеф был вынужден сделать то же самое ради отца. Так отец и сын, яркие светила педагогических кругов Лилля, завершили свои карьеры, испытав в душе горечь, понятную лишь тем, для кого работа является главной путеводной звездой в жизни.

Во время пребывания в Лилле молодой Бешан женился на мадемуазель Жозефине Ланг из Гавра, и благодаря приобретенным связям семья Бешанов переехала в этот город на побережье моря, основав там собственное химическое дело. Научная лаборатория позволила двум усердным работникам проводить медицинские анализы и продолжать свои исследования.

Но судьба опять сурово обошлась с Антуаном Бешаном. Его сын Жозеф, известный как талантливый химик, был нанят для проведения химических анализов, и иногда в связи с этой работой ему приходилось выходить в море. В одной из таких экспедиций он сильно простудился, развилась двусторонняя пневмония и всего за несколько дней закончилась его относительно короткая, но многообещающая жизнь. Ему было сорок четыре года.

Проф. Антуан Бешан 1886 г.

Печальным уделом Антуана Бешана было пережить свою жену и четверых своих детей. Вопреки его воле, его младшую дочь уговорили постричься в монахини, и суровые монастырские условия привели ее к смерти в раннем возрасте. Его старшая дочь вышла замуж в Монпелье в 1872 г. за Эдуарда Гассе, владевшего виноградниками в Реминьи, и оставила пятерых детей, одну дочку и четырех сыновей, одного из которых в раннем детстве унес тиф, в то время как трое других дожили до службы в рядах Франции во время Первой мировой войны.

Жозеф Бешан оставил после своей смерти шестерых детей, четырех дочерей и двух сыновей, один из которых умер молодым. Другой не был расположен к науке и избавился от аптеки и лаборатории отца. Он умер холостяком в 1915 г.

Младший сын Антуана Бешана, Донат, умерший в 1902 г., женился на мадемуазель Маргарите Делар и оставил трех сыновей, младшим двум из которых суждено было отдать свои жизни в Великой войне (Первой мировой войне. – Прим. перев.). Старший, служивший тогда врачом в русской армии, едва избежал смерти, спасшись с тонущего госпитального корабля «Португалия», потопленного немецкой субмариной. Говорят, это единственный представитель своего деда по мужской линии, кто унаследовал его гений. Без малейших усилий он получил дипломы по медицине, химии, микроскопии, а также музыке и рисованию, причем искусство давалось ему с той же легкостью, что и науки.

Вернемся к Антуану Бешану в тот момент, когда мы его оставили в Гавре, внезапно лишившегося талантливого сына, на которого возлагались не только семейные упования, но и научные надежды. Конечно, для Антуана Бешана это было тяжелое испытание, о котором китайский философ Мэн-цзы говорил так:

Когда небо хочет великих свершений от человека в этом мире, оно причиняет страдания его сердцу, изнуряет его мышцы, опустошает его желудок и разочаровывает его ум: такие испытания делают его сердце способным полюбить весь мир и укрепляют его волю бороться тогда, когда другие сдаются.

Гавр стал местом печальных воспоминаний, и профессор Бешан был рад переехать в Париж. Здесь он мог продолжать свои биологические исследования в лаборатории Сорбонны, великодушно предоставленной в его распоряжение бывшим коллегой г-ном Фриделем, который вместе с еще одним старым другом, г-ном Фреми, не переставал осуждать патриотический альтруизм Бешана, бросившего свою великую работу в Монпелье. До 1899 г., то есть до восьмидесятитрехлетнего возраста, этот грандиозный муж науки никогда не прекращал свои ежедневные труды в лаборатории. После этого, будучи уже не в силах продолжать их, он не менее усердно собирал и приводил в порядок научные результаты своих многолетних трудов, продолжая следить за современными направлениями в науке и критиковать их, и прекратил работать лишь за несколько дней до смерти. Вплоть до самого конца его блестящий ум оставался ясным. С почтенным достоинством он всегда был готов обсуждать старые и новые теории и объяснять свои собственные научные идеи. И хотя печаль и разочарования отняли его природную жизнерадостность, он не был ожесточен стремлением к признанию. Он чувствовал, что его работы выдержат испытание исследованиями, что постепенно его учение будет признано верным, и что вердикт грядущих веков обязательно воздаст ему должное. Еще более был он равнодушен к отсутствию богатства. Труд для него был сам по себе вознаграждением и успехом, в зависимости от ценности результатов работы, а не от денежной выгоды, нередко достающейся плагиаторам за счет действительно достойных людей. И вот в 1908 г. пришел тот апрельский день, когда изнуренный трудами Антуан Бешан не смог больше подняться с кровати в своей комнате, где четыре распятия на стенах свидетельствовали о принесении себя в жертву в качестве ступеньки, по которой человечеству суждено подняться вверх. Он истинно верил в Него, кого, по его собственным словам, «основатели науки, великие гении, почитаемые человечеством со времен Моисея до наших дней, называли именем Бог!»[7] «Верую!» – было одним из последних его слов, что он прошептал, когда угасала его жизнь. Он имел право говорить о вере – он, который столь глубоко изучил чудеса Природы и тайны невидимого мира! Спокойная и уверенная, его вера была непоколебима до самого конца. Справедливо предсказание «Монитэр сьентифик» о том, что время воздаст должное его открытиям, и когда уйдут со сцены действующие актеры и в игру вступит беспристрастное правосудие, гений Бешана откроется миру.

