Ниспровергатель теории самозарождения

Научный труд флорентийского врача Франческо Реди под названием «Опыты по зарождению насекомых» вот уже четвертый век служит исходной вехой в современной истории абиогенеза — научной теории происхождения живого из неживого. Сегодня наука не столь категорична, чтобы считать принцип Реди оmnе vivum e vivo истиной в последней инстанции, напротив, ученые изо всех сил стараются его опровергнуть и повторить в своих лабораториях акт творения. Пока им это не очень удается, и, возможно, это к лучшему.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

Академия испытаний

При взгляде со стороны опыты Реди были предельно простыми. В первой серии экспериментов он взял шесть банок, в двух из них не было ничего. Что он положил в две другие банки, доподлинно неизвестно. Известно лишь то, что это были несъедобные предметы. И наконец, в двух последних банках лежали в одной мясо или рыба. В трех парах этих банок одна была накрыта марлей, вторая была открытая. В итоге в открытых банках с мясом или рыбой завелись личинки мух, в остальных банках их не было.

Во второй серии экспериментов Реди положил в три банки мясо, все закрыл крышками. Убедившись, что личинок в них не завелось, он открыл одну банку, вторую открыл, но накрыл марлей, третью оставил закрытой. В первой банке вскоре появились личинки, во второй личинки были только сверху на марле и вскоре умерли и засохли, в третьей, по-прежнему закрытой крышкой, изменений не было. В еще одной серии своих опытов Реди поместил в банку с мясом несколько мертвых мух, в другую такую же банку с мясом он запустил живых мух и обе банки закрыл. Результат был ожидаемым: мертвые мухи яиц не откладывали, в банке с живыми мухами их личинки на мясе появились.

Свои опыты Реди повторил несколько раз в разных модификациях, результат был один и тот же. Несмотря на внешнюю простоту опытов Реди, они отличались от большинства подобных экспериментов его времени: у него кроме экспериментальных были контрольные банки. Обязательность контроля (плацебо) в опытах тогда только входила в науку. Такая строгая экспериментальная наука была обязательной для основанной в 1657 году флорентийской Accademia del Cimento (дословно — Академии испытаний, но можно перевести как Академии опытов, экспериментов, эмпирики, наконец).

Такой научный подход — рациональный анализ опытных данных, как известно, провозгласил Фрэнсис Бэкон в 1620 году в своем трактате «Новый Органон», но одно дело — провозгласить что-либо, другое дело — внедрить это в повседневную практику, для чего, собственно, и была создана в Тоскане Accademia del Cimento — научное сообщество, клуб итальянских ученых, исповедовавших в своих работах принцип эмпиризма, причем — и это показательно — при покровительстве и материальной помощи высшей власти в лице принца Леопольдо де Медичи и его брата великого герцога Тосканского Фердинандо II Медичи.

Флорентийские герцоги Медичи, с 1569 года (после присоединения к Флоренции Сиены и, соответственно, почти всей южной половины Тосканы) носившие титул великих герцогов Тосканских, были большими любителями и меценатами науки. Они предоставили академикам для их заседаний дворец Кастеллани (ныне музей истории науки «Галилео» во Флоренции), и сами записались в академики. Прямых архивных доказательств того, что на момент работы с банками и мухами доктор Франческо Реди состоял в числе академиков Accademia del Cimento, нет, но есть его переписка с членами академии, так что условно можно считать его членом-корреспондентом этой академии. Впрочем, дело не в научном титуле, а в том, что доктор Реди вел свои исследования по абиогенезу методами вполне современного доказательного эксперимента.

От Реди до Пастера

В античные времена теория спонтанного зарождения жизни (абиогенеза) казалась само собой разумеющейся. Об этом писали и Платон, и Аристотель. Аристотель считал, что тля на растениях возникает из росы, мухи — из гнилой пищи, мыши — из гнилого сена, крокодилы — из гниющего топляка. Как известно, Аристотель в Новое время считался непререкаемым авторитетом для ученых и агония его теории самозарождения длилась еще долго.

В том же 1667 году, когда Реди вел свои эксперименты, в научной работе не какого-то там дилетанта, а фламандского врача Яна ван Гельмонта, блестящего физиолога, открывшего ферментативный характер переваривания пищи, был описан, например, такой рецепт инициации самозарождения мышей: надо поместить потное нижнее белье вместе с шелухой пшеницы в бочку с открытой крышкой и подождать. Не позже 21 дня ожидания мыши в бочке гарантированно объявятся. Опыты Франческо Реди были лишь первой серьезной, но не сокрушительной атакой на теорию самозарождения жизни по Аристотелю.

