生物の発生には、かならず親というべき生物がいるのだろうか?
むかしから、「虫がわく」のような、生物が無生物のなかから発生するという考えがあった。
アリストテレスの自然学には、生物のくわしい観察がふくまれており、生物学のはじまりとみることもできるが、 アリストテレスは、生物の自然発生が日常的におこることと考えていた。
近世に顕微鏡が発明され、微生物の存在がわかった。 もし多細胞生物の自然発生が否定されたとしても、単細胞の微生物は自然発生するという考えもあった。
ルイ・パストゥール [Louis Pasteur] (1822-1895)。日本語では「パスツール」と書かれてきた。
科学論者 ラトゥール (Bruno Latour, 1947-2022) による論評があるが、 わたしはまだ読んでいない。
ここでは、パストゥール自身の著書の日本語訳者による「解説」にそって紹介する。 1948年または1970年 (どちらか未確認) の時点での訳者による認識であり、 その後、科学史的認識が変わっているかもしれない。
パストゥールは酒石酸の結晶の光学的性質の「右旋性」と「左旋性」を、結晶構造の鏡像対称性 (現代の解釈によれば、分子構造の鏡像対称性) によって説明した。 そして、生物による生成では一方だけができることに気づいていた。
フランス北部のリール [Lille] では、テンサイ糖の糖蜜を発酵させてアミルアルコールをつくる工業が発展していたが、 ときどき生成物が異常になった。 パストゥールが1856年に調査を依頼された。
発酵については、微生物によるという説もあったが、 当時有力だったのは、リービッヒ [Liebig] による、窒素を含み分解しやすい化合物により、生物は関与していない、という説だった。
パストゥールは1857年に乳酸発酵について、つづいてアルコール発酵など他の発酵について、 それぞれ固有の微生物 (当時「酵母」とよばれた。現代の用語でいう酵母とはかぎらない) のはたらきによることを論証して発表した。リービッヒが指摘した物質は微生物の養分となっていた。 酵母はどこからきたのか、という問題が残った。
自然発生説は古代からあり、とくにアリストテレスは広い範囲の生物についてそれを想定した。 しかし近代の顕微鏡観察などによって、対象は微生物にかぎられてきた。
19世紀なかば、ドイツのシュヴァン [Schwann] やシュレーダーが、 あらかじめ煮沸された有機物の液に発生する微生物は、 空気中に存在する「未知のもの」に起源をもつ、としぼりこんだ。 この「未知のもの」はその微生物の「芽胞」 [現代の学術用語でいう「芽胞」かもしれないが、ちがうかもしれない。ともかく、 比較的かたくこわれにくい壁をもつ細胞] であろうと想像されたが、じゅうぶんな証拠がなかった。
フランスのルアンの科学博物館長プーシェ [Pouchet] は、つぎのような実験によって、自然発生を肯定した。 沸騰した湯をみたしたフラスコを水銀槽の上に倒立させ、 100℃に加熱された枯れ草と、強熱された酸素または酸素・窒素の混合物をこのフラスコに導入した。 数日後にフラスコの中に微生物が発生した。
クロード・ベルナール [Claude Bernard] などの学者たちはプーシェの結論に否定的だったが、それを論証できなかった。
パストゥールの1859年の論文 (手紙)で、(山口の表現によれば) 合成培養基をつかって、 〈乳酸発酵では自然発生にみえる現象がおこるが、起源は大気にある〉と、問題をしぼった。 「砂糖とアンモニウム塩とリン酸塩と石灰の混合液で、(通常の空気に接する条件で) 乳酸発酵がおき、乳酸酵母が沈殿した。 しかし、混合液を煮沸し、強熱処理した空気だけが接触するようにすれば、乳酸酵母は発生せず、発酵はおこらない。」
プーシェは、空気の中に生物の出現を誘発するものがあるのか、それは何か、という疑問をしめした。
パストゥールはこれにこたえる研究を進め、1860-61年に6つの予察的論文を書き、 1861年に『自然科学雑誌』に (100ページほどの) 報告書を出し、 それは1862年に単行本『大気中に存在する有機体性微粒子に関する報告書。自然発生説の検討』としても出版された。 (その日本語訳が岩波文庫になった本の主要部分である。)
パストゥールは次の諸命題を実験的に証明した [山口による表現]。
ここからつぎの結論が論理的に誘導される。
煮沸された液を大気と接触させても、大気中の塵埃が接触しえない条件ならば、液に生物は発生しない。 (「白鳥のくび」形のフラスコによる実験で論証した。)
なお、実験室の水銀が芽胞を含むことがある。 牛乳中の芽胞は煮沸によって死滅しない。 あおかびの胞子は乾燥状態では120℃の加熱に耐える。
フランス科学アカデミーは1862年にパストゥールに賞をあたえ、パストゥールを会員に選出した。 自然発生説の否定は有力な学説となった。
しかし論争はつづいた。 山口によれば、混乱の原因としてつぎのことがあった。 【自然観の変遷に関連する問題ではあるが、山口の議論にそった深入りはしないことにする。】
イギリスの解剖学の教授ベースチャンが自然発生説をとなえた。 ティンダル (Tyndall, 山口の表記は「チンダル」) がパストゥールとともに反論した。
パストゥールは、腐敗や化膿も微生物によると考え、研究を進めた。
葡萄酒の変敗も微生物の存在と増殖によることを発見し、50-60℃に加熱することによる低温殺菌法を開発した。
蚕の微粒子病が原生動物によることを解明し、その胞子の混入をふせぐ方法を開発した。
パストゥールの微生物に関する知見を参考に、外科医術に「防腐」 (殺菌) 技術が導入され、 腐敗や化膿が激減した。
パストゥールは、1877年以後、家畜や人間の病気に関する研究に直接かかわった。 とくに、炭疽病、狂犬病。