Теперь уже ученые знают, каким оружием пользуются различные виды микробов в своих непрекращающихся «войнах». Это не обязательно прямое уничтожение, как делают амебы и инфузории с бактериями. Очень часто микробы применяют и другие методы воздействия на своих врагов. Винные дрожжи, например, выделяют спирт, а уксуснокислые бактерии — уксусную кислоту. Такое «химическое оружие» угнетает развитие большинства других видов микробов, являясь для них ядом. Это как бы оружие против всех, кто посмеет приблизиться.
Однако в арсенале некоторых микроорганизмов встречается и оружие «персонального» прицела. Оно направлено только против некоторых видов микробов, угнетает только их и не поражает все остальные микроорганизмы. Как правило, такие вещества вырабатываются специально для нападения и защиты против микробов, с которыми первым приходится чаще всего сталкиваться в своей жизни. Вещества эти получили название антибиотиков.
Особенно много антибиотиков вырабатывают почвенные микроорганизмы. Это и понятно — ведь в почве отдельные виды микробов образуют целые скопления. Создав вокруг такого «поселения» зону антибиотической защиты, микробы находятся за ней, как за крепостной стеной. Причем она служит им не только надежной защитой, но в какой-то степени даже средством наступления, так как по мере роста колонии «крепостные стены» раздвигаются и его обитатели расширяют свои владения. Кстати, отсюда понятно, почему не вырабатывают антибиотиков водные микроорганизмы. В воде крепости не создашь, да и соседи здесь непостоянные. Тут нужно оружие против всех, кто посмеет приблизиться, — допустим, какая-нибудь кислота.
Близкое знакомство с почвенной микрофлорой показало, что почвенных микробов-антагонистов очень много и большинство из них для решения основного вопроса борьбы за существование «жить или не жить» вырабатывает антибиотические вещества, убивающие врагов.
Многолетние систематические исследования советского ученого Николая Александровича Красильникова показали, что особенно широко распространены в почве различные виды плесневых грибов и так называемые лучистые грибы — актиномицеты. И те и другие вырабатывают антибиотики.
У них это, пожалуй, единственное средство защиты против бактерий, для которых грибы являются лакомой пищей. Кстати, сами бактерии тоже вырабатывают антибиотики, но уже против почвенных амеб и инфузорий, охотящихся за ними. Этот интересный факт был впервые установлен профессором Александром Александровичем Имшенецким.
Итак, казалось бы, все просто. Микробов, вырабатывающих антибиотики, много. Остается только отобрать у них это оружие, выделить его в чистом виде и применять как лекарство против болезнетворных бактерий. Но не тут-то было!
Действительно, антибиотиков много. Так, только из почвы Подмосковья в лаборатории профессора Георгия Францевича Гаузе было выделено в чистую культуру 556 штаммов почвенных грибов, 234 из них оказались продуцентами самых разных антибиотиков. Большая часть штаммов (56 процентов) вырабатывала противобактериальные антибиотики; 23 процента были универсалы: их антибиотики подавляли и рост бактерий и рост других грибов; остальные владели оружием лишь против своих собратьев — грибов иных видов.
Богатый набор продуцентов антибиотиков имеет и почва других мест. Однако здесь повторяется история с «магической пулей» Эрлиха: антибиотики оказываются токсичными не только для возбудителей болезней, но и для организма человека.
С одной стороны, в природе великое множество антибиотиков, но использовать в качестве лекарственных препаратов можно лишь считанные единицы. Впрочем, это стало известно уже после того, как в поиски новых средств борьбы с болезнетворными микробами вмешался случай. И хотя ученые в своей работе на случай никогда не рассчитывают, а гипотезы и пути исследований строятся, исходя из уже известных закономерностей, в истории науки можно найти немало примеров, когда дальнейшее развитие определяла счастливая случайность. Но случай не слеп. «Судьба, — как сказал Пастер, — одаривает только подготовленные умы».
Так было и на этот раз.
Новое оружие
Лондон. 1921 год. Крошечная, рядом с лестницей, лаборатория Александра Флеминга. Из единственного окна виден кабачок на Фаунтин-аллее и Пред-стрит — улица, где теснятся антикварные лавочки.
Клетушка захламлена. На столе и полках громоздятся чашки и связки пробирок с культурами микробов. Флеминг не любит выбрасывать старый материал, и уже вышедшие из опыта культуры хранятся в лаборатории по нескольку недель.
