如果你曾经得过水痘,也就是说你的身体被水痘病毒入侵过,那么你的体内就能通过产生抵抗这种疾病的抗体来对病原菌的抗原做出反应。当水痘再一次入侵你的身体时,你的免疫系统会立刻产生抗体使你不再生病。换句话说,因为你有了对水痘的自动免疫力(activityimmunity),你的体内能制造出抵抗水痘病毒的抗体。一个人的自身免疫系统能产生对病原菌的存在做出反应的抗体,这一生理过程叫做自动免疫。
自动免疫的形成自动免疫是由人体免疫系统中能发生免疫反应的那一部分细胞产生的。前面已提过,在免疫反应过程中,T细胞和B细胞能帮助摧毁引起疾病的病菌。当人恢复健康后,一些T细胞和B细胞仍然保存着病原菌抗原的“记忆”。如果这种病菌再次进入身体,这些记忆细胞仍然能认出病菌的抗原。它们立刻发生免疫反应,使人不会再次生病。自动免疫通常会持续许多年,有些甚至是终生的。
接种疫苗人体获得自动免疫的一种途径是生病,另一种途径则是接种抵御疾病的疫苗。接种疫苗(vaccinstion)是将无害的抗原注入人体产生自动免疫的一个过程。接种疫苗分注射和口服两种方式,如口服糖丸能预防小儿麻痹症,注射疫苗能预防水痘和其他疾病。
用于接种疫苗的物质叫疫苗。疫苗(vsccine)通常由被弱化或被杀死但仍能引起免疫反应的病原菌组成。T细胞和B细胞仍然能识别并对弱化或死去的病原菌抗原产生反应。当你接种疫苗后,弱化的病原菌不会使你生病,然而你的免疫系统却可以通过产生记忆细胞和自动免疫对疾病做出反应。
微生物王国的存在,有着非常悠久的历史,它的出现远在人类出现之前就早已存在。但这个在地球上已经活动了几十亿年的必然王国,真正为人类所发现,却不过三百多年的历史。
迄今30多亿年前,微生物就悄悄地出现在地球上了。然而,人们认识微生物的时间却很晚。尽管古人早就知道享受美酒佳肴,但谁也不知道其中的奥秘。直到300多年以前,一个荷兰人才第一次涉足神秘的微生物王国,他的名字叫列文虎克。
1632年,列文虎克出生在荷兰德尔夫特市的一个贫穷的家庭,他从小非常热爱大自然,也非常爱动脑筋,喜欢向大人们提出各种各样的问题,并且追根问底。列文虎克的父亲很早就去世了,为了帮助母亲养活一家人,16岁那年他离开学校,过早地挑起了生活的重担。他来到远离家乡的荷兰首都阿姆斯特丹,在一家杂货铺里当学徒工。
列文虎克一天到晚马不停蹄地为老板干活,还常常吃不饱肚子。然而,正是艰苦的生活磨练了他的意志,使他更加勤奋好学。白天,他忙着干活,一到晚上,店铺关门后,他就借着灯光读起自己喜欢的书来。这段时间,他从书本上学到了许多知识,知道了天空、宇宙,也知道了动物、植物和小昆虫……杂货店的隔壁是一家眼镜店,他一有空就向师傅们学习磨制镜片的技术。几年的学徒生涯使列文虎克学会了许多学校里学不到的知识和技能。
后来,列文虎克回到自己的家乡,受雇到德尔夫特市政厅做了一名看门人。看门人的工资收入很低,但是比较清闲,使他有了很多空余的时间,于是,他又拾起了自己的爱好,起劲地磨制镜片。列文虎克磨制透镜着了迷,甚至夜里还磨个不停。经过许多天的辛劳,他终于做出了世界上第一台可以放大近200倍的显微镜。
这以后,列文虎克开始自得其乐地使用他的显微镜了,只要是能弄到手的东西,他都要放在显微镜下观察一番。他观察过植物的叶片、鱼的肌肉纤维、蜜蜂的刺和人的胡须等等。
显微镜把这些东西放大了几百倍,一根人的胡须在显微镜下就变得像一根粗大的圆木,上面凹凸不平的地方也看得清清楚楚。列文虎克惊讶极了,嘴里自言自语着:“不可思议,不可思议!”这更激发起他的好奇心。他心里琢磨着:还有什么东西没有放在我的显微镜下看过呢?
