«Этот профессор — преудивительный чудак. Низенький, плотный человечек с выдающимися скулами, тонким носом, оттопыренными губами, маленькими острыми глазками. Но лучше нежели из любого описания, ты узнаешь его, когда поглядишь в каком-нибудь берлинском карманном календаре на портрет Калиостро, гравированный Ходовецким. Таков именно Спаланцани!» Именно таким предстаёт перед нами герой сказки Гофмана «Песочный человек», чудаковатый учёный, которому автор дал имя реально жившего и активно работавшего в 18-м в. священника, биолога и физиолога (убрал только одну букву). Реальный Ладзаро Спалланцани познавал природу как бы наощупь, придумывал самые дерзкие эксперименты, проводил их, повторял снова и снова, сотни раз. Выводы делал иногда ошибочные, иногда безупречно верные, но одно его упорство достойно того, чтобы остаться в истории науки.
Путь в науку
Ладзаро родился в 1729 г. в городе Скандиано. Его отец был юристом и мало обращал внимания на интерес сына к природе. Отдал его в иезуитскую семинарию, а потом отправил изучать юриспруденции в Болонью. Там юноша некоторое время помучился, так как совершенно не собирался посвящать себя законам и тяжбам, и всё же занялся изучением наук. Дело в том, что в этом университете преподавала Лаура Басси (как ни удивительно, в 18-м в. женщину допустили до преподавания, она была профессором медицины, а также классической механики). Ладзаро она приходилась двоюродной сестрой, так что взяла его под своё покровительство.
В 1754 г. он был рукоположен в священники, но науку не бросил. Преподавал логику, метафизику, греческий в университете Реджо, а в 1768 г. принял приглашение кафедры естественной истории от одного из старейших университетов Италии в Павии. Много путешествовал, собирал коллекции, ставил перед собой всё новые и новые вопросы и, пытаясь найти ответ, исключительно интересно толковал природные явления.
В этом, казалось, был парадокс: как священник, он не должен был так часто сомневаться. Но учёный в нём, видимо, брал верх, а студенты буквально валом валили на его лекции. Со временем заслуги отметило и профессиональное сообщество: Спалланцани стал членом Королевского общества, Шведской академии наук, в Вене его принимал Иосиф II, а студенты в Павии ждали любимого профессора даже не в аудиториях, а встречали у городских ворот. Как-то раз его обвинили в краже экспонатов из музея, которыми он якобы пополнил личную коллекцию. Но в его случае это были, что называется, происки конкурентов, которые хотели нанести ущерб репутации. Не вышло, Спалланцани остался всё тем же уважаемым профессором.
Мы расскажем лишь о некоторых заслугах любопытного аббата перед биологией, физиологией и медициной.
Жизненная сила: есть или нет?
Работая в университетах, Спалланцани имел доступ к научной литературе, и как-то раз ему попалась книга Франческо Реди. Этот итальянский врач и натуралист хотел подтвердить или опровергнуть тезис о самозарождении жизни. Считалось, что жизнь может возникнуть буквально из ничего, если созданы благоприятные условия. Например, полагали, что мыши могут появиться на свет из речного ила или из смеси грязных тряпок с пшеничным зерном, мухи — из грязи. Был, например, такой рецепт «выращивания» роя пчёл: надо было взять молодого бычка, убить его ударом по голове и закопать в землю так, чтобы рога торчали наружу. Через месяц рога спиливали, и оттуда вылетали прекрасные пчёлы.
Казалось бы, подтверждения этому действительно находились в жизни: где была грязь и отбросы, там появлялись и мухи. Но Реди провёл эксперимент: взял два сосуда, положил в каждый по куску сырого мяса, один сосуд накрыл тканью, а второй оставил открытым. В итоге некоторое время спустя в одном из кувшинов появились личинки. В каком? Конечно, в открытом.
В то же время популярностью пользовались и эксперименты Джона Нидхема, английского естествоиспытателя, который доказывал самозарождение жизни. Он брал бульон, кипятил его, чтобы убить микроорганизмы, и остужал до комнатной температуры. Потом колбу с бульоном запечатывал и через некоторое время изучал под микроскопом состав образцов. В них обнаруживались микробы, и Нидхем считал этот эксперимент доказательством того, что жизнь берётся из ниоткуда.
Спалланцани больше склонялся к точке зрения Реди, но опыты Нидхема получили в научном мире большую огласку. Итальянский учёный решил найти в эксперименте ошибку, подвох, понимая, что только так можно будет поселить в коллегах сомнения в правоте англичанина.
Он решил, что эксперимент будет следующим: в колбы он поместил не питательный бульон, но отвары семян — для биологии в принципе не имеет значения. Часть колб он просто закрыл пробкой, а часть — наглухо запаял, одни колбы кипятил в течение нескольких минут, другие — в течение часа. Прокипятив каждую группу колб, он оставил их на некоторое время, потом открыл и изучил содержимое под микроскопом. В тех сосудах, которые он запаял и кипятил час, никаких микроорганизмов не было. В тех, которые он кипятил несколько минут, под микроскопом они были хорошо видны: скорее всего, микробы просто не погибли во время короткой обработки.
Так удалось развеять веру в то, что существует некая жизненная сила, которая стимулирует рождение живого из неживого. Открытие Спалланцани имело значение не только для биологии, но и нашло вполне практическое применение. Французский кондитер Николя Франсуа Аппер начал использовать метод длительной тепловой обработки герметично закрытых сосудов для изготовления консервов.
