微生物的发现者

微生物的发现者

大约迄今32亿年以前，微生物就悄悄地在地球上出现了，那时，整个地球是它们独霸的天下，后来才陆续出现了植物、动物和人类。

很早，人们就知道猎取动物当食品，栽培植物收获粮食，并发展了与人类生活密切相关的畜牧业和农业。但是，资历最古老的微生物却一直无声无息地渡过了漫长的岁月，即就是人们在物理学、化学、天文学和其他许多方面已经取得很大成就的时候，对于微生物王国，几乎是一无所知。尽管人们也早已利用微生物来酿酒、发酵、造醋，但由于它们太小，小到人的肉眼无法看到，所以，人们无从知道它们的存在。

直到300多年以前，列文虎克制造出世界上第一架能放大200倍的显微镜，人类才能够在显微镜下看到了微生物的“倩影”。

列文虎克是荷兰人，1632年出生在一个贫穷的家庭。他非常热爱大自然，也非常爱动脑筋。他喜欢听大人们讲述海上的冒险故事，也喜欢向大人们提出许多问题，并追根问底。列文虎克的童年一点也不幸福，他从小失去了父亲。为了帮助母亲养活一家人，他过早地挑起了生活的重担。16岁的那一年，列文虎克离开了家乡，来到了荷兰的首都阿姆斯特丹，在一家杂货铺里当学徒。外国的学徒和我国解放前的徒工一样，不仅生活艰苦，每日像牛马一样为老板忙着干活，而且还吃不饱肚子。然而，正是艰苦的环境使他变得坚强起来。白天，他忙着干活，一到晚上，店铺关门后，他就借着灯光读着自己喜欢的书。他从书中知道了天空、宇宙，也从书中认识了许多动物、植物和小昆虫。这段时间，列文虎克从书本上学到了许多东西。

杂货铺的隔壁是一家眼镜店，他有空就向师傅们学习磨眼镜片的技术。

他还从一些手艺人那里学会了做金银饰品的手艺。在六年的学徒生活中，他学会许多在学校无法学到的知识。

他知道磨制的玻璃片可以将小的东西放大后，在脑海里产生了一个新奇的想法：如果能制造一种特殊的镜片可以把看到的东西放大许多，用它来观察一切微小的事物该有多好！列文虎克的学徒期满了，他不得不为谋生而四处奔波，一直没有机会实现自己的理想。几十年过去了，最后他回到了自己的故乡，做了一个看门人。看门这种清闲的工作为他实现理想提供了充裕的时间。他开始了艰苦的磨制显微镜镜片的工作。经过许多天的辛劳，他终于做成了可以放大近200倍的世界上第一台显微镜。

列文虎克做好显微镜后，到处收集微小的东西放到显微镜下观察。有一次，他找到一个从不刷牙的老头，从他的牙缝里取下牙垢，然后放在显微镜下观察。当他往显微镜里看时，他惊呆了：牙垢里竟然有许许多多小生物，它们像鱼儿一样来回游动。他仔细地把看到的东西画在本子上，并详细地记录了观察的结果。

列文虎克每天不停地观察着、记录着。他的标本越来越多，他把这些观察结果寄到英国皇家学会并引起了轰动，全世界的人们都在议论着这个微小的尚不被人所知的世界。人们从世界各地来到荷兰列文虎克的家乡，要求看一看这些居然连肉眼也看不到的微小生物。这些人当时并没有意识到列文虎克的发现多么重要，他们来到此地仅仅是为了满足他们的好奇心而已，在当时没有人意识到这些微小生物的发现对人类的重大意义。列文虎克用自己亲手制作的显微镜，第一个观察到了细菌。但是由于当时科学不发达，就连列文虎克自己也不知道发现这些细菌有什么用处，他只是把它们叫做可爱的“小动物”。

列文虎克发明显微镜一百多年后，随着科学的发展和工业技术的进步，显微镜的制造也越来越进步。显微镜的放大倍数以及它的性能质量都有显著提高。科学家们利用显微镜观察了许多物体，并在高山、海洋、河流、沙漠等地发现了微生物的足迹。

但是，人们仍然不明白，细菌等微生物到底与人类有什么关系？细菌在人类的生活中起着什么作用？在当时，这就像一个谜一样摆在人类面前，许多科学家都研究、探索这一问题。在科学家的努力下，微生物世界的秘密开始被人们认识，第一个完整揭开细菌秘密的是巴斯德。

