قدم های بلند زیست شناسی در سده نوزدهم

نظریه سلول

زیست شناسی در قرن نوزدهم گام های بلندی برداشت. فرایندهای تن کار شناختی متعددی با تفصیل بیشتر بررسی شد، بر پایه آنچه که شاید بتوان بینش «حیوان ـ ماشینی» نامیدش؛ در حالی که مطالعاتی در مورد موضوعات وابسته مانند طرز رنگ گیری و تقلید حفاظتی نیز انجام گرفت. اما دو تحول، از میان همه تحولات، بیشترین تأثیر را بر کار زیست شناسی در قرن نوزدهم گذاشت. یکی از آن ها نظریه سلول بود و دیگری مسئله حیات خلق الساعه.
پیش از این به نخستین مورد استفاده از واژه «سلول» توسط هوک اشاره شد؛ اما نظریه سلولی که در قرن نوزدهم راه تکامل پیمود، فقط در مسئله تعریف ماده داخل یک ناحیه معین خلاصه نمی شد؛ تلاشی بود برای درآویختن با این که پرسش بنیادین که «ارگانیسم چیست؟»نخستین بار فرانسوی ها بودند که بر مسئله حمله آوردند. پزشکان فرانسوی از حدود سال 1800 میلادی شروع به تلفیق معاینات بعد از مرگ با شرح بالینی وضع جسد کردند و امکان این را فراهم آوردند که با تعیین دقیق محل در بدن معلوم شود که کار از کجا خراب است. این به نوبه منجر به مطالعه جزء به جزء خود اندام ها شد. پیشرو در این زمینه گزاویه بیشا(1) بود که تا هنگام مرگش در سال 1802 دستکم بیست و یک نوع بافت ـ مخاطی، لیفی و غیره ـ را در اندام ها شناسایی کرد و نحوه توزیع آن ها را مورد توجه قرار داد. گام بعدی پس از سال های 1830 و بعد از پیدایش میکروسکوپ های خوب بدون انحراف رنگ برداشته شد. میکروسکوپ ها تا بدان جا تکامل یافتند که در دهه 1880 عمدتاً با کار ارنست آبه در کارخانه عدسی سازی کارل تسایس(2) می توانستند ذراتی به کوچکی دوهزارم میلیمتر را بنمایانند. میکروسکوپ در این زمان تقریباً به آخرین حد نظری توان وضوح بخشی خود رسید.
با دسترسی به میکروسکوپ بی انحراف رنگ، ‌خطوط اصلی نظریه سلول را می شد ترسیم کرد. این کار را دو مرد به نام های ماتیاس اشلایدن و تیودور اشوان(3) انجام دادند. اشلایدن، ‌حقوقدانی که بعدها استاد قابل ولی مغرور گیاه شناس در ینا شد، علیه نظام خشکی که گیاه شناسی در آن ایام داشت واکنش کرد و در مقاله ای پیرامون فیتوژنسیس(4)(منشأ گیاهان) سلول را واحد پایه ارگانیسم زنده دانست. تیودور اشوان شخصیتی کاملاً‌ متفاوت داشت. او مردی ساده و آرام و پارسا بود که در پژوهش از اشلایدن پیشی گرفت. او خود را وقف مطالعه ساختار بنیادین بافت های جانوران کرد که مشاهده شان بارها دشوارتر از مشاهده بافت های گیاهان است؛ ولی او پی برد که رشدشان مشابه رشد بافت های گیاهان است. اشوان همچنین سلول تخم حیوانات، از جمله سلول تخم پستانداران را که کارل ارنست فون بر در سال 1828 کشف کرده بود؛ مورد بررسی قرار داد و به این نتیجه رسید که سلول تخم نیز در واقع یک سلول است، گرچه در بسیاری از حیوانات مانند مرغ فوق العاده بزرگ و گسترده است. بدین سان، آشلایدن و اشوان نظری درباره رشد مشابه سلول ها و انگیزه ای برای پژوهش بسیار فراهم آوردند، گرچه خود در این مورد بر خطا بودند که سلول خود زاییده فرایندی صرفاً شیمیایی است.