Он учил тому, что является удивительным и сложным, как и все произведения Природы, а вместо этого невежество общества ухватилось за простое и грубое. Но ошибка, имеющая червоточину саморазрушения изнутри, понемногу распадается на кусочки. Уже появляется необходимость в более разумном решении проблемы болезни, чем просто нападки на злых микробов, и более полном объяснении процесса биологического построения и распада, жизни и смерти. И у кого же другого человечеству искать ответы, как не у того, кто в действительности разгадал загадку брожения, у вдохновителя всего верного, что было в учении Пастера, у толкователя роли невидимых организмов, химика, естествоиспытателя, биолога и врача, профессора Пьера-Жака Антуана Бешана?

Часть I

Загадка ферментации

Глава 2. Путаница теорий

Прежде чем приступить к изучению вклада Бешана и Пастера в научные проблемы их века, стоит познакомиться с полной неразберихой идей, царившей тогда в научном мире в отношении загадок жизни, смерти и явления ферментации. В данной главе мы лишь надеемся продемонстрировать полное отсутствие ясности по этим важным вопросам. Хотя работы более ранних ученых неизбежно вели к открытию, но к моменту начала научной деятельности Антуана Бешана и Луи Пастера понимание этих вопросов было в состоянии совершенной неразберихи.

Три основных вопроса стояли тогда перед наукой:

1. Что такое живая материя или протоплазма, берущая свое название от двух греческих слов – «первый» и «формирующий»? Обычное ли это химическое соединение?

2. Как она появляется? Может ли она возникать спонтанно или всегда происходит из ранее существовавшей жизни?

3. Что заставляет материю претерпевать изменение, известное как ферментация?

В многочисленных работах Бешана можно обнаружить целую историю путаницы теорий по этим вопросам.

Начнем с первого вопроса: в то время имелось лишь туманное объяснение, что протоплазма – это живая материя, из которой формируются все виды живого, и со свойствами которой все они в итоге связаны. Считалось, что вещество, называемое альбумин, примером которого лучше всего служит яичный белок, при смешивании с определенными минеральными и другими веществами не меняет свою природу. Ж. Б. Дюма продемонстрировал, что такие «альбуминоиды» неоднородны по составу и включают в себя много различных составляющих, однако преобладало противоположное мнение, и для таких веществ в качестве подходящего термина было принято название «протоплазма». Это была, согласно Гексли, «физическая основа жизни», но едва ли это что-либо проясняло, т. к. объявить протоплазму живой материей per se еще не значило разгадать, почему это так, или объяснить ее происхождение и состав. Правда, Гексли провозгласил далее, что вся живая материя более или менее подобна альбумину, или яичному белку, но это тоже не приняли ни биологи, ни химики. Чарльз Робин рассматривал ее как разновидность мукоида, т. е. некоей слизи, которая была настолько таинственной, что Окен (Oken) назвал ее Urschleim (первичная слизь), а ботаник Гуго Моль (Hugo Mohl) признал в ней протоплазму, тем самым удостоив слизь статуса физической основы всего живого!