巴斯德出生于法国东部的阿尔布瓦，早年就读于巴黎高等师范学校，在校期间曾醉迷于化学，并在学生时代就取得了重大成绩。由于偶然的机会，促使巴斯德的兴趣转移到研究微生物上来。1855年，他正研究分子的不对称性，所用于实验的酒石酸盐溶液常常长霉。本来这是很平常的事，对很多人来说这种变坏的制剂就应该扔掉了，但巴斯德不这样，他仔细研究了不同构形的酒石酸盐对霉苗的易染性，结果他发现霉苗只利用D型酒石酸盐。由此他发明了一种利用生物法分离酒石酸异构体的简单而巧妙的方法。同时在这过程中，奇妙的微生物世界引起了他极大的兴趣。他在里尔大学任教期间，为了解决酒变质等问题，正式开始与微生物打交道，并从此与微生物结下了不解之缘。

19世纪中后期，法国的酿酒和蚕丝业十分发达，但突然遇到了酒的变质和蚕的微粒子病的问题，这些严重地威胁着法国的经济发展。

1856年夏天，巴斯德应一些酒厂主的请求，帮助解决酒发酸的问题。在显微镜下，巴斯德发现，好的酒中有一种球形的胖胖的细胞，即酵母菌，这些酵母使糖发酵成酒精；而变质的酒中的细胞是杆状的，这些即乳酸菌和醋酸菌等杂菌，而这些杂菌使酒精氧化变酸。由此，他得出结论，发酵是由微生物引起的而不是单纯的化学变化。不同种的微生物引起不同类型的发酵（这是人类第一次认识到微生物的作用及其引起的现象的本质）。巴斯德认为，要防止酒变质的最好办法是清除酒中的杂菌，于是他发明了低温（60℃～70℃）下缓慢加热灭菌的方法，这种方法成功地解决了当时法国长期无法解决的酒变酸变质的问题，而他发明的低温灭菌法（巴氏消毒法），今天主要用于鲜奶等食品饮料的灭菌处理。因为这样消毒既可杀灭食品饮料中的致病杂菌又能保持食品饮料风味不变。

1865年，巴斯德开始研究欧洲正流行的蚕病——微粒子病。在显微镜下，他发现了这种病的病原微生物。巴斯德认为，防止该病的方法只有抛弃所有被感染的蚕及污染的桑叶，然后从头开始。这种措施拯救了当时濒临崩溃的丝绸工业。

巴斯德在对蚕的微粒子病的深入研究的同时还研究了鸡霍乱，牛、羊炭疽病，人的狂犬病，发现这些传染病都是由病原微生物所引起的。后来他发现，鸡霍乱的病原菌放置一段时间后，毒力会大大减弱，而将减毒的鸡霍乱的病原菌注射到健康的动物体内后，不但不引起发病，反而可以抵抗强力致病的鸡霍乱菌的侵害，由此，他发明了接种减毒菌苗的方法。借助这一原理，在1885年，巴斯德第一次用他制成的狂犬病减毒疫苗挽救了一个被疯狗严重咬伤的男孩。而在此之前，人被疯狗咬伤只能等死而已。现在我们预防狂犬病同样得益于这一方法。

普法战争期间，他为法国的野战医院的悲惨景象所震惊。根据他的经验，他告诫医生们，把做手术用的工具煮沸，将绷带熏蒸，以杀灭微生物来防止传染。医院采用后，马上使手术的死亡率一下从90%下降到15%，挽救了大批士兵的生命。

此外，巴斯德还以简单而巧妙的实验否定了微生物的自然发生说（认为微生物是由食品、溶液中的无生命物质自然产生的，而不是已经存在于空气、土壤中，并能引起受其污染的物品变质），为人们对引起食品腐败的微生物来源的认识扫清了思想上的障碍。

巴斯德一生致力于微生物的研究，为人类认识微生物及清除微生物带来的危害做出了巨大的贡献，他是公认的工业微生物和医学微生物的奠基人和历史上生物学方面最伟大的科学家之一。是他第一个指出了细菌和人类生命健康的关系以及细菌在人类的日常生活中的作用，开创了细菌研究的新时代。

在历史上，许多传染病给人和家畜带来了灾难，像炭疽、结核病、霍乱、鼠疫等曾夺去了千百万的生灵。人类为了征服自然，战胜疾病，进行了卓有成效的斗争，在这当中涌现出许多杰出的人物，其中罗伯特·科赫就是最杰出的科学家之一。

