חיידקים נוצרים יש מאין: נפילתה של תיאוריה. חלק ב'

לכתבה הראשונה: ההיווצרות הספונטנית במאה ה-18

נידהם נולד ב-1713, והוסמך ככומר קתולי ב-1738, אך אהבתו האמיתית היתה למדעי הטבע. הוא התמחה בשימוש במיקרוסקופים שונים, והיה הכומר הקתולי-רומאי הראשון שהתקבל כחבר בחברה המלכותית של לונדון. בופון פגש את נידהם בזמן שהותו בפריס בשנות הארבעים, והשניים הפכו מיד לחברים טובים. מתוך שיתוף הפעולה ביניהם הגיחה אותה תיאוריה של 'מולקולות אורגניות' ו- 'כח צמחי'.

על מה הסתמכה התיאוריה?

למעשה, התיאוריה הסתמכה בעיקר על רעיונותיו של בופון ועל דמיונו השופע של נידהם. לבופון היתה היכולת יוצאת הדופן לקחת פריטי מידע רבים ולהפוך אותם לתיאוריה מגובשת. לנידהם היתה יכולת אחרת, נפוצה הרבה יותר.

הוא יכול היה לקחת נתון אחד, ולהסיק ממנו תיאוריות מרחיקות לכת. דוגמה לכך ניתן לראות בתיאור של אחד הניסויים הראשונים שנועדו לתמוך בתיאוריה של נידהם ובופון. נידהם טבל זרעים וגרגרים במים, ולאחר שבועיים של המתנה נטל טיפה אחת מהתמיסה וצפה בה תחת עדשת המיקרוסקופ.

אנו יכולים להבין בנקל שהיו אלה לא יותר ממיקרו-אורגניזמים קטנים יותר מהרגיל. אלא שייחודו של נידהם היה שמהרגע שהגה תיאוריה, לא היה מוכן לנטוש אותה ויהי מה.

כדי להוכיח כי אנימולקולים יכולים להיווצר מחומר דומם, מילא נידהם בקבוקים שונים ברוטב-בשר חם ומשובח. הוא אטם את הבקבוקים בפקק שעם, והניח אותם למספר דקות על גבי אפר לוהט על מנת להרוג את כל האנימולקולים בתמיסה. לאחר שהתקררו הבקבוקים, השאיר אותם נידהם אטומים למשך מספר ימים, ואז שאב טיפה אחת מן הנוזל העכור שבתוכם, והתבונן בו תחת עדשת המיקרוסקופ.

הוא מתאר את הריגוש שאחז בו כאשר גילה כי אותה טיפה,"…מלאת חיים, (ובתוכה) חיות מיקרוסקופיות במימדים רבים, מהגדולות ביותר שראיתי ועד הקטנות ביותר. אפילו בטיפה הראשונה בה הסתכלתי, ראיתי קהל עצום של יצורים שלמים, והם מלאי חיים וספונטניים בכל תנועותיהם…".

לטענת נידהם, אותם אנימולקולים לא היו יכולים להיווצר מאורגניזמים שכבר היו קיימים בתמיסה, או מהביצים שהותירו בה. החום הגבוה היה צריך להרוג אותם. נידהם חזר על ניסוייו עשרות פעמים, וכולם הניבו תוצאות דומות. בסופו של דבר הוא קבע כי בין שהוא אוטם או מחמם את בקבוקיו ובין אם לאו, עדיין גדלים אנימולקולים בתוך הבקבוקים. לכן הפסיק להשתמש באמצעים אלו שהיו יכולים להגן על ניסוייו הבאים מזיהומים מן האוויר.

כתוצר לוואי של אותה מסקנה רעועה, החליט נידהם גם כי מים רותחים אינם יכולים לקטול מיקרו-אורגניזמים, או לחטא כלי ניתוח. אותה מסקנה קלוקלת השליכה על הרפואה במאה השנים הבאות. רופאים ומנתחים סירבו לשטוף את ידיהם או את כלי הניתוח שלהם. רופאים רבים היו מנתחים חולים בידיים חשופות, ודקות ספורות לאחר מכן עברו לנתח את החולה הבא.

בתנאים אלו, אין פלא שמרבית החולים מתו מזיהומים שלאחר הניתוח, ולא מהמחלה או מהפציעה עצמה. מסופר על רופא אנגלי במאה ה-19, שמתוך אלף ניתוחים שביצע, רק שלושה מהמנותחים שרדו. כל התופעות האלו מקורן בין היתר בנידהם ובתיאוריה שפיתח על כרעי תרנגולת.