1671年的一天,列文虎克从他家附近的一个池塘里取回一些水,放在显微镜下进行观察。突然,他大叫起来:“天哪,我看见活物了!瞧,它们在游泳呢,它们玩得多欢呀!”他简直有点儿不敢相信自己的眼睛,就像一个小蝌蚪;有的一圈儿一圈儿的,活像开瓶塞的起子;有的几个连在一起形成一串,仿佛贵妇人脖子上挂着的珍珠项链;还有的笔直细长,如同一根细棍儿。这些小生物的“性情”也各不相同,有的来去匆匆,活灵活现;有的则优哉游哉,懒洋洋的。列文虎克一连观察了好几天,确信自己没有看花眼。
列文虎克每天继续观察着、记录着。1676年10月9日,列文虎克给当时的科学权威机构--英国皇家学会写了一封信,信中写道:“我看到了神奇的小生物,你们可以把100万个这样的小生物放到一粒沙子上;在一滴水珠里,可以容纳270万个这样的小东西!”
皇家学会轰动了,一时间,列文虎克的名字传遍了欧洲。
人们从四面八方来到荷兰列文虎克的家乡,想亲眼看一看微生物的庐山真面目,并一睹列文虎克的风采。人们围着显微镜,边看边嚷,仿佛是一群淘气的孩子,欢呼雀跃。甚至不可一世的俄国彼得大帝也前来向他表示敬意;尊贵的英国女皇也驾临德尔夫特,想从他的显微镜里看看那些神奇的小生物。
不久,皇家学会将一张装在银盒子里的华丽的会员证书,寄给了看门人列文虎克,郑重地邀请他加入学会。其实,当时人们并没有意识到列文虎克的发现对人类有多么重要的意义,仅仅是为了满足自己的好奇心而已。
1683年列文虎克再次给伦敦皇家学会写信,这一次还一并寄去了他绘的图。1684年,信的摘要连同绘制的细菌图发表在《皇家学会科学研究会报》上。这是列文虎克的发现第一次公诸于世,列文虎克也毫无疑问成了第一个看到细菌和第一个绘制细菌图的人。1695年,他将自己20年来辛勤观察的结果写成一本书,书名是《列文虎克发现的自然界的秘密》。
这是人类关于微生物的最早的专门著作。
列文虎克,这个出身贫寒、没有受过多少正规教育的人,成为有史以来第一个发现微生物的人,他的发现开辟了人类征服传染病的新纪元。但微生物的发现仅仅是打开了神秘的微生物王国的一扇大门,要探索其中的奥秘,还有一条漫长的路程。
关于“肉汤为什么变臭”的大论战自从列文虎克发现微生物以后,有一个问题一直在困扰着人们。生活经验告诉人们,放在空气中的新鲜肉,过不了多久就会腐烂,继而长出许多蛆虫来;一盆新鲜肉汤,在空气中放上两天,就会变质发臭。如果把变质的肉汤放在显微镜下观察,会发现里面有许多微生物繁殖。这些原本没有的蛆虫和微生物是从哪里来的呢?它们是自发产生的,还是必须来自生命?对于一般比较大的动物和植物来说,这不成问题。
动物怀胎生子或产卵繁殖,植物从种子发芽开始逐渐长成参天大树。任何一种动物或植物都必须来自于它的同类,这是尽人皆知的常识。
可是,微生物是否也是这样的呢?人们的看法就不一样了。一种观点认为,这些微生物的身体构造那么简单,也许它们可以从非生命物质中直接繁衍出来,这就是所谓的“自然发生说”。而另一种观点却截然相反,认为生命不可能由非生命直接变来,腐烂肉上的蛆虫和微生物一定像植物来自种子一样,来自于卵或微生物,这种观点被叫做“生源说”。究竟孰是孰非呢?两种观点互不相让,谁也说服不了谁。自17世纪以来,双方唇枪舌剑,你来我往,发生了一场场关于“生命是从哪里来的”大论战。