Клод Бернар попытался определить связь между протоплазмой и организованной материей, или жизнью, и выступил против самой идеи, что каждый живой организм должен быть морфологически организован, т. е. иметь структуру. Он говорил, что сама протоплазма опровергает эту теорию отсутствием собственной структуры. Чарльз Робин придерживался той же точки зрения, и назвал возможный первичный источник живых форм бластемой, от греческого «давать ростки».

Это была все та же старая теория живой материи, будь то протоплазма или бластема. Клетка, волокно, ткань – любой анатомический элемент признавался живым лишь только потому, что был сформирован этой первичной субстанцией. Организованная форма считалась ее самой совершенной модификацией. Другими словами, предполагалось, что бесформенное вещество было источником всех организованных живых форм. Название для гипотетической субстанции, непонятным образом и живой, и бесструктурной, было изобретено в некоем отчаянии хоть как-то экспериментально продемонстрировать организацию или жизнь. Воображение сыграло здесь бóльшую роль, чем выводы из фактов. Мы знаем, что врач Биша (Bichat), прославившийся в науке незадолго до своей смерти в 1802 г. в возрасте всего 31 года, тоже не мог принять такого объяснения и считал живые части живого существа органами, сформированными из тканей.

Огромный шаг был сделан, когда Вирхов увидел клетку в процессе ее построения, то есть структуризации, и сделал из этого вывод, что клетка самостоятельна и является единицей жизни, от которой происходят все организованные формы развитых существ.

Но здесь возникло затруднение, так как клетка оказалась таким же переходным элементом, как любой другой анатомический элемент. Поэтому многие ученые вернулись к теории первичной бесструктурной материи, и по мере появления противоположных лагерей научной мысли, мнение общественности стало колебаться между взглядами целлюляристов и протоплазмистов. Еще бóльшая неразбериха царила среди конфликтующих теорий, боровшихся за объяснение, почему чисто химические соединения или их смеси могут считаться живыми, и им стали приписывать всевозможные способности видоизменяться и трансформироваться, но нам нет необходимости знакомиться здесь с этими теориями.

Вместо этого, давайте рассмотрим вторую проблему, которая стояла перед начинающими учеными Бешаном и Пастером, а именно: могла ли эта загадочная живая субстанция, претерпевшая столько названий, возникать самопроизвольно, или же только из ранее существовавшей жизни. В наши дни трудно понять горячие споры, которые разгорались в прошлом вокруг этой трудной загадки. Противоборствующие научные лагери в основном были разделены на последователей двух священников восемнадцатого века – Нидхема (Needham), провозгласившего, что достаточно нагреть разлагающееся вещество, чтобы получить из него живые микроорганизмы, и Спалланцани (Spallanzani), отрицавшего их появление в герметически закрытом сосуде. Первые получили название спонтепаристов, верящих, что организованная жизнь постоянно высвобождается из химических источников, а другие получили название панспермистов за теорию всеобщей диффузии микробов жизни, изначально зародившихся в некую первобытную эпоху.

На взгляды последних главным образом повлияло учение Бонне (Bonnet), последователя Бюффона (Buffon); в свою очередь, идеи Бюффона проистекали из древней системы знаний, приписываемой Анаксагору. Согласно последнему, Вселенная состояла из различных элементов, столь же многочисленных, как и ее вещества. Считалось, что золото состоит из частиц золота; мышцы, кости, сердце состоит из частиц мышц, костей и сердца соответственно. Бюффон учил, что крупинка морской соли – это кристалл, состоящий из бесконечного числа других кристаллов, и не может быть сомнений в том, что первичные составные части этой соли – также кристаллы, но они находятся за пределом возможностей нашего зрения и даже нашего воображения.

Это был экспериментально установленный факт, говорит Бешан[8], и он лег в основу системы кристаллографии Гаюи (Hauy).

Бюффон утверждал в том же духе:

…Подобно тому, как мы видим, что кристалл морской соли состоит из других кристаллов, так и вяз обязательно состоит из других маленьких вязов.

Идеи Бонне[9] представляли из себя нечто подобное, причем центральной темой его учения была диффузия живых микробов,

способных развиваться только при встрече с подходящими матриксами (неклеточными структурами ткани. – Прим. перев.) или организмами такого же вида, способными содержать микробы, заботиться о них и выращивать их – то есть повсеместное распространение или панспермия микробов, превращающая воздух, воду, землю и все твердые тела в обширные и многочисленные хранилища, где Природа запасает свои главные богатства.