Как раз в середине XVII века у сторонников теории зарождения появился козырь в виде анималькуль, как тогда называли простейших. Они казались настолько просто устроенными, что идеально подходили на роль иллюстрации самозарождения жизни. В 1745 году английский ботаник Джон Нидхэм вскипятил куриный бульон, налил его в колбу, запечатал и стал ждать. Кипячение, как тогда уже все знали, убивает простейших, но в колбе с бульоном они у Нидхэма появились и даже бурно размножились. Ладзаро Спалланцани пришлось повторить опыт Нидхэма в модифицированном виде: он сначала налил бульон в колбу, запечатал ее наглухо и только потом вскипятил. Бульон в ней остался стерильным.

Но окончательную точку в истории с самозарождением анималькуль в гнили поставил только Пастер в 1859 году, то есть спустя почти два века после опытов Реди. Он вскипятил мясной бульон в колбе с горлом в виде S-образной трубки и прокалил на огне трубку. Воздух с микробами мог попасть в горлышко, но оседал в колене трубки, а бульон в колбе оставался стерильным. Стоило наклонить на минуту колбу, чтобы бульон попал в горлышко, как он начинал мутнеть, микробы в нем бурно размножались.

Omnе vivum e vivo

Вывод из результатов опытов Франческо Реди назвали «принципом Реди» и формулируется он так: omnе vivum e vivo («Все живое [происходит] от живого»). Но сформулировали его без спроса его автора и только в XIX веке. Сам доктор Реди ничего подобного никогда не писал, да и наверняка даже не говорил. Все, что он написал по этому поводу, заключается в одной фразе: «И хотя ежедневно можно наблюдать, что в мертвых телах и разложившихся растениях образуется огромное количество червей, я склонен полагать, что все эти черви образуются в результате оплодотворения».

Причин такой скрупулезности Реди минимум было две. Во-первых, как любой добросовестный ученый он не мог распространять эмпирические обобщения за рамки поставленного им эксперимента, а работал он с личинками насекомых, его работа так и называется — «Esperienze Intorno alla Generazione degl'Insetti» («Опыты по зарождению насекомых»). Во-вторых, в Писании много раз повторено, кто именно создал все живое, и обобщение omnе vivum e vivo звучало бы в те времена слишком смело, даже, пожалуй, дерзко.

Среди респондентов Реди по Accademia del Cimento были Кандидо и Паоло дель Буоно, Карло Ринальдини, Винченцо Вивиани, Лоренцо Магалотти — все ученики и соратники Галилея, часто посещавшие учителя, который тогда уже жил под домашним арестом. Да и в целом флорентийская Accademia del Cimento была удивительным для того времени гнездом научного либерализма. Великие герцоги Тосканские, вероятно, для того ее и создали и сами записались в академики, чтобы лишний раз подразнить Ватикан и продемонстрировать свою независимость (времена, когда Медичи один за другим занимали папский престол, давно прошли).

Но любой либерализм во все времена имеет свои рамки, и тогда даже самому далекому от земных реалий итальянскому ученому было предельно ясно, чем может закончиться ниспровержение некоторых устарелых научных догм. Пример Галилея был весьма наглядным. Впрочем, это был понятно не только итальянским ученым: например, англичанин Уильям Гарвей гораздо более скромную максиму eх ovo omnia («Все [живое] из яйца») в своей книге De Generatione Animalium 1653 года поместил только на фронтисписе (там Юпитер держит яйцо с такой надписью). Если что, все претензии к художнику, а в тексте книги Гарвея ничего подобного по категоричности нет. Окончательно осмелели ученые лишь 100 лет спустя, в XVIII веке.

Паразитолог и поэт

Франческо Реди родился в 1626 году в городке Ареццо (тогда около 6 тыс. жителей) в 80 км к юго-востоку от Флоренции, столице некогда сильной Аретинской республики, успешно воевавшей с Флорентийской республикой за свою независимость, но в XIV веке все-таки поглощенной Флоренцией. Отец у него был врачом, и, вероятно, неплохим врачом. Во всяком случае, семья была по местным меркам богатой, а Реди-старший в 1642 году был приглашен в штат придворных медиков великого герцога Тосканского Фердинандо II Медичи. И в том же 1642 году его сын Франческо, учившийся до этого в иезуитской школе в Ареццо, в возрасте 16 лет уехал учиться на доктора в Пизанский университет. Пять лет спустя он успешно окончил его со степенью доктора медицины.

