Установив живую природу брожений, Пастер одновременно доказал, что и процессы «гниения» вызываются также микробами. Пастеру принадлежит заслуга выяснения роли микробов как необходимых посредников между живой и мертвой природой, участвующих в тех превращениях, которым подвергаются органические вещества на земле.
Вопрос о самопроизвольном зарождении был вновь поднят в связи с работами Пастера по брожению. Утверждение Пастера, что зародыши микроскопических организмов распространены всюду и вызывают брожение и гниение, попадая из внешней среды, подвергалось ожесточенной критике со стороны приверженцев теории самопроизвольного зарождения. Из числа последних французским ученым Ф.Гуше был поставлен ряд опытов, показавших, что в сенном настое, подвергнутом кипячению, в огромном количестве появлялись бактерии.
Пастер рядом опытов доказал полною несостоятельность рассуждений о самопроизвольном зарождении микробов. Проверяя результаты опытов своих противников, Пастер установил новый важный факт, что существуют бактерии, не погибающие даже при продолжительном кипячении ввиду наличия у них стойких спор. В связи с этим Пастер разрабатывает новую технику бактериологической работы - стерилизацию жидкостей при 1200, а твердых предметов - при 1400.
Современной наукой уже решен вопрос о зарождении жизни на Земле из неорганической материи, из которой возник живой белок, послуживший началом для развития в процессе эволюции клеточных организмов.
Пастер, впервые введя в микробиологию экспериментальный метод, своими исследованиями разрешил проблемы глубочайшего теоретического значения посвящал запросам практики. Так, доказав невозможность самозарождения микробов, Пастер своими исследованиями открыл пути к разработке методов консервирования пищевых продуктов. Помимо огромного промышленного значения, эти исследования Пастера произвели переворот и в медицине, в особенности в хирургии. Английский хирург Д.Листер (1867), ознакомившись с трудами Пастера, ввел в хирургию метод антисептики - промывание ран карболовой кислотой для предупреждения развития в них микробов, попадающих в рану извне. Это мероприятие послужило началом новой эры в хирургии.
В период исследования природы брожений Пастер занялся изучением «болезней» вина, приводящих его к порче, и установил (1865), что причиной этих «болезней» являются микробы, нарушающие нормальные процессы брожения вина. Пастер разработал верный способ предохранение от этого зла: он обнаружил, что при прогревании вина до 550 находящиеся в нем микробы погибают и это обеспечивает его сохранение в дальнейшем на длительный срок. Так был введен в практику способ предохранения продуктов от порчи, известный теперь под названием «пастеризация».
30 апреля 1878 г. в докладе во Французской академии наук Пастер указал, что существуют болезни «передаваемые, заразные, инфекционные, причиной который является исключительно присутствие микроорганизмов».
Пастеру принадлежит открытие возбудителей куриной холеры, септицемии, родительной горячки, остеомиелита, абсцессов. Дальнейшей своей целю он ставит разработку способов предупреждения заразных болезней и в 1880 г. делает величайшее из всех своих открытий - создает метод приготовления вакцин для профилактики заразных болезней.
На основании это опыта Пастер сделал вывод, что ослабленные микробы, введенные в организм, создают в нем невосприимчивость (иммунитет) к последующему заражению вирулентными микробами. Это положение подтверждало и успешное применение прививок против оспы, предложенных Э.Дженнером еще в 1796 г.
В честь Дженнера Пастер предложил называть ослабленные культуры микробов, применяемые для создания искусственного иммунитета, «вакцинами», так как Дженнер для прививок против оспы людей использовал как называемую коровью оспу (от лат. Vacca - корова).
В 1885 г. Пастер приготовил вакцину против бешенства - смертельного заболевания человека и животных.
Значение работ Пастера трудно преувеличить. Его исследования о сущности брожения утвердили в микробиологии физиологический метод исследования и заложили основы промышленной и технической микробиологии.
В результате исследования «болезней» вина и пива, а также вопроса о самопроизвольном зарождении жизни Пастером было доказано участие микробов в природных процессах, научно обоснованы и введены в практику стерилизация и пастеризация.
Изучение Пастером заразных болезней человека и животных привело к доказательству этиологической роли микробов, научной разработке принципов вакцинации и основанию современной медицинской микробиологии.
В своих исследованиях Пастер всегда исходил из запросов жизни, считая одним из важнейших условий успеха в научно-исследовательской работе связь теории с практикой.