Он утверждал, что

чрезвычайная малость микробов защищает их от атаки причин, приводящих к распаду. Они проникают внутрь растений и животных, они даже становятся их частью, и когда ткани начинают разлагаться, микробы выходят из них неизменными, чтобы парить в воздухе или в воде, или проникать в другие организмы.

С таким оригинальным учением Бонне выступал против доктрины спонтанного зарождения. Когда дело коснулось экспериментального доказательства, одна сторона пыталась продемонстрировать происхождение живых организмов из разлагающегося вещества в запечатанных сосудах; другая сторона отрицала такую возможность, если воздух был абсолютно исключен, а тем временем некий кондитер Аппер (Appert) применил последнее утверждение на практике и начал консервировать таким способом фрукты и другие съедобные продукты.

И здесь мы подошли к третьей головоломке: что заставляет материю претерпевать изменение, известное под названием ферментация?

С этой проблемой, вероятно, сталкивалась каждая домохозяйка, далекая от научных проблем. Почему молоко обязательно скисает к утру, если его оставить в кладовой на ночь? Подобные изменения, включая разложение, происходящее после смерти организма, были настолько загадочны, что причины, их вызывающие, долго считались мистическими. Ньютон рассуждал, что этот эффект имеет ту же природу, что и катализ – процесс, в котором вещество, называемое катализатор, способствует химической реакции, при этом само остается неизменным. Мириады мельчайших организмов, открытых позднее с помощью микроскопа в бродящих и разлагающихся веществах, поначалу считались просто результатом обычного процесса брожения и разложения.

Новую идею привнес Каньяр де Латур (Cagniard de Latour), который утверждал, что ферментация это явление, сопровождающее рост фермента. Иначе говоря, он рассматривал фермент как нечто живое и организованное, а ферментацию – как процесс его жизнедеятельности. Предпринятое приблизительно в 1836 г. изучение пивных дрожжей привело его к мнению, что овальные клетки, которые он наблюдал, были действительно живые, и в процессе производства пива разлагали сахар на угольную кислоту и спирт. Ботаник Торпен (Turpin) объяснял это тем, что частица дрожжей разлагает сахар в процессе питания. Ж. Б. Дюма утверждал, что для питания дрожжевых клеток наравне с сахаром необходимо азотированное альбуминоидное вещество. Немец Шванн (Schwann) пошел дальше других, провозгласив, что вся ферментация вызывается живыми организмами, и провел эксперименты, чтобы доказать, что они переносятся по воздуху. Но, несмотря на другие эксперименты, подтверждающие работу Шванна, его учение на время было забыто, вытесненное идеей, что вещества растений и животных могут изменяться сами. В частности, существовала теория, что при растворении в воде сахароза превращается в виноградный сахар или глюкозу, или, говоря технически, сахароза претерпевает спонтанное превращение[10].

Приблизительно такими были научные идеи середины девятнадцатого века, когда на сцену вышли Антуан Бешан и Луи Пастер с описанием своих экспериментов. Поскольку Пастер считается первым, объяснившим явление ферментации, и к тому же признан одним из тех, кто опроверг теорию спонтанного зарождения, давайте не будем принимать это на веру, а обратимся к старым французским научным документам и убедимся сами, чтó он говорил в 1857 г.

Глава 3. Записки Пастера 1857 года

Луи Пастер, сын кожевника, родился в Доле в 1822 г. Упорная воля, острая житейская мудрость и неослабевающее честолюбие были яркими чертами его характера. Впервые о Пастере услышали в связи с кристаллографией, когда он открыл, что кристаллы тартратов (солей винной кислоты. – Прим. перев.) имеют гемиэдрическую (полугранную. – Прим. перев.) форму. Его зять описал ликование Пастера по поводу этого раннего открытия и рассказал нам, как тот, прервав эксперимент, выскочил из лаборатории, бросился на шею случайно встретившемуся куратору и тут же потащил ошеломленного человека в Люксембургский сад, чтобы рассказать ему об открытии[11].