Далее историки науки, как говорится, путаются в показаниях. Одни пишут, что еще спустя год молодой доктор Реди стал придворным врачом Фердинандо II: мол, тут его папа постарался. Другие пишут, что после окончания университета он пять лет провел в Риме, где служил воспитателем в семье Колонна, одной из двух самых знатных и богатых семей Рима, традиционно враждовавшей со своими конкурентами из семьи Орсини за первенство в Риме. Третьи пишут, что Реди в 1648 году был уже членом Флорентийской медицинской коллегии. По всей видимости, в чем-то правы и первые, и вторые, и третьи: Франческо Реди был легок на подъем, в молодые годы часто и много ездил по Италии, да потом тоже. Он так и не обзавелся семьей.

Не вызывает сомнений только одно: большую часть времени он проводил во Флоренции, где обзавелся медицинской практикой и знакомствами как в научном, так и в медицинском мире. Возможно, он действительно вращался в придворных медицинских кругах (в чем ему уж точно мог помочь отец), но в штат лейб-медиков он был зачислен только в 1666 году с жалованьем в 800 пиастров в год (очень приличные деньги; один тосканский пиастр того времени был серебряной монетой весом около 30 г) и был назначен управляющим герцогской аптекой. А со временем стал больше чем просто врачом великого князя Фердинандо II и потом Козимо III; он также был их и другом, и советником, и воспитателем наследного принца Фердинандо, сына Козимо III. Во всяком случае, об этом писали его современники, посвящая научные и литературные труды не правителю, как положено, а доктору Реди.

Параллельно Реди занимался наукой, переписывался с учеными не только в Италии, и при этом область его научных интересов была довольно широкая. Сейчас его «Опыты по зарождению насекомых» часто называют opus magnum (главный труд жизни), но главный он только с точки зрения истории науки, а для самого Реди и его современников гораздо важнее и популярнее были другие его труды. Для ученых, например, его паразитологический трактат «Osservazioni intorno agli animali viventi» (1684), для врачей — «Osservazioni intorno alle vipere» («Наблюдения за гадюками»,1664), где он разоблачил шарлатанские методы лечения от укуса гадюки, для неученого народа — дифирамб «Вакх а Тоскане», шутливая песнь во славу винопития и вина (в данном случае — тосканского красного вина монтепульчано).

Козимо III отлил три медали в честь Франческо Реди: за его врачебные успехи, за его вклад в науку и за его вакхическую поэму. Это было, так сказать, признанием власти заслуг ученого Франческо Реди, а научное сообщество, в свою очередь, избрало Реди в Accademia del Cimento (Академию наблюдений), Accademia dei Lincei (Академию рысьеглазых, главную итальянскую академию наук в Риме) и Accademia della Crusca (Академию отрубей, названную так, потому что ее целью было очищение итальянского языка от всевозможного лингвистического мусора). Причем в первую очередь врач Реди был избран в 1657 году как раз в филологическую академию, а с 1665 года доктор медицины Реди заведовал кафедрой тосканского языка во Флорентийской академии изящных искусств. На тосканском итальянском, между прочим, писали Данте и Петрарка.

Желающие могут почитать отрывки из поэмы Реди «Вакх а Тоскане». Они в хорошем переводе доступны в интернете, а целиком его поэму на русский пока никто не удосужился перевести, хотя отечественные виноторговцы давно могли бы скинуться на оплату ее перевода. Что же касается доступных отрывков, то особенно любопытно, как доктор Реди костерит коллег по медицинскому цеху:

Взял привычку

Лучше он не пробовал вина!

Реанимация абиогенеза

Доктор Франческо Реди прожил долгую и славную жизнь, и не его вина, что в истории науки он остался всего лишь ниспровергателем теории самозарождения жизни по Аристотелю. Тем более что отнять у ученых надежду самим совершить акт творения — дело безнадежное. Ученые с этим никогда не смирились бы, и примерно в то самое время, когда Пастер окончательно добил теорию самозарождения Аристотеля, химики заметили, что в присутствии катализаторов органические вещества могут образовывать в пробирке довольно сложные молекулы, аналогичные природным белкам, жирам и углеводам. Теория самозарождения получила название теории абиогенеза, и вот уже второй век ученые увлеченно трудятся над ее разработкой.

Основные вехи на этом пути известны нам из школьного курса биологии: коацерватная теория Опарина (ныне Опарина—Холдейна) и эксперимент Миллера—Юри. Они вдохновляли, но не могли решить главного: самовоспроизводства образующихся белковых «анималькуль». Сейчас надежды возлагают на каталитические РНК и пытаются воссоздать в лаборатории «мир РНК», который, согласно гипотезе, предшествовал миру белков и ДНК. Не получится, придумают еще что-нибудь. Так уж устроена наука, что постоянно путает в своем научном эдеме Древо жизни с Древом познания добра и зла.

Ася Петухова