כאשר פיתח נידהם את התיאוריה שלו, הוא לא היה מוכר עדיין בקהילה המדעית. אילמלא בופון, קרוב לוודאי שניסוייו היו נמוגים אל תוך העלטה, כניסוייו של ג'ובלוט שלא תורגמו בזמנם לשפות אחרות. למזלו של נידהם, בופון היה שותפו בחלק מאותם ניסויים, ושמח לראות כי תוצאותיהם מאשרות את התיאוריה שלו - גם אם תחת פרשנותו היחודית של נידהם.

התיאוריה שגיבשו השניים ביחד - אודות מולקולות אורגניות, הכוח הצמחי המניע אותן והתבניות בהן הן מתחברות - פורסמה בכרכים הראשונים של ה- 'הסטוריה של הטבע' של בופון, שהודפסו ב- 1750. אותם כרכים נמכרו בצרפת כבגטים חמים ותורגמו לשפות רבות.

המדע מגיע לעם

תוך זמן קצר, כל ילד בשוק וכל אציל אירופאי ידעו כי האנימולקולים יכולים להיווצר מעצמם מתוך חומר מת. תיאוריו הצבעוניים והמפורטים של בופון לכדו את דמיונם של כל אנשי אירופה.

בהינף העט, הוא איפשר להם לצלול אל מעמקי הטיפה הנמצאת תחת עדשת המיקרוסקופ, ולשחות צד בצד עם האנימולקולים הזרים והמוזרים. הדיו היה חרבו של בופון, וסיגנון כתיבתו הקולח והנלהב היה הדרך בה נשא אותה. ואכן, עד היום קשה שלא להתרגש כאשר אנו קוראים את תיאורו הפואטי של בופון על האנימולקולים הקטנים ודרך יצירתם.

"גם לאחר המוות משתמר קמצוץ של חיים בחומר ממנו מורכבים היצורים החיים. החיים נמצאים, בסופו של דבר, במולקולות של הגוף. מולקולות אלו מסודרות כאילו בתבנית, וקיימות תבניות רבות ושונות, כמספר היצורים השונים. ברגע שהמוות קוטע את משחק ההתארגנות - כלומר מבטל את כוחה המאחד של התבנית - מתחיל הגוף להתפרק.

אך המולקולות האורגניות שלו שורדות כולן, וכאשר הן מוצאות את עצמן חופשיות בין שיירי הריקבון של הגוף, הן עוברות לתוך גופים חדשים ברגע שהן נתפסות בכוחה של תבנית אחרת כלשהי… אבל בזמן שבין המעבר, כאשר כוחה של התבנית עדיין אינו פעיל, מספר עצום של היווצרויות ספונטניות עשוי להתרחש.

ברווח הזמנים שבו המולקולות האורגניות יכולות להסתובב בחופשיות בחומר של הגופות המתים והנרקבים… אותן מולקולות אורגניות, הפעילות תמיד, משעבדות מחדש את החומר המתפרק, מקרבות לעצמן חלקיקים גדולים יותר, מאחדות אותם ויוצרות קהל עצום של גופים קטנים ומאורגנים.

חלק מאותם הגופים, כמו השילשולים והפטריות, דומים לחיות גדולות יותר או לצמחים. גופים אחרים, שמספרים כמעט אינסופי, נראים רק תחת עדשת המיקרוסקופ. כל אותם גופים מתהווים רק בהיווצרות ספונטנית, והם ממלאים את החלל שהטבע הותיר בין המולקולות האורגניות הפשוטות מצד אחד, לבין החיות והצמחים מהצד השני. רצף זה, שרשרת זו המתארת את הפיכתה של החיה המאורגנת ברמה הגבוהה ביותר עד למולקולה האורגנית הפשוטה ביותר, מאפשר את כל הדקויות שניתן לדמיין, מכל כיוון אפשרי שנביט עליהן…"

על בסיס הפופולריזציה העצומה וההערצה הכלל-אירופית לבופון, נישא גם נידהם למרומי הקריירה שלו. הוא נבחר כחבר בחברה המלכותית של לונדון והמשיך לערוך ניסויים שונים ומשונים. כל אחד מהניסויים האלו, לפי פירושו הסלקטיבי של נידהם, תמך ואף אישש מחדש את התיאוריה שלו.

אף שהציבור הרחב השתכנע בנכונות ההיווצרות הספונטנית של מיקרו-אורגניזמים, מדענים רבים עדיין היו סקפטיים לגבי ההיווצרות הספונטנית. ניסוייו של נידהם שוחזרו, אך תוצאות שונות התקבלו עבור נסיונאים שונים. רק לאחר חמש-עשרה שנה הגיע אדם שהצליח להפריך את ניסוייו של נידהם. איש זה היה לזארו ספלאנזני, עליו אמר וולטייר כי הוא הינו "הצופה והבוחן הטוב ביותר באירופה."

לזארו ספאלנזני : האיש שידע לצפות במיקרוסקופ

ספלאנזני נולד ב-1729 בכפר הקטן ספלאנזנו, שעל שמו נקרא. עם התבגרותו הוא החל להימשך לחקר הפיזיקה, הכימיה והביולוגיה, והתוודע לחוקרים ומלומדים רבים.