Столь хорошо разрекламированная работа не преминула стать темой разговоров и вскоре достигла ушей Био (Biot). Узнав об этом, Пастер тотчас же направил знаменитому ученому просьбу о встрече. Незнакомый с ним раньше, Пастер теперь окружил его своим вниманием, вероятно с целью заслужить авторитет у старого мизантропа, чье влиятельное покровительство, без сомнения, стало первым вкладом в триумфальную карьеру молодого амбициозного химика. И все же уговоры г-на Био так и не помогли Пастеру получить место в Академии наук. Он получил его позже, уже после смерти Био, когда номинировался в области минералогии, и что довольно странно, именно тогда сразу возникли возражения против его ранних выводов по кристаллографии[12].

Однако это произошло лишь в конце 1862 г. А пока что в 1854 г. Пастер был назначен профессором и деканом нового факультета наук в Лилле. В 1856 г. просьба местного производителя свекольного спирта оказать ему помощь советом обратила внимание Пастера на проблему ферментации, занимавшей в то время умы ученых. Его наблюдения были прерваны поездкой в Париж для сбора голосов в поддержку избрания в Академию наук. Получив лишь шестнадцать голосов и полностью провалив попытку войти в круг избранных академиков, Пастер вернулся в Лилль к своим исследованиям ферментации.

Несмотря на работу, проделанную Каньяром де Латуром, Шванном и другими, преобладало мнение, что животные и растительные вещества способны изменяться спонтанно. В то же время, заявление знаменитого немецкого химика Либиха (Liebig) о том, что дрожжи вызывают ферментацию благодаря своему прогрессирующему изменению в воде при контакте с воздухом[13], подняло его авторитет на новую высоту. Другой немец, Людерсдорф (Lüdersdorff), как мы узнаём у Бешана[14], провел эксперименты, чтобы доказать, что дрожжи вызывают брожение сахара потому, что они живые и организованные. Отчет был опубликован в четвертом томе «Трудов по органической химии» (Traité de Chimie Organique), изданном в 1856 г.

Теперь давайте изучим вклад Пастера в этот вопрос в следующем году, поскольку именно в том году популярные сведения приписывают ему полное объяснение ферментации.

В 1857 г. Пастер уехал из Лилля работать в «Эколь Нормаль» в Париже, но нас интересуют не его перемещения, а его открытия в загадочном вопросе ферментации.

Его зять рассказывает нам[15], что в августе 1857 г., после экспериментов (в частности, со скисшим молоком), Пастер впервые делает сообщение о «молочном брожении» научному обществу в Лилле. Как бы то ни было, мы находим отрывок из его записок по этому вопросу в Comptes rendus (протоколах. – прим. перев.) Французской Академии наук от 30 ноября 1857 г.[16] Полностью мемуары были опубликованы в апреле 1858 г. в «Анналах химии и физики» (Annales de Chimie et de Physique)[17], и оттуда мы узнали все подробности.

Эксперимент состоял в том, что Пастер брал вещество, полученное при обычной ферментации с добавлением сахара, мела, казеина или фибрина и глютена (органического вещества, встречающегося в злаках) и помещал его в дрожжевой бульон (смешанный раствор из альбуминоидных и минеральных веществ), в котором он растворял немного сахара и куда добавлял немного мела.

В процедуре не было ничего нового, подчеркивает Бешан[18]; это был всего лишь тот же самый эксперимент, который провел Либих примерно за шестнадцать или семнадцать лет до Пастера. В отличие от Либиха, Пастер не игнорировал микроскопические исследования и сделал наблюдения, которые упустил немецкий химик. Так, Пастер смог сообщить нам, что под микроскопом полученный молочный фермент имеет вид маленьких шариков – глобул, которые он назвал «молочными дрожжами», наверняка из-за их сходства с дрожжами, хотя в этом случае глобулы были значительно меньше. Короче, он увидел микроскопический организм, известный сегодня как возбудитель молочно-кислого брожения.

Теперь давайте обратимся к его замечательному объяснению явления. Он говорит, что не обязательно вводить молочный фермент, чтобы запустить процесс, поскольку «он [фермент. – прим. перев.] зарождается спонтанно столь же легко, как пивные дрожжи, всякий раз при благоприятных условиях»[19]. Несомненно, это утверждение демонстрирует веру Пастера в спонтанное происхождение как пивных дрожжей, так и того, что он называл «молочными дрожжами». Остается узнать, чтó означают «благоприятные условия» согласно Пастеру. Вскоре он говорит об этом:

Эти глобулы молочных дрожжей зарождаются спонтанно в альбуминоидной жидкости с добавлением растворимой части [пивных] дрожжей[20].

