老樹轉(zhuǎn)斜暉，人家水竹圍。
露深花氣冷，霜降蟹膏肥。
——《舟中雜紀(jì)》元 · 王冕
霜降，是秋季的最后一個(gè)節(jié)氣。霜降并不代表“降霜”，而是氣溫驟降，深秋景象漸趨明顯，且被普遍認(rèn)為是一年當(dāng)中晝夜溫差最大的時(shí)節(jié)。
本次的節(jié)氣科普，將帶大家一起了解巴斯德的曲頸瓶實(shí)驗(yàn)。
如果讓食物放置一段時(shí)間，它們就會(huì)腐爛。當(dāng)用顯微鏡觀察時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)這些腐爛的食物上長(zhǎng)滿了微生物。
那么，這些微生物是從哪里產(chǎn)生的呢？
兩大理論
在17世紀(jì)以前，社會(huì)普遍流行著一種 “自然發(fā)生說”。該學(xué)說認(rèn)為，生命是從無生命的材料中自發(fā)產(chǎn)生的，尤其是像微生物這種微小的生命個(gè)體，是從易腐爛的材料本體自發(fā)產(chǎn)生的。
法國微生物學(xué)家路易斯·巴斯德 (Louis Pasteur, 1822-1895)是少數(shù)“自然發(fā)生說”的反對(duì)者。他認(rèn)為微生物必有母體。
腐爛材料中的微生物是從空氣中進(jìn)入的，或最初就存在于材料上的微生物的后代，如果處理食物的方式會(huì)破壞所有存在的生物體——也就是說，如果把它變得無菌——并且保持無菌狀態(tài)，它就永遠(yuǎn)不會(huì)腐爛。
?斯帕蘭札尼的實(shí)驗(yàn)?
圖1：意大利生物學(xué)家斯帕蘭札尼（左）；
法國微生物學(xué)家路易斯·巴斯德（右）
1768年，意大利生物學(xué)家斯帕蘭札尼 (Lazzaro Spallanzani, 1729-1799) 抓住了這一問題。
他首先將燒瓶中的營養(yǎng)液長(zhǎng)時(shí)間加熱，以消除溶液中、溶液上面的空氣中以及瓶?jī)?nèi)壁的微生物，然后再將燒瓶密封防止新孢子進(jìn)入。
經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間靜置，他發(fā)現(xiàn)營養(yǎng)液中并沒有微生物的產(chǎn)生，這意味著微生物不是自然發(fā)生的。
然而這一爭(zhēng)論尚未結(jié)果。支持自然發(fā)生說的人堅(jiān)持：由于長(zhǎng)時(shí)間的煮沸，斯帕蘭札尼破壞了空氣中的某些“生機(jī)”，無法接觸新的空氣，微生物便不能繁殖。一個(gè)世紀(jì)以后，才由巴斯德徹底消除了這一異議。
巴斯德的曲頸瓶實(shí)驗(yàn)
Retort?Experiment
1864年，巴斯德設(shè)計(jì)了一種只讓空氣進(jìn)入而不許其中的微生物進(jìn)入的燒瓶，現(xiàn)在被稱為巴斯德燒瓶（圖2）。
他將準(zhǔn)備好的肉湯倒入燒瓶中，用火焰將瓶頸燒彎，再對(duì)燒瓶進(jìn)行加熱使肉湯煮沸滅菌。燒瓶冷卻后，空氣可以重新進(jìn)入，但頸部的彎曲阻止了顆粒物質(zhì)（包括微生物）進(jìn)入營養(yǎng)液。
圖2：巴斯德的曲頸瓶實(shí)驗(yàn)
過了幾天，人們驚奇的發(fā)現(xiàn): 彎曲的燒瓶中的肉湯依然保持無菌狀態(tài)。只有在允許燒瓶頸部的顆粒物質(zhì)進(jìn)入燒瓶后，肉湯才會(huì)腐爛（圖2）。
這一實(shí)驗(yàn)徹底推翻了“自然發(fā)生說”，讓人們明白生命是不可能憑空出現(xiàn)的，也帶領(lǐng)人們進(jìn)入了微生物研究的新紀(jì)元。
漢寧“二十四節(jié)氣”科普是漢寧化學(xué)推出的關(guān)于微生物的科普欄目。我們將以中國傳統(tǒng)的二十四節(jié)氣為時(shí)間線，定期推出微生物相關(guān)主題的科普短文。“四季有序，萬物有時(shí)”，讓我們“寄知識(shí)于時(shí)節(jié)”，一起探索微生物世界：漢寧與您應(yīng)時(shí)相約、不見不散！