در سال های 1830 در آلمان، ناتور فیلوزفیه در اوج شکوفایی خویش بود. لورنتس اوکن (5)در جستجوی واحدی بود که بتوان همه موجودات زنده را، ‌با تنوع فراوانشان، از آن منتج کرد. سرانجام او سلول را پاسخ یافت؛ گرچه استدلالش فلسفی بود. او آزمایش میکروسکوپی را تحقیر می کرد. با این حال، مطالعه علمی انگیزه یافت. به ویژه با استفاده از روش مشاهده میکروسکوپی دقیق، مطالعاتی صورت گرفت در مورد تغییرات جنینی که در تخم رخ می دهد. روبرت ریماک و رودولف آلبرت فون کلیکر نشان دادند که این تغییرات با تقسیم سلولی انجام می گیرد.
با وجود این، پیروزی های عمده نظریه سلول تا نیمه دوم سده نوزدهم به دست نیامد. نخست، میکروسکوپیست طبی، رودولف فیرخو(6)، استاد کالبدشناسی آسیبی در برلین و پزشکی نامدار در آلمان، شروع به بررسی سلول های بافت زنده کرد و در سال 1858 اثری مهم با نام آسیب شناسی سلولی فراهم آورد. در آن او نظریه اشلایدن ـ اشوان در مورد تشکیل سلول را مردود شمرد و مدعی شد که سلول فقط از سلولی از پیش موجود می تواند به وجود آید. فیرخو سپس پیش تر رفت و نشان داد که سلول «... آخرین حلقه در زنجیره بزرگ صورتبندی های تبعی است که بافت ها، ‌اندام ها، دستگاه ها و فرد را تشکیل می دهند. ». او همچنین سلول را واحدی پر از ریزه کاری دید و آن را کوچک ترین مرکز سازمان یافته همه فعالیت ها در بدن می دانست. ولی به رغم دفاع او از این نظر، هنوز باید به طور قطعی نشان داده می شد که سلول واحد کارکردی بنیادی بدن است. این جا بود که کلود برنار، ‌تن کارشناس فرانسوی، نقشی حیاتی بازی کرد. برنار در همه پژوهش های پزشکیش ـ او کارهای باارزشی در زمینه گوارش، تن کارشناسی اعصاب و مواد سمی انجام داد ـ‌ در تلاش اثبات وحدت حیاتی همه ارگانیسم ها بود. شک نیست که او بیشتر به نظرات اشوان گرایش داشت تا نظرات فیرخو؛ ولی در هر صورت، تصویر گسترده ای که او از کل ارگانیسم ترسیم کرد بسیار اهمیت داشت، از این جهت که رابطه سلول ها با بافت ها و کنش و واکنش سلول ها با سیال پیرامون آن ها در بدن را به خوبی نشان می داد.
به رغم خدمات فیرخو و برنار، ‌باید کار بیشتری انجام می گرفت. در این مرحله بود که جنین شناسان کمک های ارزنده ای کردند. آن ها در درجه اول در فکر از میدان به در کردن نظریه «قدم شکل»(7) و جایگزین کردن آن با نظریه «پس پیدایی»(8) بودند که به موجب آن، تخم، سلولی کمابیش ساده است که با رشد اندامی مشخصی دم به دم پیچیدگی بیشتری می یابد. این نظریه جدید نخست از دریافت این نکته نیرو گرفته بود که سلول تخم هیچ پستانداری در غیاب اسپرم رشد نمی کند، و سپس در سال 1843 از مشاهده این که در سلول تخم، یک اسپرم نیز حضور دارد. با این حال هنوز کار اسپرم فهمیده نشده بود. توضیح رایج این بود که حضور اسپرم صرفاً‌ محرکی برای رشد سلول تخم است. ولی در سال های 1876 و 1877 اوضاع تغییر کرد، ‌چون اسکار هرتویک(9) و هرمان فل دستکم توانستند نشان بدهند که تخم بارور شده نه یک هسته بلکه دو هسته دارد که یکی متعلق به ماده و دیگری از آن نر است. در نتیجه واحد اشتراک نسل های متوالی جانوران وگیاهان از سلول به هسته آن تحویل شد؛ و این کشفی سرنوشت ساز بود.
زیست شناسان اینک در پی چیزی بودند؛ چیزی شاید شیمیایی، که قابل انتقال از اسپرم به تخم باشد. بنابراین شروع به بررسی میکروسکوپی هسته سلول کردند، گرچه این ساده نبود. باید از رنگ هایی قوی استفاده می شد که اجزای شفاف را در زیر میکروسکوپ نمایان سازد. این کار منجر به این کشف شد که ساختارهای نخ مانند نازکی در خلال تقسیم سلولی حضور دارد. همچنین دریافته شد که وقتی سلول ها تقسیم می شوند، ‌همین ها هستند که انتقال می یابند. از آن جا که برای نمایان ساختن این ساختارها از کروماتین استفاده شده بود، ویلهلم فون والدایر هارتس به آن ها «کروموزم»نام داد.