בגיל 28 קיבל ספלאנזני משרת פרופסור לפיזיקה ומתמטיקה באוניברסיטה של רג'יו אמיליה. בהמשך הוא התוודע לכרכים ב-'היסטוריה של הטבע' שתיארו את התיאוריה של בופון ואת ניסוייו של נידהם. בניגוד למדענים רבים בתקופתו, הוא החליט לערוך בעצמו ניסויים בנושא לפני שיקבע עמדה. כתוצאה מניסויים אלו יצא ב-1765 חיבורו המדעי הראשון תחת השם 'חיבור על תצפיות מיקרוסקופיות הנוגעות למערכת ההיווצרות של האדונים נידהם ובופון'.

מכת מחץ לנידהם

ספאלנזני זיהה כי הבעיה העיקרית בניסוייו של נידהם היא דרך עריכתם, וניסה לבחון בעצמו כל נקודה אפשרית בניסויים. חלק נכבד מגאונותו היה טמון ביכולתו לפרק בעיה מורכבת למספר בעיות פשוטות יותר.

הניסויים שערך כדי להפריך את טענותיו של נידהם היו פשוטים מאד, אך כל אחד מהם תרם את חלקו במתן התשובה הסופית.

כזכור, נידהם הניח את הבקבוקים עם התמיסה על גבי רמץ לוהט למספר דקות. ספלאנזני סבר כי בדרך זו, רק תחתית הבקבוק נחשפה למרבית החום, וצוואר הבקבוק כמעט ולא התחמם. כדי לוודא שהבקבוק כולו נחשף לאותה טמפרטורה, השתמש ספלאנזני בקדירה מלאה במים רותחים, בתוכה טבל את הבקבוק עם מי-החציר.

בדרך זו יכול היה לדעת שגם המיקרו-אורגניזמים הנמצאים על צוואר הבקבוק נחשפים לאותו חום אליו נחשפים המיקרו-אורגניזמים בתחתית הבקבוק.

ספלאנזני הבין גם כי כאשר אטם נידהם את הבקבוקים בפקקים, יכולים היו אנימולקולים מן האוויר לחדור לבקבוק בזמן אטימתו. לפיכך הוא נמנע מלאטום את בקבוקיו בפקקים. במקום זאת הוא הלהיט את צוואר הבקבוק עד שהזכוכית התרככה. אז השתמש ספלאנזני במצבטיים כדי לקרב את שני צדדי הצוואר זה לזה ולהלחים את הצוואר הצר עד לאטימה מוחלטת.

בדרך זו הצליח ספלאנזני לאטום את בקבוקיו ללא מגע יד אדם, שעלול היה לזהם אותם. כשהשתמש ספלאנזני בשיטות אלו להרתחת הבקבוקים, הוא הראה כי התמיסות בתוך הבקבוקים נותרו נקיות לחלוטין, ולא היה ניתן להבחין בגדילה של אנימולקולים בתוכן.

כדי להבין טוב יותר את מקור טעותו של נידהם, ערך ספלאנזני ניסוי נוסף. הוא חשד כי חלק מהאנימולקולים רגישים יותר לחימום מאחרים. כדי לאמת את החשד הוא חימם סדרה של בקבוקים במשך פרקי זמן הולכים וגדלים. כשהסתכל בתמיסות בתוך הבקבוקים לאחר הניסוי, הבחין ספלאנזני כי בכל בקבוק קיימים זנים שונים של אנימולקולים, שהם הצאצאים של אותם האנימולקולים שהיו מסוגלים לשרוד את החימום. רק בבקבוקים שחוממו במשך יותר משעה לא מצא ספלאנזני אפילו אנימולקולי אחד.

נידהם וספלאנזני מתווכחים

בזמן שספלאנזני עסק באותם מחקרים, תורגם חיבורו לאנגלית בידי לא-אחר מנידהם עצמו. נידהם ניצל את ההזדמנות לתרגם את החיבור הקצר יחסית לאנגלית, והוסיף לו הערות מפורטות ותיאורים חדשים על ניסוייו שלו.

הספר הסופי שיצא לאור באנגלית כלל את 200 העמודים המקוריים של ספלאנזני, ועוד כמעט 300 עמודים המתארים את התיאוריה של נידהם ואת התנגדותו למסקנותיו וטיעוניו של ספלאנזני. אם נסכם את כל אותן טרוניות ומענות במשפט אחד, הרי שנידהם טען כי ספלאנזני הרס את 'הכוח הצמחי' הקיים במולקולות האורגניות שבאוויר ובמים. החימום הממושך והמדוקדק שערך ספלאנזני לבקבוקיו גרם לכוח הצמחי לנבול ולכמוש, עד שלא יכול היה לגרום למולקולות האורגניות להתחבר זו לזו וליצור אנימולקולים.