Пастер впервые ввел в практику метод получения на искусственной питательной среде культур бактерий, методы стерилизации, экспериментального заражения животных и вакцинацию. В дальнейшем совершенствовании методов бактериологического исследования огромная заслуга принадлежит крупнейшему немецкому ученому Роберту Коху (1843-1910).
Первостепенное значение для развития микробиологии имела разработка Кохом метода выделения чистых культур, который является основой микробиологической работы.
Применив твердые питательные среды, на которых бактериальные клетки, распологаясь изолированно друг от друга, дают потомство (колонию) каждого вида отдельно, Кох получал чистую культуру определенно вида бактерий, ранее находившихся в смеси.
Применение метода выделения чистых культур из смеси обеспечило быстрый расцвет медицинской микробиологии, позволив открыть и изучить возбудителей многих инфекционных заболеваний. Он стал основным методом микробиологической диагностики. Введением в практику важнейшего метода - окраски микробов (1877) - микробиология также обязана Коху, впервые применившему для этой цели анилиновые краски.
Кох предложил также применение в микроскопе иммерсионной системы и конденсора Аббе, которые увеличивают пределы видимости микробных клеток. Он впервые ввел и микрофотографию как метод изучения морфологии микроорганизмов.
Методика, разработанная Кохом, позволила в течение двух десятилетий открыть возбудителей почти всех заболеваний, вызываемых бактериями. Сам Кох открыл возбудителя туберкулеза (1882), получившего название «коховской палочки», и возбудителя холеры (1883) - вибриона («коховской запятой»).
Ученик Коха Ф.Леффлер открыл (1884) путем выделения в чистой культуре дифтерийную палочку, а другой его ученик - Гаффки выделил (1884) чистую культуру брюшнотифозной палочки. С поразительной быстротой следовали одно за другим новые открытия возбудителей заболеваний. В России А.В.Григорьев первым открывает (1891) возбудителя дизентерии, М.И.Афанасьев - возбудителя коклюша (1887), в Норвегии А.Ганзен (1873) обнаруживает возбудителя проказы, в Японии С.Китазато открывает возбудителя столбняка (1885) и микроба чумы (1894) и т.д.
В это же время Кох, используя разработанные и методы бактериологического исследования, предоставил научные обоснования новой, необходимой отрасли гигиены - дезинфекции.
Важнейшим открытием в медицинской микробиологии было обнаружение ядовитых продуктов, выделяемых некоторыми бактериями, - токсинов (от гречес. тoxo - отравляю). Это открытие принадлежит выдающемуся ученику Пастера - Дмилю Ру (1853 - 1933), который вместе с Е.Иерсеном в 1888 г. при изучении дифтерийной палочки показал, что основные симптомы и тяжесть вызываемого ею заболевания обусловлены тем ядом (токсином), который она выделяет. Все явления дифтерии были воспроизведены Ру у животных при помощи введения им одного дифтерийного токсина, без дифтерийных палочек.
Далее японский исследователь Китазато доказал наличие у возбудителя столбняка токсина, вызывающего своим действием симптомы этой болезни и ее смертельный исход.
Основываясь на этих данных, Ру во Франции, а ученик Коха Э.Беринг (1854-1917) в Германии приготовили путем иммунизации животных антитоксическую противодифтерийную сыворотку, нейтрализующую дифтерийный токсин. Введение этой сыворотки, в практику явилось началом новой эры в медицине: впервые было найдено средство, специфически обезвреживающее этиологический фактор инфекционного заболевания.
Лечение антитоксическими сыворотками - серотерапия впервые было применено при дифтерии в 1894 г., что снизило вдвое летальность, достигавшую в то время 60% и более при этом опасном заболевании. В России производство противодифтерийной сыворотки и ее применение были впервые организованы Г.Н.Габричевским в 1894 г.
В дальнейшем, кроме противодифтерийной, нашли широкое применение противостолбнячная, противоскарлатинозная сыворотки и сыворотки против токсинов возбудителей газовой гангрены и ботулизма. Серотерапия этих заболеваний до настоящего времени остается единственным специфическим лечебным средством.
В конце XIX века благодаря блестящим достижением микробиологии была окончательно установлена микробная природа инфекционных заболеваний и открыты возбудители большинства из них. Однако оставался еще обширный круг заразных болезней, при которых применение классической бактериологической методики, разработанной Пастером и Кохом, было безуспешным и возбудители которых оставались не обнаруженными ни микроскопическими исследованиями, ни при помощи посевов. К таким заболеванием принадлежали известные с глубокой древности оспа и бешенство.