Определенно, здесь нет ничего, что опровергало бы общепринятую веру в самозарождение. Но справедливости ради, мы не можем опустить примечание, которое он добавил к полному изданию своих записок, и которое можно обнаружить в «Анналах химии и физики»[21]. До того, как этот отчет появился в апреле 1858 г., профессор Бешан, как мы увидим, дал Французской Академии наук блестящее объяснение происхождения ферментов. Перед лицом неоспоримых доказательств Бешана, Пастер, вероятно, посчитал разумным добавить оговорку к своим запискам, на всем протяжении которых так и не было предложено никакого объяснения происхождения плесени, кроме спонтанного. Поэтому возле предложения «они [молочные дрожжи] зарождаются спонтанно и так же легко, как и пивные дрожжи» мы видим звездочку, а внизу сноску, в которой Пастер говорит, что употребляет слово «спонтанно» для «описания факта», но само спонтанное происхождение при этом оставляет под вопросом[22]. Но утверждение в записках о спонтанном появлении пивных дрожжей и «молочных дрожжей» сводит на нет любое отрицание этого там. От других спонтепаристов Пастер отличался лишь тем, что никак не попытался объяснить чудо спонтанного происхождения.

Последователи Пастера, игнорируя путаницу в его взглядах, ухватились за вывод в записках как триумфальное подтверждение правильности его учения, поскольку он сказал:

«Ферментация соответствует жизни, организации глобул, а не смерти и разложению этих глобул, тем более, что она не является феноменом контакта»[23].

Но это было лишь то, что сказали другие, пройдя определенный путь доказательств за годы до Пастера. У Пастера же настолько не хватало доказательств, что он вынужден был сделать допущение в отношении своей гипотезы об «организованности и жизни новых дрожжей», а именно:

Если кто-нибудь скажет мне, что в своих выводах я выхожу за рамки фактов, я отвечу, что это правда, в том смысле, что я действительно следую идеям, которые, строго говоря, невозможно неопровержимо доказать.

Таким образом, Пастер сам признается в непонимании проблемы, которая, как мы вскоре увидим, уже была решена, что неопровержимо продемонстрировали строгие эксперименты другого ученого, профессора Бешана. Причина, по которой Пастеру воздается честь за доказательство того, что, по его собственному признанию, он не мог доказать, остается такой же загадкой для поклонника исторической точности, как и явление ферментации для Пастера.

Давайте не будем, однако, отказываться от тщательного изучения его работ, и теперь рассмотрим пастеровские «Записки о спиртовом брожении», о которых рассказывает нам его зять, Валлери-Радо, передавая слова Пастера:

Результаты этих трудов [по молочному и спиртовому брожению] должны быть поставлены в один ряд, т. к. они объясняют и дополняют друг друга.

Мы находим этот авторский отрывок из его записок среди отчетов Французской Академии наук от 21 декабря 1857 г.

Действия Пастера в этом эксперименте были следующими: он брал две равных доли свежих дрожжей, промытых водой. Одну оставлял бродить в чистой воде с сахаром, а из второй полностью получал ее растворимую часть кипячением в большом количестве воды и фильтрацией для избавления от глобул, после чего он добавлял к прозрачному раствору столько же сахара, сколько использовал для брожения первой доли, и еще немного свежих дрожжей.

Свои выводы он изложил следующим образом:

Я установил, что в пивных дрожжах главную роль играют не глобулы, а превращение растворимой части в глобулы, поскольку я убедился, что можно подавлять формирующиеся глобулы, и общий эффект от сахара остается при этом практически неизменным. Таким образом, не играет большой роли, как подавлять их: фильтровать, отделяя их растворимую часть, или убить их доведением до 100° и оставить смешанными с этой растворимой частью[24].

