Наука | Научпоп

Данные изотопного анализа древних семян говорят, что уважал и заботливо растил.

Свежее исследование ученых из Кильского университета выявило, что выращиванию ржи в средневековой Европе придавалось гораздо более важное значение, чем считалось ранее. Например, было установлено, что крестьяне активно применяли удобрения и старательно повышали урожайность. Но что же в этом удивительного?

Дело в том, что рожь в Европе традиционно считалась если не прям-таки сорняком, то уж чем-то вроде “последней надежды крестьянина” для самой бедной почвы: вырастет где угодно и не требует особого ухода. Но теперь оказалось, что культивация ржи (во всяком случае на севере Европы) была осознанной, и ею занимались с известным усердием в период с IV по XV века. Выходит, что не такой бесполезной была рожь для средневековых крестьян.

Однако как учёные во главе с палеоэкологом Франком Шлютцем пришли к таким выводам? На помощь пришёл анализ изотопов азота δ15N), углерода (δ13C) и серы (δ34S), содержащихся в обуглившихся семенах ржи из нескольких археологических памятников Северной Европы. Анализ однозначно показал, что средневековые земледельцы активно использовали удобрения (преимущественно навоз) для обогащения полей ржи и повышения урожайности. А в некоторых случаях в качестве удобрения использовался ещё и торф.

Всё это меняет устоявшиеся представления о ржи как о выносливой неприхотливой культуре, требовавшей минимального участия со стороны человека. Напротив, исследования констатируют применение достаточно трудоёмких методов ведения сельского хозяйства. А если применялись трудозатратные методы культивации, то разумно предположить, что рожь имела существенно более высокое значение, чем предполагалось до этого.

В общем-то, использование удобрений и постепенный переход к интенсивным методам ведения хозяйства крестьянами в течение Средневековья не были особым секретом. Однако то, что всё это применялось и в случае выращивания ржи, существенно дополняет наши знания о средневековой экономике и хозяйственном укладе европейцев.

Имя Александра Флеминга знают во всем мире. Его называют человеком, подарившим миру пенициллин – первый настоящий антибиотик. Это открытие перевернуло медицину и спасло миллионы жизней. Его звездный момент наступил в 1928 году. Тогда Флеминг заметил необычную вещь: вокруг пятна плесени в забытой чашке Петри бактерии погибли. Это была плесень Penicillium notatum. За это открытие он получил Нобелевскую премию в 1945 году, разделив ее с Говардом Флори и Эрнстом Чейном. Но за славой "отца пенициллина" для большинства людей исчез образ настоящего ученого. Его вклад в науку был гораздо шире. Путь к великому открытию начался задолго до той знаменитой чашки.

Из Шотландии в лабораторию: Начало пути

Александр Флеминг родился 6 августа 1881 года в Шотландии. Его семья была простой, фермерской. Путь в большую науку оказался не прямым. Сначала он переехал в Лондон и работал клерком. Судьба изменилась, когда он получил наследство от дяди. Эти деньги позволили ему исполнить мечту – стать врачом. В 1906 году он блестяще закончил медицинскую школу при больнице Святой Марии. С этого момента его жизнь была связана с этой больницей. Большое влияние на него оказал известный бактериолог сэр Алмрот Райт.

Флеминг быстро показал себя талантливым исследователем. Его главными интересами стали инфекции, иммунитет и поиск веществ, способных убивать вредные бактерии, не вредя при этом человеку. Он был мастером лабораторной работы, очень внимательным к деталям. Но у него была и другая черта – его рабочий стол часто был в беспорядке. Как выяснилось позже, иногда это приводило к счастливым случайностям.

Лизоцим: Важное открытие до пенициллина (1921)

За семь лет до истории с плесенью Флеминг сделал другое важное открытие. Оно само по себе могло бы прославить его имя. В 1921 году у ученого был сильный насморк. Он капнул немного слизи из своего носа в чашку Петри, где росли бактерии. Каково же было его удивление, когда бактерии вокруг капли погибли!

Флеминг стал исследовать этот феномен. Он обнаружил, что причиной гибели бактерий был особый фермент. Этот фермент содержался не только в носовой слизи, но и в слезах, слюне, яичном белке, многих тканях человека и животных. Ученый назвал его лизоцимом (от греческих слов "растворение" и "закваска").

Лизоцим стал первым известным природным антибактериальным ферментом. Он – часть нашей естественной защиты, врожденного иммунитета. Его действие простое: он разрушает стенки определенных бактерий (в основном безвредных), буквально растворяя их. Флеминг детально изучил лизоцим, опубликовал результаты. Он даже надеялся, что лизоцим станет мощным лекарством. Прямая медицинская польза лизоцима оказалась ограниченной – он плохо действует на опасные болезнетворные бактерии. Но его открытие было очень важным по другим причинам:

1. Лизоцим показал, что в самом организме есть вещества, борющиеся с бактериями. Это открыло новое направление в иммунологии.

2. Флеминг разработал способы выделять и изучать такие вещества. Позже эти же методы пригодились для работы с пенициллином.

3. Открытие лизоцима подсказало мысль искать другие природные "убийцы бактерий". Именно этот путь привел Флеминга к пенициллину. Сам ученый признавал: без опыта с лизоцимом он, возможно, просто выбросил бы ту заплесневевшую чашку как испорченный эксперимент.