حیات خلق الساعه

از دیرباز در این باره حدس و گمان، فراوان بود که حیات چگونه آغاز می گردد. گوشت گندیده کرم می گذاشت و رطوبت و کثافت، کک و شپش پرورش می داد. چنین می نمود که از دست به دست دادن آب و هوا و گرما و گندیدگی، حیات خود به خود آغاز می گردد. ولی این باور تقریباً جهانی در قرن هفدهم مورد سوال قرار گرفت؛ و فرانچسکوردی، پزشک دربار توسکانی، کل مطلب را در کتابش آزمایش هایی در مورد تولید حشره (1668) مورد بحث قرار داد. ردی با بصیرتی نادر عنوان کرد که کرم هایی که در ماده گندیده او را به این نتیجه رسانید که کرم ها از تخم به وجود می آیند. از این رو او در آزمایش های دیگری ماده گندیده را با تور ناپلی، که بسیار ریزبافت بود، ‌پوشانید و بعد مشاهده کرد که تخم ها روی توری مانده است. این قطعاً به اثبات رسانید که کرم ها مولود ماده گندیده نیستند؛ اما عجیب این که او نتیجه گرفت که کرم برگ و میوه و سبزیجات می تواند به طول خلق الساعه پدید آید. لیونهوک نیز مطالعاتی انجام داد که به کمک آن ها توانست کذب این نظر را به اثبات رساند که صدف خوراکی از ماسه به وجود می آید. او نشان داد که صدف از تخم صدف به وجود می آید.
به رغم پژوهش های ردی و لیونهوک، تصور حیات خلق الساعه بیش از آن ریشه داشت که به آسانی از میان برود. حتی دو پژوهشگر عمده قرن بعد، جان نیدم و لادزار و اسپالانتسانی، نیز در مورد آن با یکدیگر توافق نداشتند. نیدم در سال 1713 در لندن در خانواده ای پیرو کلیسای کاتولیک رم به دنیا آمد. بیشتر زندگیش را در بلژیک گذراند و در همان جا نخستین مدیر آکادمی سلطنتی بلژیک شد. نیدم گرچه کشیش بود ولی به هیچ کلیسایی وابسته نبود؛ از این رو به راحتی با ولتر بر سر مسئله معجزه بحث می کرد. اما اینک یادآورد نام او دو آزمایشی است که در مورد حیات خلق الساعه انجام داد و در خلاصه مذاکرات فلسفی جامعه سلطنتی بریتانیا و مجلدات آخر تاریخ طبیعی بوفون گزارش شد. در نخستین آزمایش، او یک بادام را در بطری پر از آبی انداخت و در بطری را محکم با چوپ پنبه بست. مدتی بعد دید که گوشه ای از بادام در حال گندیدن است و ذرات کوچکی در اطراف شناور است. این ذرات خود را به دیواره بطری چسباندند. او نتیجه گرفت که آن ها حاصل «خیس خوردن» بادام درآبند و از هوا نیامده اند. آزمایش دوم او با کف حاصل از جوشاندن گوشت گوسفند در آب بود و اهمیت بیشتری داشت. او کف را در یک شیشه کوچک ریخت( که البته میکروب زدایی نشده بود) و در آن را با موم بست. پس از چند روز، کف گوشت را آکنده از موجودات جاندار یافت. از این جا نتیجه گرفت که یک نیروی حیاتی در هر ذره ماده و هر رشته ای که حیوان کامل را می سازد وجود دارد. این با باور کلی تر او نیز همخوانی داشت که همه جانوران از ذراتی آلی تشکیل شده اند که خود فناناپذیرند.