Поскольку предполагалось, что он должен был подтвердить гипотезу о живых и организованных дрожжах, в этом высказывании было столько необычного, что он прерывается, чтобы ответить на неизбежную критику:

Но как, спросят, может забродить сахар, когда используемые дрожжи нагреты до 100°, если это происходит благодаря организованности растворимой части глобул, парализованных температурой в 100°? В этом случае брожение происходит так же, как и в от природы сладких жидкостях – виноградном соке, соке тростникового сахара и т. д., то есть спонтанно…

Мы видим здесь преобладающую идею спонтанного превращения, хотя Пастер продолжает, что

в любом случае, несмотря даже на самые надежные свидетельства отсутствия организованности в явлениях ферментации, химический процесс, сопровождающий их, всегда связан с формированием глобул.

Его финальные выводы достойны восхищения:

Расщепление сахара на спирт и угольную кислоту есть явление, связанное с жизнедеятельностью, с организацией глобул; организацией, в которой сахар обеспечивает непосредственное питание некоторой части элементов вещества этих глобул.

Но, будучи далек от понимания процесса, Пастер признаётся через три года, в 1860 г.:

И в чем состоит суть процесса разложения, изменения сахара? Что является причиной? Признаюсь, я нахожусь в полном неведении относительно этого.

В любом случае, пытливый ум сразу же задается вопросом: как можно объяснить ферментацию – процессом жизнедеятельности мертвых организмов? превращением растворимой части в глобулы, что бы это ни означало? спонтанным превращением? Неудивительно, что Бешан комментирует[25]:

Эксперименты Пастера были столь бессистемными, что он, признавший вместе с Каньяром де Латуром факт организации и жизни дрожжей, кипятил эти живые существа, чтобы изучить их растворимую часть!

Несомненно, стоит прочитать мнение Бешана о тесно взаимосвязанных работах Либиха и Пастера на стр. 56–65 «Les Grands Problèmes Médicaux».

Важно отметить, что для своих экспериментов Пастер использовал вещества, заключающие в себе жизнь, такие как дрожжевой бульон и т. д., поэтому они никак не могли дать убедительный ответ на главный вопрос, поставленный на карту, а именно: может ли жизнь зародиться в химически чистой среде. Еще никогда проблема не была столь острой, как в 1857 г., когда ее затронул Пастер. Если бы у нас было только пастеровское объяснение ферментации, данное им в том году, мы имели бы довольно странное представление о явлении. Нам пришлось бы поверить в спонтанное зарождение спиртовых, молочных и других ферментов. Нам было бы трудно понять, как ферментация, являясь процессом жизнедеятельности, тем не менее, производится мертвыми организмами. Мы бы не имели понятия о воздушном источнике ферментов, поскольку Пастер либо не знал, либо игнорировал истину, уже предложенную другими, в частности, немцем Шванном. Пастер лишь вкратце упомянул о контактах с воздухом в своих экспериментах, поскольку его целью было только опровергнуть теорию Либиха о том, что изменение дрожжевого бульона было вызвано воздушным окислением, и похоже, Пастер не имел представления о том, какую важную роль в действительности играет воздух, хотя и по другой причине, нежели Либих.

Очевидно, что в 1857 г. Пастер был спонтепаристом, не добавившим, однако, ясности в спорах. Домохозяйка, не понимающая, отчего скисает молоко, могла бы узнать от него лишь то, что живые глобулы возникают спонтанно – объяснение, которое в течение многих лет уже существовало в отношении личинок, обнаруживаемых в испорченном мясе, пока итальянцу Франческо Реди (Francesco Redi) не пришло в голову изолировать мясо от мух.

Читатель может здесь возразить, что взгляды Пастера, хотя еще неопределенные, постепенно все же рассеивали туман загадки. Но случилось так, что к тому времени туман был рассеян: «сигнальный эксперимент» уже пролил свет на проблему. В 1855 и 1857 гг. во Французскую Академию наук были представлены записки, которые оказались путеводной звездой будущей науки, и теперь, спустя почти век (последняя редакция книги была сделана в 1944 г. – Прим. перев.), наступило время воздать должное этим запискам. Давайте теперь обратимся к результатам работы, проведенной в тихой лаборатории человеком, который, возможно ко всеобщему несчастью, не владел искусством рекламы и был слишком погружен в свои открытия, чтобы беспокоиться о своих правах на них. Давайте снова откроем старые французские документы и узнаем, чтó говорил профессор Антуан Бешан по поводу наболевшего вопроса о ферментации.