— Вы слишком аккуратны! — говорит он своему помощнику Элисону, который с английской педантичностью ликвидирует перед каждым новым опытом все старые культуры. В устах ультракорректного и сдержанного шотландца это звучит как «вы недостаточно любознательны».
Сам Флеминг, прежде чем уничтожить выращенные поселения микробов, изучает их внимательно и долго: а вдруг произошло что-нибудь интересное и неожиданное?! Впоследствии он сформулирует свое кредо так: «Никогда не пренебрегайте ни тем, что кажется внешне странным, ни каким-либо необычным явлением: зачастую то ложная тревога, но это может послужить и ключом к важной истине».
Но пока никаких больших открытий не сделано. Сейчас он просто решил навести в лаборатории некоторый порядок. Впрочем, предоставим слово доктору Элисону. Вот как он описывает этот случай:
«Как-то вечером, это было через несколько месяцев после того, как я стал работать в лаборатории, Флеминг отбирал ненужные чашки Петри, которые уже стояли много дней. Взяв одну из них, он долго рассматривал культуру и, наконец, показал мне, сказав: „Вот это интересно!“ Я посмотрел. Агар покрылся большими желтыми колониями.
Но поразительно было, что обширный участок оставался чистым, за ним находилась зона, содержащая прозрачные, стекловидные колонии, и, наконец, третья зона, где колонии еще не приобрели прозрачность, но уже начали терять свою пигментацию.
Флеминг объяснил, что на этой чашке он, когда был простужен, посеял слизь из собственного носа. Зона, где была нанесена слизь, не содержала никаких колоний, стала стерильной. Он тут же сделал вывод, что в слизи находилось вещество, которое или растворяло, или убивало находящихся по соседству микробов и, распространяясь, воздействовало на уже развившиеся колонии.
— Да, это интересно, — повторил Флеминг. — Надо это повнимательнее исследовать.
Первым делом он окрасил культуру и увидел крупные кокки желтого цвета, видимо занесенные через окно с улицы. Затем он проверил действие носовой слизи на кокки, но уже не в чашке Петри, а в пробирке. Он приготовил культуру этих микробов и добавил к ней носовую слизь.
К нашему с ним удивлению, мутная от бесчисленного количества микробов жидкость через несколько минут стала совершенно прозрачной.
— Прозрачная, как джин, — сказал Флеминг.
Он тут же испробовал действие слез в подобных же условиях. Капля слезы растворяла микроорганизмы в течение нескольких секунд. Это было поразительное и захватывающее явление».
Надо признать, что наблюдаемое Флемингом и Элисоном явление и в самом деле было поразительным. В слезах содержалось вещество, способное с удивительной быстротой растворять некоторые микробы.
Активность этого вещества была необычайной. Ведь даже если в зараженный микробами бульон добавить антисыворотку и держать его в водяной бане, пройдет довольно много времени, прежде чем микробы растворятся, да и то не все. Здесь же, хотя пробирку согревало лишь тепло руки, за несколько секунд происходило полное растворение микробов. Найденное вещество было названо лизоцимом («лизис» — «растворение»).
Соответствующее имя получил и случайно залетевший в лабораторию микроб. Его назвали Микрококкус лизодестикус — микроб, дающий возможность наблюдать растворение.
Итак, Флемингом было сделано удивительное открытие. Что же ему помогло? Во-первых, конечно, случай, чудесное стечение обстоятельств. Ведь в чашку залетел именно тот микроорганизм, на который лизоцим оказывает наиболее сильное действие. И, во-вторых, необыкновенная любознательность и наблюдательность самого Флеминга.
Впрочем, здесь трудно сказать, что было ведущим — случай или наблюдательность. Скорее всего, одно определяло другое. И если Пастер говорил, что «судьба одаривает лишь подготовленные умы», то, по-видимому, так же верно, что подготовленный ум всегда найдет подарок судьбы. Получив такой подарок, Флеминг сразу решил, что это лишь начало пути. Прекрасный экспериментатор и широко образованный ученый, он знал, что открытие любого нового факта или явления всегда влечет за собой пересмотр каких-то уже укоренившихся в науке взглядов и возникновение новых теоретических построений, позволяющих объяснить открытие. И начинается это с вопроса: «Почему?» Такой вопрос: почему естественные секреты (выделения) организма обладают свойством убивать микробов, то есть почему они бактерицидны, и задал себе Флеминг.