لادزار و اسپالانتسانی (1729 ـ 1799) که در جایی در نزدیکی مدنا در ایتالیا متولد شده بود، ‌در دانشگاه های مدنا و پاویا به تدریس اشتغال داشت. او همچنین پژوهش های با ارزشی در تن کارشناسی، به ویژه در زمینه گوارش، انجام داد. اسپالانتسانی که میکروسکوپیست خبره ای بود، شرحی از کار خود در مورد حیات خلق الساعه را در سال 1765 و کتاب مشاهدات و تجربیات مربوط به جانوران ذره بینی خیسانده ای را در سال 1776 انتشار داد. او که به نظرات نیدم و بوفون مخالف بود، ‌آزمایش هایی با استفاده از قمقمه های شیشه ای انجام داد؛ و دریافت که هر چه قمقمه بزرگ تر باشد، «جانوران ذره بینی» زودتر سر می رسند. اگر آن ها در خیسانده ای خود را نشان نمی دادند، او یک ترک در شیشه ایجاد می کرد و آنگاه آنان به سرعت پدید می آمدند. سپس او نظرات نیدم را رد کرد و نشان داد که اگر قمقمه مدتی حرارت ببیند و بعد در آن با موم بسته شود، دیگر از جانوران ذره بینی خبری نخواهد شد. آزمایش های تطبیقی با (قمقمه های دارای گردنی مویین، تعدادی دربسته و تعدادی درباز، به روشنی نشان داد که هوا عاملی حیاتی در رشد این موجودات ریز است. اسپالانتسانی این جانداران را به دو گروه تقسیم کرد:گروهی عالی که اگر به مدت نیم دقیقه در آب تا نقطه جوش حرارت می دیدند از بین می رفتند و گروهی پست که پس از نیم ساعت جوشاندن باز هم زنده بودند. گروه دوم احتمالاً باکتری بودند.
با فرا رسیدن قرن نوزدهم، مسئله توسط پژوهشگران چندی مورد بررسی بیشتر قرار گرفت. یکی شیمیدان زراعی آلمانی به نام فرانتس شولتسه، که در سال 1815 در نورمبرگ به دنیا آمده بود، در آزمایشی نبوغ آسا، یک خیسانده گیاهی را در دو قمقمه ریخت. یک قمقمه را تا نقطه جوش حرارت داد و سپس با در باز در معرض هوا گذاشت. قمقمه دیگر را در دستگاهی قرار داد که اجازه می داد هوا از مجرایی پر از اسید سولفوریک به داخل قمقمه مکیده شود. او هوای این قمقمه را روزی دو بار عوض می کرد. پس از دو ماه، هیچ «جانور ذره بینی»(میکرو ارگانیسم) به وجود نیامد؛ گرچه در قمقمه دیگر موج می زدند. ولی هنگامی که قمقمه فاقد میکرو ارگانیسم نیز با در باز در معرض هوا قرار گرفت؛ آن هم آکنده از حیات شد. این آزمایش نشان داد که هوای داخل قمقمه به خودی خود منشأ حیات نیست. اما آزمایش شولتسه مورد انتقاد دیگران قرار گرفت، زیرا وقتی آن را تکرار کردند نتوانستند همین نتایج را به دست آورند ـ اکنون آشکار است که این ناشی از بی دقتی خود آنان بود.
کس دیگری که موضوع را مورد توجه قرار داد تیودور اشوان بود. او آزمایش خود را در سال 1836 انجام داد ـ همان سالی که شولتسه آزمایشش را انجام داد ـ و با استفاده از بالن بزرگی که در آن خیسانده ای به مقدار کم وجود داشت. بالن با در بسته 15 دقیقه در آب جوش قرار داده شد. میکرو ارگانیسمی پدید نیامد. منتقدان گفتند شاید او اکسیژن هوا را کاری کرده باشد. گروهی دیگر گفتند شاید ماده آلی در اثر حرارت از خود دیوکسید کربن بیرون داده و این گاز از رشد جلوگیری کرده است. اشوان در آزمایش های بعد این گاز را خارج کرد؛ اما انتقاد ادامه داشت. از این رو او کل آزمایش را از نو طراحی کرد و در سال 1837 آزمایشی مانند آزمایش شولتسه انجام داد که در آن هوا دایماً عوض می شد؛ گرچه در آزمایش اشوان، هوا پیش از ورود به قمقمه حرارت می دید. این آزمایش منتقدان را ساکت کرد و به طور قطع نشان داد که این خود هوا نیست که گندیدگی ایجاد می کند، بلکه چیزی در هواست که در اثر حرارت از بین می رود.