Изучал аббат и другой аспект проявления жизненной силы — анабиоз. Сегодня достоверно известно, что некоторые живые организмы при наступлении неблагоприятных условий могут впадать в состояние, когда их метаболизм максимально замедляется. Спалланцани же, наблюдая за микроскопическими червями-коловратками и тихоходками решил, что они могут умирать, а при наступлении благоприятных условий опять возрождаться. Вывод был ошибочный, но Спалланцани провёл сотни экспериментов, результаты которых могли использовать его коллеги.
Эксперименты в области физиологии
Будучи священником, Спалланцани наверняка верил в то, что человек — это совершенное божественное творение. Что не мешало ему постоянно искать ответ на вопрос, как же функционирует организм. Например, он заинтересовался физиологией пищеварения и хотел убедиться, что пища в желудке подвергается химическому преобразованию, а не только механически измельчается. Он заставлял собаку проглотить кусочек губки, к которой привязывал нить. Через некоторое время вытягивал её обратно, отжимал и изучал воздействие полученного из желудка отделяемого на пищу. Сам он глотал различные виды пищи, завязанные в полотняный мешочек, а потом извлекал их тем же способом — с помощью нити, и под микроскопом смотрел, какому воздействию подвергалась в желудке пища.
В какой-то момент его заинтересовала биология размножения. Дело в том, что к 18-му в. сложилось несколько теорий, каждую из которых было очень сложно подтвердить или опровергнуть. Существование мужских и женских половых клеток сомнений не вызывало, но об их роли спорили. Одни учёные полагали, что зародыш будущего организма полностью содержится в женской клетке, а мужская лишь даёт толчок к развитию новой жизни. Другие считали, что зародыш несёт мужская клетка, и ей надо только оказаться в женском теле, чтобы начать расти.
Спалланцани изучал лягушек в процессе спаривания, извлекал половые клетки до спаривания, во время, после, помещал лягушачью икру в питательную среду или в чистую воду, многократно разбавлял семенную жидкость водой, чтобы установить физиологически активную концентрацию, смотрел, при каких условиях из икры получаются головастики. Во время некоторых экспериментов он даже надевал на самцов лягушек специальные штаны из тафты, чтобы собрать образцы физиологических жидкостей. В итоге пришёл к выводу (правда, ошибочному), что наличие мужских клеток стимулирует развитие зародыша, который изначально «живёт» в женской клетке. Но в процессе экспериментов он изучил и вскрыл тысячи амфибий, так что его эксперименты дали богатейший материал для других учёных.
Чего нельзя у Спалланцани отнять, так это то, что именно ему принадлежит первый удачный эксперимент по искусственному оплодотворению животного. Ему удалось провести эксперимент и получить потомство у собаки. «Успех этого опыта мне доставил удовольствие, которое я никогда не испытывал в моих философских исследованиях», — писал он.
Эхолокация
В мире медицины есть специалисты, которые почитают аббата одним из основоположников своей отрасли, — это врачи ультразвуковой диагностики. Именно исследования Спалланцани положили начало изучению такого явления, как эхолокация.
Как это часто бывает, естествоиспытателя заинтересовала обычная бытовая ситуация. К нему в комнату залетела сова (по другой версии, это была ручная сова, которую ему оставили знакомые), погасила крылом свечу и начала в панике метаться по помещению, потеряв ориентацию. Он обратил внимание на то, что летучие мыши, которые иногда тоже залетали в комнату, никогда не натыкались на предметы даже в полной темноте.
Два года он посвятил изучению того, что посчитал «шестым чувством». Для начала Спалланцани лишал мышей зрения. Чтобы убедиться, что оно не влияет на их способность к ориентированию, помечал ослеплённых мышей и выпускал на волю. Время от времени ему удавалось отлавливать их, он вскрывал им желудок и убеждался, что содержимое его ничем не отличается от содержимого желудков зрячих животных. А значит, и экспериментальные, и здоровые мыши вели себя в природе совершенно одинаково.
Убедившись, что зрение не влияет на способность мышей ориентироваться, он решил исключить слух и начал заливать уши летучих мышей воском. Они тут же теряли в темноте навигацию. Получается, что ориентировались на слух? Но ведь бывало, что зверьки летали ночью в полной тишине, прислушиваться им было особенно не к чему. По всему выходило, что или у них правда было шестое чувство, или они слышали нечто, недоступное человеку. Современники Спалланцани предполагали, что это могут быть колебания воздуха от крыльев других мышей и птиц. Сам Спалланцани понял, что зашёл в тупик: наука просто не давала ему возможности ответить на вопрос. Но сохранилась его переписка с коллегами, которая помогла потомкам вернуться к вопросу о волнах и в итоге натолкнула на предположение об ультразвуке.
Имя Спалланцани упоминается во многих трудах по физиологии, биологии растений и животных, в трудах по медицине и естествоиспытанию. На него ссылаются как на неутомимого экспериментатора, упоминают его имя даже в кулинарных книгах (по той причине, что он говорил о влиянии диеты на общее состояние здоровья). Конечно, достижения науки 20−21 вв. отодвинули его достижения на второй план. Но его заслуг выдающегося экспериментатора отнять невозможно, у него можно как минимум поучиться искусству никогда не останавливаться на достигнутом. Есть легенда, что умирая, Спалланцани завещал извлечь его мочевой пузырь (учёный умер от рака) и изучить его, чтобы расширить представление о заболеваниях органа. Помогло это науке или нет, но пузырь и сейчас выставлен в музее в Павии. И не исключено, что это лучший памятник неутомимому экспериментатору и романтику науки, как бы парадоксально это ни звучало.