כשהגיעה תשובתו של נידהם לספלאנזני, הדגים האיטלקי חם המזג בדרך פשוטה כי הכוח הצמחי עדיין קיים בתוך המים שבבקבוקים. לנוכח עיניהם המזועזעות של תלמידיו, הוא שבר את צוואריהם של הבקבוקים והניח לאוויר החדר לחדור לתוכם. ימים ספורים לאחר מכן, המים כבר היו מלאים באנימולקולים קטנים ונמרצים. מסקנתו של ספלאנזני היתה כי האנימולקולים קיימים באוויר, ודרכו הם מסוגלים להגיע לתוך לכל כלי שלא נאטם כראוי. הוא ראה את פרשיית ההיווצרות הספונטנית כסגורה וחזר לעסוק בנושאים אחרים במחקריו.

נידהם עצמו סירב להיפרד מן התיאוריה שלו. הוא טען כי כאשר ספלאנזני הלהיט את הבקבוקים, הוא גרם לדילול האוויר שבתוכם. מבלי האוויר, לא יכלו המיקרו-אורגניזמים להיווצר בתוך התמיסה. כדי למנוע את דילול האוויר, הציע נידהם לערוך את הניסוי כאשר הבקבוקים פתוחים לאוויר החדר.

ספלאנזני התנגד בתוקף והסביר לנידהם כי פתיחת הבקבוקים תביא לחשיפת התמיסה לאוויר החדר, דרכו יחדרו האנימולקולים לתוך התמיסה. נידהם לא התרצה, והשניים החליפו ביניהם מכתבים רבים, שתכנם הלך והתלהט לאורך השנים. השניים מעולם לא הצליחו להסכים ביניהם, וב- 1780 הרים ספלאנזני ידיים וחדל להחליף מכתבים עם "חוקר הטבע האנגלי, ש-'הכח הצמחי' עליו הוא מדבר אינו אלא משאלת לב פרועה".

נידהם מתוודה

על אף שהתיאוריות של נידהם מעולם לא הוכחו, הוא עדיין נהנה מ-'תהילת נעוריו', כאשר העולם כולו היה מודע לו ולניסוייו. על גב אותה תהילה, נידהם התקבל למשרת מנהל האקדמיה הקיסרית בבריסל, והחזיק בה עד למותו בשנת 1781, כשהוא בן 68.

שנתיים לפני מותו שלח מכתב לחברו, חוקר הטבע צ'רלס בונט. במכתב זה, שכמוהו כוידוי, תיאר נידהם את הקריירה המדעית שלו וניסה להסביר את אשר ניסה להשיג. כאשר קוראים אנו חלקים מהמכתב, קל יותר להבין את המקור לתיאוריותיו הפרועות של נידהם ואת חוסר נכונותו לסגת מהן.

"התרצה שאספר לך סוד אודותי, שטרם סיפרתי לאדם אחר? כבר בצעירותי למדתי שרק מדע המוסר הוא השימושי באמת מבין כל המדעים. כאשר הגעתי לפריז בפעם הראשונה בשנת 1746, הבחנתי כי הפילוסופיה החדשה של מדינה זו היתה דומה יותר מדי לאופיה קל-הדעת של האומה…".

נידהם חש כי הפרכת ההיווצרות הספונטנית תוביל לאובדן הדת, ולפיכך גם לאובדן המוסר של צרפת כולה. הוא מצא את עצמו מחויב להציע תיאוריה אשר תוכל להעמיד דברים על תיקונם. "היתה זו הדרך היחידה למצוא תחליף מוצק למערכת… שנישאה ברישעות על-ידי פילוסופים כוזבים". נידהם מסכם כי, "עתה, חברי היקר, אתה רואה את מטרתי המלאה ואת אחדות תוכניתי בכל מעשיי". 

• עוד באתר "הידען": מעבדת המחקר קולומבוס תכפיל את יכולת המחקר בתחנת החלל הבינלאומית
  

לאחר מותו של ספלאנזני, עולם המדע נשאר חלוק בדעתו לגבי ההיווצרות הספונטנית. אף שניסוייו של נידהם נותצו, ספלאנזני לא הצליח להוכיח חד-משמעית כי לא 'השחית' את האוויר שבתוך הבקבוקים שלו. אף על פי כן, הוא הצליח לתקוע טריז בגלגלים של נידהם ובופון, ולעצור את התפשטות התיאוריה שלהם.

ההיווצרות הספונטנית נותרה נושא לדיונים ולמחלוקות. רק לקראת סוף המאה ה- 19 הצליח לואיס פסטר הגדול להפריך את אותה דוגמה שעמדה במקומה במשך יותר מאלפיים שנה.