ولی با این همه کاری که انجام گرفت، فلیکس پوشه زیست شناسی در سال 1858 هنوز به حیات خلق الساعه باور داشت و در مقاله ای که به «اکادمی د سیانس» تقدیم داشت مدعی شد که آن را به اثبات رسانده است. در سال بعد نیز او کتابی با عنوان گروه ناهمگون یا رساله ای پیرامون تولید خود به خود بر اساس آزمایش های تازه به چاپ رسانید. لب مطلب کتاب این بود که یک نیروی حیاتی باید در کار باشد؛ و از آن جا که هیچ نمک معدنی نمی تواند تولید حیات کند، این کار لاجرم در صورتی انجام می گیرد که ماده میزبان زمان جاندار بوده باشد. تازه در نیمه دوم قرن بود که مسئله، به کوشش پاستور و تیندال، خاتمه یافت.
لویی پاستور(1822 ـ 1895)در سال 1822 در دول (10) در شرق فرانسه به دنیا آمد. پدرش دباغ بود. پاستور که در دوران تحصیل شاگردی متوسط بود، در سوربون شیمی خواند و سپس چندی در همان جا بر روی ساختمان بلورها و اثرات نوری آن ها کار کرد. در سال 1854، پس از مدتی که صاحب کرسی استادی شیمی در استراسبورگ بود، استاد شیمی و رئیس دانشکده نوبنیاد علوم در دانشگاه لیل شد. صنعت آبجوسازی در لیل از این بابت که آبجوهایش پس از تخمیر ترش می شد دچار مشکل بود؛ و پاستور پذیرفت که مسئله را بررسی کند. مطالعات او نشان داد که ترش شدن آبجوها ناشی از حضور ارگانیسم های زنده است، و یک رشته آزمایش های دقیقاً فکر شده به اثبات رسانید که ارگانیسم ها را هوا منتقل کرده است. کاری که او کرد استفاده از چکه های آب در یک لوله برای مکیدن هوا از بیرون آزمایشگاه بود. هوای ورودی از لابلای یک تک نمد انفجاری (نیترات سلولز) رد می شد. پس از عبور هوا، نمد در الکل و اتر حل کرده شد و «غبار هوا» مورد بررسی میکروسکوپی قرار گرفت. اجسام ریز بیضوی شکلی مشاهده شد که از تخم جانوران ذره بینی یا گیاهان قابل تمیز نبود. با این رشته آزمایش ها پاستور توانست نشان بدهد که تعداد «اجسام سازمند» بستگی به حرکت، رطوبت و دمای هوا و فاصله آن از سطح زمین در هنگام ورود دارد. بنابراین نتایج اتفاقی نبود. پاستور آزمایش های اشوان را نیز با موفقیت تمام تکرار کرد و یادداشت هایی درباره ذرات سازمندی که در جو وجود دارد را در سال 1861 انتشار داد.
پاستور سپس آزمایش های دیگری برای بررسی گندیدگی انجام داد. او از یک خیسانده استریل در هوای حرارت دیده استفاده کرد و نشان داد که هر وقت «غبار نمد انفجاری» وارد عمل شود، گندیدگی نیز رخ می دهد. سپس او به اثبات رساند که خیسانده را می توان سترون کرد و حتی در قمقمه ای درباز سترون نگه داشت، به شرطی که گردن قمقمه بسیار کشیده و باریک و خمیده به پایین باشد. این نشان می داد که «ذرات» وزن دارند. سرانجام او نشان داد که ذرات به طور یکنواخت در هوا پراکنده نیستند، و تعدادشان را در مکان های مختلف و در شرایط مختلف با هم مقایسه کرد.
پوشه که سرگرم کار در راستای مشابهی بود، وقتی یافته های پاستور انتشار یافت آن ها را مردود شمرد؛ و وضع چنان جدی شد که «آکادمی د سیانس» هیئتی رسمی را مأمور رسیدگی به آن کرد. هیئت مزبور پاستور را بحث یافت. با این حال هنوز اعتراضاتی وجود داشت، ‌به ویژه از سوی هنری بسشن(11) استاد کالبدشناسی اسیبی در یونیورسیتی کالج لندن. بسشن در سال 1872 کتابی به نام آغازهای زندگی انتشار داد و در آن موکداً از این فکرکهنه دفاع کرد که حیات از ماده بیجان نیز می تواند پدید آید. ادعای او البته نادرست بود، اما توجه را به این حقیقت جلب کرد که برخی میکرو ارگانیسم ها از بقیه در مقابل حرارت مقاوم ترند. پاستور خود اذعان کرد که این بعدها به کارش آمده است.