Пенициллин: Случайность и гениальная догадка (1928)

История открытия пенициллина в сентябре 1928 года теперь известна всем. Вернувшись из отпуска, Флеминг обнаружил в стопке немытых чашек одну необычную. Вокруг пятна плесени колонии стафилококков растворились. Важно не то, что он заметил это. Важно, что он сделал после. Менее внимательный человек просто выбросил бы чашку. Флеминг задал правильные вопросы: Что убило бактерии? Может ли это вещество помочь людям?

Ученый определил плесень как Penicillium. Он выделил из нее жидкость (фильтрат) и назвал ее "пенициллином". Начались интенсивные исследования. Флеминг установил ключевые вещи:

• Пенициллин подавляет рост многих опасных бактерий (стафилококки, стрептококки, пневмококки и другие).

• Он не ядовит для белых кровяных клеток (лейкоцитов) и подопытных животных даже в больших дозах.

• Его можно использовать наружно, как антисептик для ран.

В 1929 году Флеминг опубликовал свои результаты. Казалось бы, мир должен был обрадоваться. Но потенциал пенициллина остался нереализованным больше десяти лет. Почему? Вещество было очень нестабильным. Его было невероятно сложно получить в достаточном количестве. Еще сложнее было очистить для введения в кровь (инъекций). Флеминг был блестящим наблюдателем и биологом, но у него не было ресурсов и, возможно, глубоких знаний в химии, чтобы решить эти проблемы. Он использовал неочищенный пенициллин для лечения поверхностных инфекций. Он пытался заинтересовать химиков, но безуспешно. Пенициллин оставался лабораторной диковинкой.

Незаслуженно забытые герои: Флори и Чейн

Здесь в историю пенициллина входят люди, которых часто забывают, говоря о Флеминге. В конце 1930-х годов в Оксфорде работала группа ученых. Ею руководили Говард Флори и Эрнст Чейн. Они систематически искали природные вещества, способные убивать бактерии. В ходе этой работы они наткнулись на статью Флеминга 1929 года. Они сразу поняли огромный потенциал пенициллина.

Флори, Чейн и их команда взялись за титанический труд. Им нужно было выделить чистое вещество, наладить его производство в больших масштабах, очистить и проверить на людях. Работа была невероятно сложной. Особенно трудно было во время Второй мировой войны. Но их усилия увенчались успехом. К 1943 году пенициллин начал спасать жизни раненых солдат и мирных жителей. Он стал настоящим "чудо-лекарством".

Нобелевский комитет в 1945 году поступил справедливо. Премию разделили между Флемингом (за первоначальное открытие), Флори и Чейном (за разработку производства и применение в медицине). Но в сознании обычных людей закрепился только Флеминг. Его имя стало синонимом пенициллина. Роль Флори и Чейна осталась в тени.

Что еще сделал Флеминг? Не только пенициллин и лизоцим

Хотя лизоцим и пенициллин – главные открытия Флеминга, его научный вклад этим не ограничивался. Он был авторитетным ученым в области бактериологии и иммунологии. Вот другие важные направления его работы:

1. Тест на чувствительность к антибиотикам: Флеминг разработал и широко внедрил простой, но очень важный метод. Он позволял быстро проверить, какой антибиотик подействует на бактерии, вызвавшие болезнь у конкретного пациента. Этот тест делали прямо в чашке Петри. Он стал основой для современных методов подбора антибиотиков и до сих пор часто называется его именем. Это был прорыв в выборе правильного лечения.

2. Борьба с сифилисом: Флеминг был одним из первых врачей в Британии, кто начал применять препараты мышьяка (сальварсан) для лечения сифилиса. Эта болезнь тогда была настоящим бичом. Он внес вклад в разработку более эффективных схем лечения.

3. Вакцинотерапия: Работая с сэром Райтом, Флеминг участвовал в исследованиях по лечению инфекций с помощью вакцин. Идея была в том, чтобы вводить убитых или ослабленных бактерий для стимуляции иммунитета больного. Хотя сам метод имел ограничения, эта работа помогла лучше понять, как работает иммунная защита.

4. Практические изобретения: У Флеминга были патенты на лабораторное оборудование и методы. Он придумал усовершенствованные инкубаторы для выращивания бактерий и приборы для точного дозирования жидкостей при лабораторных посевах. Эти изобретения не так громки, но они сделали работу микробиологов по всему миру проще и точнее.

Александр Флеминг умер в 1955 году. Он был национальным героем Великобритании и мировой знаменитостью. Его открытие пенициллина положило начало эре антибиотиков. Однако сводить всю его долгую и плодотворную научную карьеру только к этой единственной, пусть и грандиозной, удаче – большая несправедливость.

История Флеминга — это не только про плесень и Нобелевку. Меня всегда задевало, как легко мы превращаем реальных людей в мифы, забывая настоящую драму, ошибки и человеческие качества за громкими открытиями. В своем Telegram-канале я разобрал эту историю под другим углом: что она говорит нам о ценности "неудач", упрямстве перед лицом непонимания и о том, как часто настоящие герои остаются в тени. Это размышление вышло далеко за рамки статьи. Если вам близка тема "человеческого" за историческими фактами — заглядывайте.
P.S. В канале я делюсь мыслями о книгах, саморазвитии и личных инсайтах. Иногда такие вот исторические параллели.