科赫從這個標本中取出一點點液體移到另一滴牛眼分泌液中繼續培養,這樣反複了8次,直到液滴中沒有一點小鼠組織,完全是純的炭疽菌為止。
科赫把這種體外培養的炭疽菌注射到羊、豚鼠、兔子等身上,結果它們都患炭疽病死去。
現在,科赫可以做結論了,正是炭疽菌引起了炭疽病。他激動地寫信把他的發現報告給著名的植物學家柯恩。
1876年4月30日,應柯恩邀請,這位鄉村醫生坐火車專程到布雷斯勞,在植物學會上連續3天演示了他的實驗。他的實驗是那樣完美無缺,轟動了整個科學界。
要證明一種細菌引起一種病,必須獲得單一的這種細菌。從巴斯德開始,人們就是用肉湯來培養細菌,各種各樣的菌混在一起,要把它們分開非常困難。怎樣才能方便地獲得純種細菌呢?科赫日夜思索著這個問題。
一天早上,科赫來到廚房,無意中發現一個煮熟的土豆,上邊長出了一些紅色和白色的斑點,作為細菌學家的科赫馬上想到,這是細菌落在上邊了,可是為什麼這些斑點的顏色不一樣呢?他用一根針挑了一點斑點上的物質放在顯微鏡下觀察,發現原來一種顏色的斑點上全是一種細菌,另一種顏色的斑點上又全是另一種細菌,也就是說在固體上,細菌不能自由移動了,這一發現使科赫驚喜萬分。
不過土豆的營養太少了,好多細菌不能在上邊生長繁殖。經過反複實驗,科赫終於發明了用肉湯加洋菜做成的半固體膠狀的培養基,用針尖把一個細菌挑在這種培養基上,很快就會繁殖出一個純的菌落。
科赫還首先采用染色法給細菌染色,以觀察細菌的形態,他還為顯微鏡下的細菌拍照,這些方法為人們捉拿“殺人凶手”提供了有力武器,致病的細菌一個個被分離出來,在顯微鏡下顯出原形。
在追捕“殺人凶手”中,科赫一馬當先。1882年,他發現了結核杆菌,揭開了這個曾奪去千百萬人性命,在過去被人們視為不治之症的奧秘。
1883年~1884年,他冒著生命危險到埃及和印度疫區考察霍亂,發現了霍亂弧菌,並向人們提出了控製這種疾病的建議。
科赫還不畏艱險,到南非幫助消滅口蹄疫,到印度考察鼠疫,到馬來群島、新幾內亞考察預防瘧疾,到東非研究扁虱引起的回歸熱、采采蠅引起的昏睡病等,他的一生都在不倦地與危害人類的疾病作鬥爭。
1905年,科赫因在病原學研究中為人類作出的偉大貢獻獲得了諾貝爾生理學和醫學獎。這位科學家卻謙虛地說:“如果我的成績真的比一般情況略大的話,那是因為我在醫學領域漫遊時,遇到了一些地區,這些地區金子都放在路邊。顯然將金子與普通金屬分開是必要的,但那也不是什麼偉大的成就。”
在科赫之後,更多的細菌被人們一一發現了,1884年發現白喉杆菌,1886年發現肺炎球菌,1887年發現腦膜炎球菌,1894年發現鼠疫菌……
人們不僅把一個個引起傳染病的“殺人凶手”緝拿歸案,而且還發明了一個比一個更有效地殺滅這些細菌的辦法。1909年,德國醫生艾立希發明了可以殺死螺旋體的藥物606。1935年,德國化學家杜馬克發明了殺傷力更強的百浪多息,這也就是世界上第一個被發現的磺胺藥物,當時被人們稱作是萬應靈藥,不久,磺胺又被新的效力更大的廣譜殺菌藥青黴素所代替。艾立希、杜馬克還有發現青黴素的弗萊明以及弗洛裏、錢恩都獲得了諾貝爾獎。
比細菌還小的病毒
有了磺胺、青黴素等“魔彈”,許多烈性傳染病被控製住了。但是,人們也發現,這些萬應靈藥在某些傳染病前卻不那麼靈,這是為什麼呢?
巴斯德、科赫都指出,一種傳染病是由一種細菌引起的,可是有的傳染病,人們用顯微鏡怎麼也找不出它們的病原菌來,難道是這些病原體小到連顯微鏡也看不到嗎?