رد نهایی نظریه حیات خلق الساعه مدتی وقت برد. بسشن و دیگران تسلیم نمی شدند. اما در دهه 1880 نظریه میکرو ارگانیسم از جانبی مورد تأیید قرار گرفت که کاملاً غیرمنتظره بود: از سوی «مؤسسه سلطنتی» لندن. این مؤسسه در سال 1799 تأسیس شده بود تا «مرکزی با جذابیت فلسفی و ادبی» برای آموزش نوجوانان(سخنرانی های کریسمس آن برای «شنونده نوجوان» هنوز مشخصه عمده آن است) و جوانان باشد و در جهت کاربرد عام المنفعه علم و فن کار کند. تکاپوی آن بیشتر در حوزه علوم فیزیکی بود؛ جایی برای یک زیست شناس نداشت؛ اما جان تیندال، استاد فلسفه طبیعی، در نتیجه پاره ای پژوهش های فیزیکی که در مورد گرمای تابشی و گازها انجام می داد؛ درگیر کشمکش بر سر حیات خلق الساعه شد. گازها و هوایی که او در آزمایش هایش به کار می برد، باید فاقد ذرات معلق می بود. همین ضرورت به وی آموخت که حضور یا غیبت این ذرات را می توان با پرتو نور شدیدی نشان داد؛ و اگر ذرات حضور داشته باشند، با گذراندن گاز یا هوا از روی یک شعله می توان آن ها را از بین برد. از آن جا که بحث بر سر حیات خلق الساعه داغ بود، او تصمیم گرفت قرائن را خود بیازماید، و خیسانده هایی از گوشت گاو، گوشت گوسفند، جگر و مواد دیگر درست کرد و برخی را در معرض هوا و نمونه های دیگر را در ظرف در بسته قرار داد. اما نکته مهم این بود که بیش از دو ساعتی را که او برای سترون کردن خیسانده ها در آزمایشگاه روی پشت بامش در لندن صرف کرد، در آزمایشگاهی در کیو(12)در 11 کیلومتری(7 مایلی) خارج شهر می شد به پنج دقیقه کاهش داد. از این جهت او یک آزمایشگاه دیگر روی پشت بام «مؤسسه سلطنتی» به راه انداخت که با آزمایشگاه قبلیش فقط 8 متر (24پا) فاصله داشت، ولی آن را تا جایی که می توانست سترون کرد. در این جا نیز او زمان لازم برای سترون کردن را پنج دقیقه یافت. بسیار بعید بود که حیات خلق الساعه در یک آزمایشگاه امکان پذیر باشد و در آزمایشگاه دیگر امکان ناپذیر. پس روشن شد که علت گندیدگی باید میکرو ارگانیسم های موجود در هوا باشد.
تیندال در آزمایش های خود سترون کردن برخی محلول ها را دشوارتر یافت؛ و روشی ابداع کرد که بعدها به «تیندالیزاسیون»موسوم شد. دراین روش، محلول برای مدتی کوتاه (حدود یک دقیقه) حرارت داده می شد؛ سپس توقفی کوتاه در نظر گرفته می شد و بعد دوباره حرارت داده می شد؛ این کار چند بار تکرار می شد. با این روش می شد خیسانده ای را که با یک ساعت جوش دایم نیز سترون نمی شد، مثلاً با پنج بار حرارت دادن به مدت کوتاه سترون کرد. این عجیب به نظر می رسید، تا آن که فردینانت کون گیاه شناس و باکتری شناس آلمانی پی برد که این دقیقاً با چیزی می خواند که او چرخه زندگی میکرو ارگانیسم های میل مانند یا «باسیل ها»(از باسیلوس لاتین به معنی میل نازک) یافته بودش. کون که با پاستور کار کرده بود. پی برده بود که باسیل ها از اجسام گرد و ریزی موسوم به «هاگ» پدید می آیند و در حالی که هاگ ها می توانند در برابر حرارت مقاومت کنند؛ باسیل ها توان مقاومت ندارند. تیندالیزاسیون، میکروارگانیسم ها را در مرحله باسیلی قبل از آنکه بتوانند تولید مثل کنند به دام می انداخت.