Природа этих болезней было установлена благодаря выдающемуся открытию талантливого русского ученого - ботаника Д.И.Иваноского (1864-1920). В 1892 г., изучая так называемую «мозаичную болезнь» табака, приносящую большой ущерб хозяйству, Д.И.Ивановский показал, что профильтрованный сок из листьев пораженных растений, в котором под микроскопом не обнаруживалось присутствия каких-либо видимых микробов и посевы которых на искусственных питательных средах были стерильными.
Оставался заразительным для здоровых растений. На основании этих данных Д.И.Ивановский пришел к выводу, что в этом фильтрате содержались невидимые возбудители болезни, отличающиеся от всех других микробов своими ничтожными размерами, фильтруемостью через мельчайшие поры фильтров (не пропускающие бактерий и других микробов), неспособностью расти и размножаться на искусственных питательных средах.
Таким образом, Д.И.Ивановский установил существование нового мира своеобразных живых агентов - возбудителей инфекционных болезней и дал науке и практике метод их обнаружения и изучения. Они получили название вирусов (от лат. Virus - яд).
Открытие Д.И.Ивановского положило начало новой области знания - вирусология, значение и содержание которой все более и более расширяются.
Вслед за установлением Д.И.Ивановским вирусной природы болезней растений были открыты вирусы, патогенные для животных и человека. В 1897 г. немецкие бактериологии Леффлер и Фрош показали, что возбудителем ящура - распространенной болезни рогатого скота, передающейся и человеку, является фильтрующийся вирус. В 1901 г. была доказана (В Рид) вирусная этиология желтой лихорадки, в 1908 г. - полиомилиета (К.Ландштейнер). Количество открытых вирусов нарастало с каждым годом. В настоящее время известно свыше 500 вирусных болезней человека и животных (оспа, бешенство, грипп, корь, энцефалиты и др.) и большое число заболеваний предполагаемой вирусной этиологии. Известно множество вирусных болезней растений, холоднокровных, членистоногих, простейших. К вирусам относят и бактериофаг, разрушающий бактерий. Ряд исследований свидетельствует от роли вирусов и в происхождении некоторых злокачественных опухолей (саркома кур, рак молочных желез мышей).
Значение выдающегося открытия Д.И.Ивановского не исчерпывается только микробиологией и патологией. Вирусология открывает широкие перспективы для теоретической биологии, так как она изучает простейшие живые системы - живой неклеточный белок, проявляющий свойства размножения, наследственности и ее изменчивости.
Великий русский ученый И.И.Мечников (1845-1916) был первым исследователем, создавшим исчерпывающую биологическую теорию, в основу которой было положено представление, что врожденный и приобретенный иммунитет является результатом активной реакции организма, в частности особых его клеток - «фагоцитов», захватывающих и переваривающих патогенных микробов. Жизненность теории И.И.Мечникова обусловлена тем, что ее творец исходил из глубоких материалистических и эволюционных принципов учения Дарвина, последовательным проводником которого он был в течения всей своей жизни.
И.И.Мечников очень рано начал свою научную деятельность. В девятнадцатилетнем возрасте он окончил Харьковский университет, получив специальность зоолога, а в 25 лет был уже прославленным ученым, дважды удостоенным научной премим имени Бэра за работы по зоологии. В 1872 г. он был избран профессором зоологии в Университете в Одессе.
В 1882 г. Мечников в знак протеста против реакционных порядков в Одесском университете выходит в отставку и вскоре уезжает за границу, где проводит научные исследования (главным образом в Италии). В 1886 г. он возвращается на родину и организует в Одессе первую в России бактериологическую станцию. В 1887 г. под влиянием нелепых придирок со стороны местных властей и реакционных представителей врачебного мира, фактически лишивших И.И.Мечникова возможности работать, он покидает Россию и до конца жизни остается в Пастеровском институте в Париже, приезжая на родину только на короткое время в 1894, 1909 и 1911 г. В Пастеровский институт Мечников приехал уже сложившимся прославленным ученым, носителем нового направления, нового учения. В Париже он продолжал оставаться русским ученым, человеком мечтавшим о словном будущем русской науки и учителем всех русских бактериологов, постоянно приезжавших в Париже к своему великому соотечественнику.