1843年12月11日，科赫出生在德国汉诺威的一个普通家庭，1866年毕业于戈丁根大学医学系。普法战争期间，他曾任随军外科医生。战后，定居于布雷斯劳，并做了一名乡村医生，他一边给村民看病，一边废寝忘食地研究细菌。当时炭疽病在欧洲大陆风行，大批的牛羊倒地死亡，人也由于接触患病动物而感染上，许多人死于非命。科赫所在的布雷劳斯地区炭疽病也很流行，为了战胜这个疾病，他开始了炭疽病的研究。他把因患炭疽病而死的牛羊的血涂在玻片上，在显微镜下观察，结果发现除圆饼状的血细胞外，还有一小条一小条像小火柴棒一样的小虫在动，而他检查健康牛羊的血却从未发现过这东西，他把带有这小棒一样东西的牛羊血注射到健康的牛羊身上，不久健康牛羊也得了炭疽病死掉了，他再去检查这些死掉的牛羊的血，结果发现，这些牛羊的血中也有了这种小虫。原来牛羊炭疽病是由于这种杆状的小虫子在作怪！之后，他又在小白鼠身上作实验，得出同样结果。科赫进一步把这小棒状的细菌放在体外营养液中培养，并转移多次，再接入到动物体内，同样也能引起相同的疾病。这样，他发现并分离了这种致病菌。这也是人类第一次证明：特定的疾病是由特定的微生物所引起的。

1880年他转到柏林帝国医院工作。在工作中他一直未放弃过对细菌的研究。在这过程中他发明了两种研究细菌的方法，一种是用固体培养基来分离纯化细菌。因为用液体培养基培养细菌，几种细菌混合生长，很难把他们分开，而在固体培养基表面，一个孤立的细菌固定在培养基上的某一点上生长繁殖，形成一个菌落，这菌落来源于同一种细菌，故而是纯的。然后，我们可以很方便地把这些菌落移植到其他培养基上，从而纯化细菌。另一种是科赫对细菌用苯胺进行染色，使本来在显微镜下透光只能模糊看到的细菌，变得清楚可见。通过一系列的研究，科赫提出了一个确定病原菌的重要准则，即科赫定理：首先一种病原微生物必定存在于患病动物中。其次这种病原微生物必能从寄生主体分离到，并能获得纯培养。还有分离到的纯培养物接种到敏感动物身上，必然出现特有的疾病症状。另外以人工接种致病的动物体，必定能再分离出与原来相同的微生物，并能培养出纯培养物。

利用这些定理和技术，科赫分离了许多种疾病的致病菌。1882年，他成功地分离出引起可怕的结核病的致病菌——分枝结核杆菌，并论证了它的致病机理。1890年，他培养出结核杆菌素，并用来诊断和治疗结核病。为此，他获得了1905年的诺贝尔生理学及医学奖。哪里有疾病的流行，哪里就有科赫的身影。1883年，他率领医药专家深入埃及和印度灾区，研究鼠疫和霍乱，在那里，他发现了致病的霍乱弧菌，提出了预防霍乱流行的方法，为此，他得到了德国政府给予的十万马克的奖励，并在1885年被聘为柏林大学的卫生学教授。1897年到1906年，他通过一系列的工作指出，传播鼠疫的是一种寄生在鼠身上的虱子，而昏睡病的传播媒介是采采蝇。根据这项发现及结合其他科学家关于疟疾传播的形式，他提出了控制疟疾的新方法，即消灭携带致病微生物的传播媒介——吸血昆虫。

科赫一生都致力于致病微生物的研究，为人类的健康事业立下了不朽的功勋。不仅如此，他创造性地建立了一套研究微生物的技术方法（分离、培养、接种、染色等）及对病原微生物的确立提出了严格的准则，这些一直沿用至今。

在列文虎克、巴斯德和科赫等人的基础上，微生物学发展迅速。然而在1887年之前，微生物学这门学科，无论是观点上或方法上都受巴斯德和科赫两个学派统治，他们研究细菌，目光只局限在能分解有机质的一类菌上，而忽略了细菌的另一半，即能通过氧化无机物或简单有机物获得能量或直接吸收光能，进行光合作用合成有机物的一类细菌——自养菌，像固氮菌、硝化菌、硫化菌、甲烷菌、蓝细菌等，都是这类菌。而贝杰林克和诺维格拉德斯基研究了豆科植物的根瘤菌及土壤中的固氮菌和硝化细菌后，提出了土壤细菌及自养微生物的研究方法。这进一步拓宽了人们对微生物认识的范围，完善了微生物学的知识体系。之后，伊凡诺夫斯基于1892年在烟草花叶病的研究中，观察到花叶病烟草所具有的感染性的抽提液经过细菌过滤器（一种能让细菌等较大的颗粒留在上面的孔径极小的过滤器）以后仍有感染性，从而发现了非细胞的生命形式——病毒，这种微生物于1935年被美国科学家斯坦利第一次提纯并结晶出来，1939年柯施在电子显微镜下面看到了它，从而生物家族又多了这一特殊的生命形式。

在列文虎克、巴斯德、科赫之后的短短几十年中，通过许多的努力，人们又陆续找到了其他形式的微生物，如放线菌、立克次氏体、螺旋体、霉形体、衣原体等，从而微生物家族中的各个成员都一一暴露在人们的面前。当然，微生物世界广大而深远，人们的探索脚步不会就此停止。