那时,英国有一个叫尼达姆的神父做了一个实验,他把一些羊肉汤灌进一个瓶子里,然后给瓶子加热半小时。他自语道:“这回一定把瓶子里的小生物和它们的卵杀死了!”几天以后,他拔开瓶塞,取一些肉汤用显微镜观察--肉汤里长满了密密麻麻的小生物。
于是,尼达姆把他的实验结果写信报告给了皇家学会。
他声称:“我已经证明,生命确实能够从非生命的东西里自然而然地产生出来。”尼达姆的实验一度蒙哄了许多人。甚至有人说,蜜蜂是从死牛的尸体里产生出来的;还有人说,把一团烂棉花放在偏僻处,过几个星期就会生出小老鼠来。
“纯粹是骗人的鬼话!小生物决不可能从羊肉汤或其他任何东西里自生自长,我一定要戳穿这个把戏。”从遥远的意大利传来了相反的意见。他是谁呢?巧得很,他也是一位神父,名字叫斯巴兰扎尼。
斯巴兰扎尼决心用事实来驳倒同行的谬论。他首先制定了严密的实验计划。他想,为什么在加热过的羊肉汤中会出现那么多的小生物呢?一定是加热得不够,或者是没有把瓶口塞紧。于是,他准备了几个玻璃烧瓶,把它们刷洗干净,灌进肉汤。
他大声地说:“这回我一定要把它们煮沸一小时,还要把瓶口塞得紧紧的!”他转念一想:可是我怎么封瓶口呢?软木塞很可能不够严密,会让那些小生物钻进去。他望着生好的火,忽然大叫起来:“啊,有了!我把瓶颈烧热融合,用玻璃封口;不管多么小的生物也休想钻透玻璃。”于是,斯巴兰扎尼拿起一个个灌了肉汤的瓶子,在火焰上慢慢转动,直到瓶口完全融合为止。然后他开始给瓶子加热。
斯巴兰扎尼把瓶子分为三组进行实验。第一组瓶子封好口后,只把它们放在沸水里煮上几分钟;第二组瓶子封好口后,在沸水里足足煮了一个多小时;第三组瓶子也在沸水里煮了一个小时,所不同的是用软木塞封塞瓶口,而没有用火融合。
做完这一切工作之后,他把这些烧瓶小心翼翼地放好,然后就去做其他的事情:郊游、钓鱼、蹲图书馆,还去为学生讲课--他是一所大学的教授。他似乎已经忘记了那些烧瓶。
但是几天之后,他又回到了实验室。先取出第二组瓶子--把瓶口融合并煮沸一小时的瓶子,一个一个敲开瓶颈,用一支细管吸出一些肉汤,滴在玻片上,用显微镜仔细地观察起来,他的脖子都累酸了,可是什么也没有看见。他急忙又取出只煮过几分钟的那组瓶子,照样敲开瓶颈,在显微镜下观察其中的肉汤。
“呵,这是什么?”他喊起来,他看到显微镜的视野里有一些小生物在自由嬉戏。最后,他又取出那些虽然煮过一小时,但仅用软木塞塞口的瓶子,拔掉木塞,取出肉汤,同样在显微镜下观察。他又看到了那些小生物,像深海里的小鱼,密密麻麻。
“我明白了!”斯巴兰扎尼叫道,“小生物是从空气中进入尼达姆的瓶子里的。我还发现,有些小生物可以在经受高温后仍然活着,你必须煮沸一小时,才能把它们杀死。”
斯巴兰扎尼立刻向世人公布了他的实验结果:“生命只能来自生命,每一种生命只能来自它的母体,哪怕最简单的生命也是如此。用火焰融合烧瓶的瓶颈,外面的东西就进不去了,然后把它们加热足够的时间,再顽强的生物也会死掉。即使把这样的肉汤放置100年,也不会自己产生出生命来。”
斯巴兰扎尼的实验,对“自然发生说”是一次有力的打击,可是他还没有说服所有的人。有的生物学家争辩说,自然界里不存在煮沸现象,自然生殖有可能是借助空气中某些化学物质完成的,不然为什么经过煮沸的肉汤一接触新鲜空气就会产生出微生物呢?斯巴兰扎尼把肉汤煮沸的时间太长了,破坏了瓶子里的气体和化学物质,所以肉汤里面就再也产生不出微生物。
看来,“肉汤为什么变臭”的大论战还要继续下去。这个问题最后是由谁解决的呢?