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2.3 请向家庭主妇范妮·黑塞道谢

列文虎克虽然推开了微生物学的大门,让人们看到肉眼看不见的微小生命,但主张生物体由无生命物质自然产生的“自然发生说”仍根深蒂固。此外,“瘴气理论”认为传染病是由有机物腐烂产生的有毒空气传播导致的。

19世纪初,接种天花疫苗已经较为普遍,虽然大家都不知道是什么起了作用,但当时已经有一批人隐隐意识到,肉眼看不见的、却实实在在存在的小小生物和我们的健康息息相关。由这种想法发展出的“疾病细菌说”(germtheoryofdisease)也被时兴的主流思想“瘴气理论”所鄙夷。

法国微生物学家、微生物学的奠基人路易斯·巴斯德在研究酒类为什么变酸的时候发现,酒里的一种杆状细菌(乳酸杆菌)增多,就会使酒变酸。随后他发明“巴氏消毒法”来对抗酒类的“疾病”,这对酿造行业来讲,可谓是个巨大的福音,这种工艺将液体加热到60~100°C,可以有效杀死大部分的细菌和霉菌,并保持酒的口感。

治好了酒类“疾病”的巴斯德对“自然发生说”提出了异议。他认为人类和酒一样,生病是因为细菌入侵人体,让我们的身体“变质”。这一大胆的言论使巴斯德受到“自然发生说”拥护者的强烈抨击。为了解决这场争论,法国科学院设置阿尔亨伯特奖,奖励能够通过实验证明支持或反对这一学说的人。

这算是两种思想的第一次正面交锋,科学家们利用毕生所学证明自己支持的观点,在19世纪60年代,巴斯德设计出鹅颈烧瓶实验,将煮沸的肉汤放到烧瓶中,只要肉汤不接触弯管中的污染物,就会保持无菌状态。如果将鹅颈烧瓶放倒,使肉汤接触弯管中的污染物,肉汤中不久就会出现微生物。这一简单的实验有力地反驳了“自然发生说”,证明食物腐败不是自然发生的,而是因为细菌。这也让他在1862年赢得了阿尔亨伯特奖。

随后越来越多的科学家支持“疾病细菌说”,瓦尔特·黑塞(Walther Hesse)就是其中之一,他确信微生物无处不在,并利用棉絮过滤器试图捕捉和观察微生物。黑塞把要观察的细菌放到土豆上培养,发现行不通后就将细菌转移到肉汤和明胶制成的透明果冻培养基底上培养。然而,这种培养基底存在一个问题,当加热到37°C(98.6°F)——这个适合许多微生物生长的温度时,会出现明胶液化的现象。此外,他培养的很多细菌还会降解基底,留下一堆“烂摊子”。

黑塞的妻子范妮·黑塞(Fanny Hesse)一直在做他的助手,范妮每天的工作就是给细菌做肉汤、清理设备并为丈夫的出版物做科学插画。她偶然想起儿时从印度尼西亚搬来的邻居教过她往汤里加的一种凝胶剂,可以使果冻和布丁在温暖的天气里也不会融化。这种凝胶剂就是一种从海藻中分离出来的胶状物质——琼脂。

琼脂培养基

范妮将想法告诉了丈夫,黑塞立即把这个重大发现告诉了他所在研究所的主任罗伯特·科赫,科赫也是“疾病细菌说”的支持者,1876年他在《植物生物学》中发表了关于炭疽杆菌的研究成果,这是人类历史上第一次用科学方法证明某种微生物是特定疾病的病原。

黑塞等人通过研究发现,琼脂比明胶有更高的熔点,在适合细菌生长的温度下也不会融化,而且它还是一种细菌不易分解的多糖,具有很好的稳定性,可以被长时间储存。他们将琼脂粉与营养素和水混合,在高压灭菌器中加热消毒,然后倒入浅盘中。混合物冷却后会凝固成光滑的半固体,其表面十分适合细菌生长。这一发现让科赫的研究工作逐渐变得顺利起来。

1881年,科赫出版了《病原体研究方法》,总结了一种使用带有琼脂的载玻片来培养细菌的新方法,这本册子也被称为“细菌学圣经”,但其中对于黑塞夫妇的贡献却一笔带过。

范妮并没有因为她的发现而获得任何荣誉,她是现代微生物学里一位被忽视的女英雄,许多微生物学家每天都在使用琼脂培养基,但很少有人知道这位女性的贡献。下次在实验室用到琼脂时,记得在心里好好和范妮道谢,是她的发现让我们避免在一堆“烂摊子”中培养细菌。 SHz2Uxr9h9dOVjP8r0j8lEJEQFmIwieNkLNK+jDRoL8xZur8ReOWsp04yoAk3vE1

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