این نتایج مهمی بود، نه تنها از این رو که مفهوم حیات خلق الساعه را سرانجام از میدان به در کرد بلکه از این جهت که پیامدهای دیگری هم داشت. درک بیشتری از نحوه سرایت امراض و دلیل عفونت زخم ها به دست آمد. این نتایج به پاستور نیز در پژوهش های آتیش، از جمله در بررسی علت ترش شدن شیر، یاری داد و روشن ساخت که «پاستوریزاسیون» شیر ـ حرارت دادن آن تا 65 درجه سانتیگراد( 149 درجه فارنهایت) به مدت نیم ساعت ـ باسیل های خاص آن را که از راه هوا انتقال می یابند نابود می کند. باز در سال 1865 از پاستور خواسته شد که در مورد مرضی که میلیون ها کرم ابریشم را در جنوب فرانسه از بین می برد تحقیق کند. مسئله بسیار جدی بود، زیرا تولید پیله تا 75% افت کرده و صنعت مربوطه با دردسر بزرگی روبه رو بود. پاستور دریافت که مرض در واقع یک عفونت میکروبی است؛ و بی درنگ اقداماتی را برای جلوگیری از دردسر بیشتر توصیه کرد.
پاستور با پشتگرمی موفقیتش در مورد کرم های ابریشم تصمیم گرفت دو بیماری را که در آن روزها به جان دام ها و ماکیان افتاده بود بررسی کند: سیاه زخم و وبای مرغی. او دریافت که هر دو بیماری زیر سر باسیل هاست و از یک حیوان به حیوان دیگر سرایت می کند؛ اما نتایج کار در مورد سیاه زخم دامنه بیشتری داشت. سیاه زخم مرضی بود که به انسان نیز سرایت می کرد، و کشف علت آن این سؤال کلی را پیش آورد که چه بیماری های دیگری در انسان می تواند عفونت میکروبی باشد. تا آن جا که به پاستور مربوط می شد، پس از تشخیص باسیل ها به عنوان علت مرض، مقدم، یافتن راه درمان بود. او به کار مایه کوبی جنر روی آورد و کاربرد بیشتر آن را در نظر گرفت. مشکل او به دست آوردن باکتری هایی بود که باید ایجاد ایمنی می کردند ولی موجب مرگ بیمار نمی شدند. در سال 1880، او به وبایی در محیط کشت دست یافت که اثر کشنده اش با گذشت زمان کاهش یافته بود. همین سرنخی را که می خواست به دستش داد. او با کشت باکتری های گرفته از حیوانات و سپس صاف کردن محلول، واکسن های قابل اطمینانی نخست علیه سیاه زخم در سال 1881 و در سال بعد علیه بیماری هراس انگیز هاری به دست آورد. ولی اینک او دیگر در این پژوهش تنها نبود. کسان دیگری نیز در همین راستا دست به کار بودند و به زودی واکسن کزاز و واکسن دیفتری نیز ساخته شد. به علاوه روش هایی برای جدا کردن باکتری ها از هم و کشت آن ها در آزمایشگاه، به دور از حیوان میزبان، پیدا شد. با همین روش ها، در قرن بیستم، بسیاری واکسن های دیگر از جمله واکسن فلج اطفال و واکسن حصبه نیز ساخته شد.
بسیاری از پزشکان نتایج کار پاستور را نمی پذیرفتند؛ اما جراحی به نام جوزف لیستر نخستین کس از این میان بود که اعلام پذیرش کرد. پدر لیستر نیز با دستاوردهای فنی خود در ساخت میکروسکوپ از شهرتی به سزا برخوردار بود. جوزف لیستر در سال 1827 در آپتن(13) واقع در اسکس به دنیا آمد. در یونیورسیتی کالج لندن تحصیل کرد و در بیمارستان یونیورسیتی کالج به کار پرداخت. از تعداد زیاد مرگ های ناشی از عفونت جراحات و مسمومیت های نظامی در دوره جنگ کریمه و در بیمارستان گلاسگو نیز که در سال 1860 به عنوان استاد جراحی به آن جا رفت وضع را این چنین یافت. ولی لیستر متوجه شد که در جراحات داخلی هیچ عفونتی رخ نمی دهد؛ و هنوز در فکر این مسئله بود که تلاش موفقیت آمیزی در همین زمینه در وین توسط پزشکی به نام ایگناتس زملوایس(14) صورت گرفت. زملوایس دیده بود که در یک بخش زایمان بیمارستان عمومی وین تا 30% زنان باردار از تب هلاک می شوند، در حالی که در بخشی دیگر میزان مرگ و میر ده بار کم تر بود. سپس