Глава 4. Сигнальный эксперимент Бешана

Мы уже упоминали о первых научных успехах профессора Бешана в Страсбурге, столице Эльзаса. Именно тогда, во время ряда химических исследований, у него возникла идея проверить популярную теорию о спонтанном превращении тростникового сахара (сахарозы. – Прим. перев.) в виноградный[26], поставив строгий эксперимент. В те времена органическое вещество, полученное из живых организмов, растительных или животных, считалось мертвым и вследствие этого, как полагали, было подвержено спонтанным изменениям. Пастер выступал против этой теории спонтанного превращения, но его методы мы уже критиковали. Бешан опередил Пастера, применив гораздо более строгий научный подход и получив, как мы увидим, значительно более ясные результаты.

Эксперимент с крахмалом заставил Бешана усомниться в справедливости популярной теории о том, что растворенная в воде сахароза при обычной температуре спонтанно превращается в инвертный сахар (смесь глюкозы и фруктозы в равных частях) – изменение, технически известное как инверсия сахара. Эта загадка требовала исследования, но приступая к решению этой химической задачи, профессор и не подозревал, какие биологические результаты последуют из ответов Природы.

В мае 1854 г. он начал серию наблюдений, которой позже дал название «Эксперимент хозяйки» («Expérience Maîtresse»), а в конце концов согласился на «Сигнальный эксперимент».

16 мая 1854 г. была начата первая серия опытов в лаборатории фармацевтического факультета в Страсбурге. Эксперимент был завершен 3 февраля 1855 г.

В этом эксперименте совершенно чистая сахароза была растворена в дистиллированной воде и закупорена воздухонепроницаемой пробкой в стеклянной бутылке с небольшим количеством воздуха внутри. Бутылка была оставлена стоять на лабораторном столе при обычной температуре и в рассеянном свете.

В то же время были приготовлены контрольные эксперименты. Они состояли из растворов такой же дистиллированной воды и сахарозы, но к одному из растворов было добавлено немного хлорида цинка, а к остальным – небольшое количество хлорида кальция; в каждой бутылке было оставлено небольшое количество воздуха, как и в бутылке с первым, тестовым раствором. Эти бутылки были закупорены так же, как и первая, и все были оставлены стоять рядом друг с другом в лаборатории.

В течение нескольких месяцев сахароза в дистиллированной воде частично превратилась в виноградный сахар, а поляриметр показал, что среда изменилась, поскольку изменился угол вращения плоскости поляризации. Словом, изменение действительно произошло, но скорее всего не спонтанно, поскольку 15 июня появилась плесень, и с этого момента изменение значительно ускорилось.

В таблице 1 дана краткая сводка результатов экспериментов Бешана.

Таблица 1. Сигнальный эксперимент Бешана[27]

Бешан приготовил растворы 16,365 грамм сахарозы в 100 см3 различных растворителей и несколько раз провел поляриметрические измерения каждого из растворов через различные интервалы времени, получив в результате определенные изменения угла вращения [плоскости поляризации – Прим. перев.]

1 В оригинале написано: «Solution de chlorure de calcium équivalente au poids du chlorure de zinc». Отсюда следует, что концентрация CaCl₂ была эквивалентна по молекулярному весу, т. е. 25 % × молекулярный вес CaCl₂ / молекулярный вес ZnCl₂, отсюда 25 % × 111,0 / 136,3 = 20 %.

Профессор Бешан уделил особое внимание плесени и счел важным тот факт, что она вообще не появилась в растворах, куда он добавил хлорид цинка и хлорид кальция; кроме того, изменение угла вращения в этих растворах было настолько мало, что им можно было пренебречь или, как говорит сам Бешан, «Плоскость поляризации не изменялась, если не считать случайных отклонений»[28].

Бешан опубликовал этот эксперимент в отчете Французской Академии наук 19 февраля 1855 г.[29] Там он упомянул о плесени, но не дал объяснения причин ее появления. Он отложил этот важный вопрос до будущих экспериментов, чувствуя, что объяснение может стать ключом к разгадке причин того, что в то время считалась спонтанным зарождением. Ему не терпелось понять химический механизм превращения сахара и причину отсутствия этих изменений в растворах с хлоридами.