《人類科學技術史-344》微生物學和生態學

微生物學和生態學
1.巴斯德與微生物學

巴斯德(1822-1895)是法國巴黎大學的教授。他一生從事微生物的研究，為人類作出了巨大貢獻，成為微生物學和細菌學的奠基人。

（1）滅菌消毒法的產生和發展

法國的釀酒業十分興隆，然而酒會變壞變酸，這一大難題困繞著酒商們，也確給該行業造成了不小的經濟損失。這一問題引起了巴斯德的注意和興趣。他研究后發現，這是微生物作怪的結果。在探求解決方法的過程中，他將試液加熱到55℃時，發現有些微生物被殺死。于是這一簡便的滅菌消毒法產生了。此后，這一方法被醫藥衛生、輕工、食品等部門廣泛采用。

1864年，法國南部養蠶區流行蠶病釀成災難。巴斯德前往解決這一問題，費時6年終使蠶病得到根治。他發現蠶致病的原因又是微生物作祟。由此他受到啟發，想到微生物會不會使人致病。巴斯德預言，人的傳染病也是微生物造成的。

巴斯德的發現和預言，在醫學界產生了重大影響。因為當時外科手術病人的死亡率很高，45％的手術病人由于感染而死亡，手術的成功率最高不過20％。英國醫生李斯特(1827-1912)在巴斯德的啟發下，決心找到一種消毒辦法，殺滅造成感染的微生物(細菌）。經過9年的研究和試驗，他終于發現煤焦油中的酸有防腐殺菌作用。把這種藥水灑在手術室，情況大為好轉，死亡率下降了，敗血病減少了。這種消毒法普遍推廣后，外科手術的死亡率由45％降到15％。巴斯德的研究成果和李斯特的工作使醫療衛生事業發生了巨大的技術變革。

巴斯德在預言了微生物能使人傳染疾病之后，德國病理學家科克(1842-1910）于1875年用實驗證明了炭疽菌的存在及其形狀。他還成功地培養出了炭疽菌并將它們染成紅色和藍色，以便于在顯微鏡下進行觀察。1878年科克發表了《關于創傷傳染病病因的研究》的論文，并指出各種傳染病均由一定的病原菌所引起。此后，科克不斷改進自己的研究工作，于是相繼發現了傷寒菌、淋菌、結核桿菌、霍亂菌等。隨著病原茵的發現，相應地使人們逐步做到了對細菌的有效的抑制和對疾病的有效的預防與治療。由于科克在醫學上的重大貢獻，1905年他獲得了諾貝爾醫學與生理學獎。1883年，德國病理學家克勒布斯分離出引起白喉病的細菌。1890年，俄國的維諾格拉德斯基發現了另一大類微生物，即自養性微生物，并指出硝化作用是硝化細菌引起的。

細菌發現之后，人們又發現了一種不同于細菌的更小的微生物病原體，這就是"病毒"。最早發現病毒的是俄國人伊凡諾夫斯基。他觀察了傳染煙草花葉病的病原體，并確認它是不同于細菌的另一類微生物。1898年，法國的雷弗勒通過細菌過濾器發現了牛的口蹄疫病原體。實驗終于驗證了病毒的存在。于是抑制、消滅病毒，治療各種病毒引起的傳染病又在實踐中不斷得到發展和完善。

（2）免疫學的誕生

1874年，巴斯德在研究牲口的炭疽病和雞霍亂病時，在病羊的血液中找到了炭疽病菌，但一時找不到殺死這種病菌的辦法。后來，他得知德國的科克發現了炭疽菌可以在肉湯培養液中生長繁殖的消息，于是他在1881年作了一次重要試驗：把肉湯培養液中的細菌注射到動物體內，使之產生免疫性，于是他找到了預防炭疽病的免疫法。為防止感染而預先注射到體內的細菌便是疫苗。免疫學便從此誕生了。1884年巴斯德又成功地接種了預防狂犬病的疫苗。從此，免疫接種成為世界范圍內普遍采用的極為有效的預防疾病的措施。

巴斯德在科學研究中傾注了畢生的心血。即使在他45歲因腦溢血患半身不遂重病的情況下，仍毅然堅持研究工作，并不斷取得新的成果。他開創了微生物學的研究領域，并帶動了細菌學、病毒學、免疫學以及生物化學等其他學科的發展。巴斯德的工作造福于全人類，他的貢獻是極其巨大的。法國人因他而自豪，世界各國人民也永遠懷念他。

2.生態學的形成

隨著生物學的發展，一個新的分支學科產生了。它就是研究生物與環境之間相互關系的科學——生態學。它研究的對象是生物個體、種群、群落、生態系統，以至生物圈，研究它們在局部地區、一定時間(年、季節）上的分布和變化；生物體、種群、群落之間的相互關系；它們對非生物環境的適應和調節機能等。生態學按生物的類別又可分為植物生態學、動物生態學、微生物生態學等；按棲息環境又可分為水生生物生態學、陸生生物生態學和寄生生物生態學等；按生物的組織水平又可分為個體生態學、種群生態學、群落生態學和生態系統生態學；按自然景觀又可分為森林生態學、草原生態學、農田生態學、沼澤生態學、沙漠生態學、淡水生態學、海洋生態學等。

生態學的研究為環境科學的興起產生了重要作用，環境科學的研究又為生態學的普及和深化起了重大推動作用。在工業化迅速發展，人口驟然增加的形勢下，生態學的研究有著十分重要的意義。