ضمن کالبدشکافی جسد یکی از دوستان پزشک خویش، که خود در اثر بریدن دست خویش در هنگام کالبدشکافی درگذشته بود، زملوایس پی برد که بدن دوستش حاوی بافت بیماری است شبیه همان که در بدن زنان باردار در گذشته مشاهده کرده بود. با علم به این که زنان بستری در بخش پرمرگ و میر توسط دانشجویانی رسیدگی می شدند که مستقیماً از اتاق کالبدشکافی به آنجا آمدند، او نتیجه گرفت که آن ها یک عفونت را با خود حمل می کنند. به رغم مخالفت زیاد، او اکیداً مقرر کرد که هر کس از اتاق کالبدشکافی بیرون می آید، پیش از ملاقات با بیماران، دستش را در محلول آب و اسید فنیک بشوید. هنوز یک ماه نگذشته بود که میزان مرگ و میر در بخش مرگبار زایمان به یک پنجم رقم قبلی کاهش یافت. زملوایس سپس خواست که همه لوازم طبی را ضدعفونی کنند؛ و باز شاهد نتایج مطلوبی بود. اما پیشنهاد تشکیل هیئتی برای بررسی نتایج رد شد، بعضاً به دلایل سیاسی و تا حدی به خاطر مخالفت پزشکان. مدت اشتغال او در وین نیز تمدید نشد. پس به مجارستان برگشت، موفقیتش را تکرار کرد، کار خصوصی نوید بخشی را آغاز کرد و سرانجام در سال 1861 نتایج را انتشار داد. ولی با وجود این که همه جزییات را شرح داد، ناباوری عمومی ادامه یافت. زملوایس از آن پس گاه افسرده و گاه خشمگین بود تا آن که در سال 1865 در اثر مسمومیت عمومی ناشی از زخمی که در هنگام جراحی در انگشتش ایجاد شده بود در یک آسایشگاه درگذشت.
زمانی که نتایج کار پاستور بر روی میکروارگانیسم ها به عنوان علت عفونت و گندیدگی انتشار یافت، لیستر بی درنگ به اهمیت آن در جراحی پی برد و در جستجوی چیزی برآمد که باکتری های هوا را نابود کند بدون این که آسیبی جدی به بافت های بدن وارد آورد. او در سال 1867 محلول فنول را رضایت بخش یافت و با پاشیدن آن در فضای اتاق عمل و تأکید بر پاکیزگی اتاق، میزان مرگ و میر بعد از عمل را تا حد چشمگیری کاهش داد.
کار لیستر در زمینه گندزدایی با بدعتی دیگر در جراحی مصادف شد: استفاده از بیهوشی. در سال 1800 شیمدانی به نام هامفری دیوی خبر از دندان پزشکی امریکایی به نام هوراس ولز از این گاز برای ایجاد بیهوشی در هنگام کار بر روی دندان استفاده کرده ولی ظاهراً آن را غیرقابل اطمینان یافته بود. همکاری به نام ویلیام مورتن(15) در جستجوی جانشینی خطاناپذیرتر بود و شیمیدانی بوستونی به نام چارلز جکسن اتر را پیشنهاد کرد. مورتن نخستین بار در سال 1846 برای کشیدن دندان از اتر استفاده کرد و سپس کارایی آن را در یک عمل خارج کردن غده نشان داد. بلافاصله جراحی به نام جیمز سیمپسن در ادینبور و آن را مورد استفاده قرار داد؛ ولی در سال بعد، کلروفرم را رضایت بخش تر یافت و جانشین آن کرد؛ و از آن پس این ماده در همه جا برای ایجاد بیهوشی به کار رفت. با کاربرد مواد بیهوشی زا و گندزدا، جراحی کلاً دستخوش تحول شد. گرچه استفاده از بیهوشی نتیجه مستقیم پژوهش های علمی قرن نوزدهم نبود، اما ضدعفونی کردن و سپس رشد بهداشت عمومی و تصفیه آب یقیناً متعلق به همین قرن بود.

پی نوشت ها :

1. Bichat , Xavier
2. Zeiss معروف به زایس.
3. Schwann , Theodor
4. phytogenesis گیاپیدایی.
5. Oken , lorenz
6. Virchow , Rudolf
7. preformation (پیش ساختگی) مبنی بر این که نطفه از ابتدا به همان شکل است که پس از رشد کمی قابل تشخیص می شود.
8. epigenesis
9. Hertwig , Oskar
10. Do ̂le
11. Bastian ,Henry
12. kew
13. Upton in Essex
14. Semmelweis , Ignaz
15. Morton , William

منبع: ا. رنان، کالین؛ (1366)، تاریخ علم کمبریج، حسن افشار، تهران: نشر مرکز، چاپ ششم 1388.