巴斯德在研究狂犬病時就對此發生懷疑了,他能夠把狂犬病從一個動物體轉移到另一個動物體,而且製出了能預防狂犬病的疫苗,可卻始終沒有發現這種微生物,巴斯德當時就猜想,可能是這種病菌太小了,小到沒法看見。
巴斯德猜對了。引起狂犬病的是比細菌還要小得多的病毒。在世界上第一個發現病毒的,是俄國植物學家、病毒學的創始人之一伊凡諾夫斯基。他不是在研究人類疾病,而是在研究植物的疾病時發現病毒的。
1892年,在俄國成片成片的煙草田間,一種奇怪的病在蔓延著。得病的煙葉上出現白色的瘡斑,它們越來越多,最後整個煙草枯萎腐爛,這就是煙草花葉病。
年輕的植物學家伊凡諾夫斯基來到農田,決心查清煙草花葉病的病因。
他把患病的煙葉搗碎,把汁液滴到健康的煙葉上,結果健康的煙葉也被傳染上了這種病,顯然,引起這種病的病原體就在煙葉裏。他把煙葉汁放在顯微鏡下觀察,希望找到引起疾病的細菌,卻什麼也沒找到。
為了逮住這些細菌,伊凡諾夫斯基又想了一個辦法,他用一個非常精細的陶瓷過濾器來過濾煙草汁液,這個陶瓷過濾器的濾孔小到連顯微鏡也看不見,比細菌還小,如果有細菌的話,細菌將被留在過濾器上,濾液應當不會再使煙草害病了。
奇怪的是,當他把這些濾液塗在健康的煙葉上,不久,健康的煙葉又害病了。
“會不會是某種毒素呢?毒素溶解在煙草汁中,是可以通過過濾器的。”伊凡諾夫斯基想。為了證實這一想法,他把這棵被濾液染上花葉病的煙草搗成漿,讓漿液通過過濾器,然後把濾液滴在一棵沒患病的煙葉上,結果與前次一樣,這棵煙草也害病了,用同樣的方法,他把第二株煙草的病傳染給第三株,第三株的病傳給第四株……
如果是毒素引起的疾病,那麼把毒素從一株接種到另一株,應該是作用越來越小,可是現在每一株的情況都與原來一樣,伊凡諾夫斯基斷定:“這決不是沒有生命的毒素引起的,而是一種比細菌還要小,可以通過過濾器的微生物!”
1897年,荷蘭科學家貝查克林重複了伊凡諾夫斯基的實驗,他把這種可以通過過濾器的微生物叫濾過性病毒,現在,我們通常都稱之為病毒。
人們發現,許多疾病,包括麻疹、腮腺炎、水痘、流感、天花、狂犬病等都是由病毒引起的。到1931年,人們發現由病毒造成的病已不下40種,可是病毒究竟是什麼樣的,還是沒有人看到過。
1935年,美國生物化學家斯坦利從患煙草花葉病的煙葉汁中分離提純到了煙草花葉病的結晶,把這種結晶溶在水中,它的感染性完全和以前一樣。這是人們第一次得到了純病毒。
而真正看到病毒的真麵目,是在1940年,人們發現了能把物體放大幾萬到幾十萬倍的電子顯微鏡之後。
原來病毒是那樣小,呈細棒狀的煙草花葉病毒長隻有028微米,粗細隻有0015微米,脊髓灰質炎、黃熱病、口蹄疫病毒,直徑為0025到002微米,一個普通細菌中可以容納下4萬個這樣小的病毒。
正因為病毒這樣小,所以整個身體連一個完整細胞也構不成,它們的結構非常簡單,多數隻有一個核酸的芯子,外邊包著一層蛋白質外殼。它們的體內幾乎沒有自己的代謝機器,必須寄生在別的活細胞中,靠那個細胞供應原料,才能進行自我複製。這也就是為什麼許多對細菌有效的藥物,對病毒卻不靈了的原因,因為很難找到一種藥物,既能殺死病毒,又不傷害寄生細胞。
人們發現的病毒已有400多種,凡是有生物的地方,幾乎就有病毒,它們可以傳染動物、植物,還可以傳染細菌。傳染細菌的病毒就叫噬菌體。
病毒還不是最小的微生物。1971年,人們又發現了類病毒,類病毒還不到已知的最小的病毒的1/80,它的結構更簡單,連蛋白質外殼都沒有,隻由核酸組成。
通過300多年許許多多科學家的奮鬥,人們終於揭開了這個肉眼看不見的微生物王國的秘密。人們不僅發明了各種藥物、疫苗,征服了由微生物製造的形形色色的傳染病,而且還讓它們服服貼貼為人類服務,除了利用自然界存在的微生物工作外,人們還用遺傳工程的方法,製造出符合人類要求的人造微生物,讓它們為人類生產寶貴的藥品、食物、金屬等,微生物正在人類生活中發揮著越來越大的作用。