使微生物学成为可能的被遗忘的女性

拼贴作者:Fruzsina Eördögh;培养皿图片 © M J Richardson (CC BY-SA 2.0)

实验室工作很像烹饪。你需要遵循说明,精确测量、混合并加热不同的化学物质至适当的温度,才能得到想要的结果。对于某些实验,想要的结果实际上是可以被多种不同生物食用的东西。在微生物学实验室中,喂养细菌是一件大事,在实验室的“厨房”里准备适当的培养基通常是任何实验的第一步。培养皿里盛满了类似美味果冻的东西,这是一种富含营养的半固体基质,为细菌的生长提供了舒适的环境。如果没有细菌可以附着和繁殖的固体 yet-moist 表面,就几乎没有希望将单个细菌细胞与其环境分离以供研究。在微生物学发展的早期,科学家们对如何分离细菌感到困惑。直到一位名叫安吉丽娜的家庭厨师——通过将她的烹饪洞察力带入实验室,改变了一切。在安吉丽娜之前,对不同细菌进行分类的工作似乎无比复杂。无法区分它们,林奈在 1763 年将所有细菌都归为“混沌”(Chaos)目。(如今,Chaos 是一个巨型变形虫属。)在 19 世纪,研究长在发霉面包和肉上的真菌斑点(spots)的科学家们开始意识到,每个斑点都代表一个独立的微生物物种,可以转移到一块新鲜的食物上进行分离培养。受早期这些基于食物的研究的启发,罗伯特·科赫在他开始研究细菌病原体时,使用了薄薄的土豆片作为天然的“培养皿”。在 19 世纪末的最后几十年里,科赫的实验室开发了分离、培养和研究单个微生物物种行为的新技术。在 Arthur Hitchens 和 Morris Leikind 于 1939 年发表的一篇文章中,他们描述了这些关键微生物学技术以及至今仍在实验室使用的固体培养基的发展历史。他们开篇写道,罗伯特·科赫的“天才在于他能化繁为简,将混沌变成秩序。正如从一盒大小形状各异的杂乱珠子开始,每个珠子代表一个科学事实,他找到了一条线,可以将这些珠子串起来,形成一串完美的项链。”但他们也继续强调,不仅有“串珠子”的天才,还有众多才华横溢的“珠子收集者”,他们帮助建造工具并收集“串珠子”者使用的“珠子”。科赫发现引起肺结核和霍乱等疾病的细菌的传奇性发现得以实现,他需要新的技术来有效地分离细菌,而不仅仅是精心切开的土豆。他需要由他那些不那么出名的实验室助手开发的工具,比如 Julius Richard Petri 的培养皿和 Walther Hesse 的固体培养基。

然而,在支持罗伯特·科赫天才的才华横溢的实验室技术人员背后,还有一位更被低估的微生物学女英雄。正是 Walther Hesse 的妻子(她经常是实验室的助手和科学插画家)Angelina Fanny Hesse,才使得细菌的分离成为可能。在 19 世纪 80 年代初,Walther 还在努力寻找适合 Petri 培养皿的凝胶。他尝试使用明胶来凝固细菌赖以生存的营养肉汤,但细菌也喜欢吃凝固明胶的蛋白质,它们会啃食凝胶,从而破坏实验。明胶还有一个主要的缺点:它会在培养细菌所需的孵化温度下软化并开始融化。

安吉丽娜在家里负责烹饪一家人的饮食,也负责在她的厨房里为细菌准备它们食用的牛骨汤。她建议 Walther 使用琼脂,琼脂比明胶更耐热,常用于制作汤、甜点和果冻,尤其是在亚洲。(她从一些曾住在印度尼西亚的荷兰朋友那里得知了琼脂,当时印度尼西亚是荷兰的殖民地。)琼脂是一种从藻类中提取的糖聚合物,大多数细菌无法消化。一旦煮沸冷却,它就会形成一种坚韧的基质,在远高于明胶的温度下也能保持固态。

有了琼脂,Hesse(因此也是 Koch)的实验进展所遇到的许多技术难题都得到了解决。科赫在他的1882 年论文中简要提到了这一进展(尽管他没有提及 Walther 或 Angelina),他在论文中宣布了引起肺结核的细菌的鉴定:“结核分枝杆菌也可以在其他培养基上培养……例如,它们生长在一种用琼脂制成的胶状物质上,该物质在体温下保持固态,并添加了肉汤和蛋白胨。”

因此,安吉丽娜·赫斯(Angelina Hesse)的创造性洞察力被科学文献中司空见惯的被动语态所淹没,被写出了历史。即使在今天,关于罗伯特·科赫的维基百科文章也掩盖了安吉丽娜对微生物学历史的贡献,仅仅 stating 科赫“开始利用琼脂来培养和分离纯培养物。”在 19 世纪末,使用琼脂分离细菌最初被称为“科赫培养皿技术”,但自 20 世纪初以来,只有 Petri 的名字仍在普遍使用。Hitchens 和 Leikind 在他们(距今七十五年前)的文章中建议,将“普通琼脂”称为“弗劳·赫斯培养基”(Frau Hesse’s medium),以表彰她被遗忘的“对科学和人类的贡献”。也许现在是时候让我们记住弗劳·赫斯,并颂扬所有那些在实验室和厨房里辛勤工作、使科学成为可能而被忽视的“珠子收集者”了。

 

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