3.1: Kizazi cha pekee

Malengo ya kujifunza

• Eleza nadharia ya kizazi cha hiari na kwa nini watu walikubali mara moja kama maelezo ya kuwepo kwa aina fulani za viumbe
• Eleza jinsi watu fulani (van Helmont, Redi, Needham, Spallanzani, na Pasteur) walijaribu kuthibitisha au kupinga kizazi cha hiari

Mtazamo wa kliniki: Sehemu 1

Barbara ni mwanafunzi wa chuo mwenye umri wa miaka 19 anayeishi katika mabweni. Mnamo Januari, alishuka na koo, maumivu ya kichwa, homa kali, baridi, na kikohozi cha vurugu lakini kisichozalisha (yaani, hakuna kamasi) kikohozi. Ili kutibu dalili hizi, Barbara alianza kuchukua dawa ya baridi zaidi, ambayo haikuonekana kufanya kazi. Kwa kweli, katika siku chache zijazo, wakati baadhi ya dalili za Barbara zilianza kutatua, kikohozi chake na homa ziliendelea, na alihisi amechoka sana na dhaifu.

Zoezi\(\PageIndex{1}\)

Ni aina gani ya ugonjwa wa kupumua inaweza kuwajibika?

Binadamu wamekuwa wakiomba miaka mingi: Maisha mapya yanatoka wapi? Dini, falsafa, na sayansi zote zimeshindana na swali hili. Moja ya maelezo ya zamani zaidi ilikuwa nadharia ya kizazi cha hiari, ambayo inaweza kufuatiliwa nyuma kwa Wagiriki wa kale na ilikubaliwa sana kupitia Zama za Kati.

Nadharia ya Kizazi cha pekee

Mwanafalsafa wa Kigiriki Aristotle (384—322 KK) alikuwa mmoja kati ya wasomi wa kwanza waliorekodiwa kueleza nadharia ya kizazi cha hiari, wazo kwamba maisha yanaweza kutokea kutokana na jambo lisilo hai. Aristotle alipendekeza kwamba maisha yaliondoka kutokana na nyenzo zisizo hai ikiwa nyenzo zilikuwa na pneuma (“joto muhimu”). Kama ushahidi, alibainisha matukio kadhaa ya kuonekana kwa wanyama kutoka mazingira ya awali bila ya wanyama hao, kama vile kuonekana kwa ghafla kwa samaki katika dimbwi jipya la maji. ¹

Nadharia hii iliendelea katika karne ^ya 17, wakati wanasayansi walifanya majaribio ya ziada ili kuunga mkono au kuipinga. Kwa wakati huu, watetezi wa nadharia walitoa mfano jinsi vyura vinavyoonekana kuonekana kwenye mabonde ya matope ya mto Nile huko Misri wakati wa mafuriko ya kila mwaka. Wengine waliona kwamba panya zilionekana tu kati ya nafaka zilizohifadhiwa katika ghala na paa zilizopigwa. Wakati paa kuvuja na nafaka molded, panya alionekana. Jan Baptista van Helmont, mwanasayansi ^wa Flemish wa karne ya 17, alipendekeza kwamba panya zinaweza kutokea kutokana na magunia na kokwa za ngano zilizoachwa kwenye chombo kilicho wazi kwa wiki 3. Kwa kweli, makazi hayo yalitoa vyanzo bora vya chakula na makao kwa wakazi wa panya ili kustawi.

Hata hivyo, mmoja wa watu wa kawaida wa van Helmont, daktari wa Italia Francesco Redi (1626—1697), alifanya jaribio la mwaka 1668 ambalo lilikuwa moja kati ya wale wa kwanza kukanusha wazo kwamba mabuu (mabuu ya nzi) huzalisha kwa hiari juu ya nyama iliyoachwa nje katika hewa ya wazi. Alitabiri kuwa kuzuia nzi kutokuwa na mawasiliano ya moja kwa moja na nyama pia kuzuia kuonekana kwa magogo. Redi kushoto nyama katika kila moja ya vyombo sita (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Mbili walikuwa wazi kwa hewa, mbili walikuwa kufunikwa na chachi, na mbili walikuwa tightly muhuri. Hypothesis yake iliungwa mkono wakati magogo yaliyotengenezwa katika mitungi isiyofunuliwa, lakini hakuna magogo yaliyoonekana katika mifuko iliyofunikwa au mitungi iliyotiwa muhuri. Alihitimisha kuwa magogo yanaweza kuunda tu wakati nzizi ziliruhusiwa kuweka mayai katika nyama, na kwamba magogo walikuwa watoto wa nzi, sio bidhaa ya kizazi cha pekee.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Kuanzisha majaribio ya Francesco Redi ilihusisha chombo kilicho wazi, chombo kilichofunikwa na juu ya cork, na chombo kilichofunikwa kwenye mesh ambacho kinaacha hewa lakini sio nzi. Maggots tu alionekana kwenye nyama katika chombo wazi. Hata hivyo, magogo pia yalipatikana kwenye kipande cha chombo kilichofunikwa na chachi.

Mwaka 1745, John Needham (1713—1781) alichapisha ripoti ya majaribio yake mwenyewe, ambayo kwa kifupi aliwasha mchuzi ulioingizwa na jambo la mimea au wanyama, akitumaini kuua viumbe vyote vilivyotangulia. ² Kisha akazitia muhuri flasks. Baada ya siku chache, Needham aliona kwamba mchuzi ulikuwa na mawingu na tone moja lilikuwa na viumbe vingi vya microscopic. Alisema kuwa microbes mpya lazima zimeondoka kwa hiari. Kwa kweli, hata hivyo, huenda hakuwa na kuchemsha mchuzi wa kutosha kuua viumbe vyote vilivyotangulia.

Lazzaro Spallanzani (1729—1799) hakukubaliana na hitimisho la Needham, hata hivyo, na akafanya mamia ya majaribio yaliyofanywa kwa makini kwa kutumia mchuzi mkali. ³ Kama ilivyo katika majaribio ya Needham, mchuzi katika mitungi iliyotiwa muhuri na mitungi isiyofunikwa iliingizwa na vitu vya mimea na wanyama. Matokeo ya Spallanzani yalipingana na matokeo ya Needham: Flasks yenye joto lakini iliyotiwa muhuri ilibakia wazi, bila ishara yoyote ya ukuaji wa hiari, isipokuwa flasks zilifunguliwa baadaye hewani. Hii ilipendekeza kuwa microbes zilianzishwa ndani ya flasks hizi kutoka hewa. Katika kukabiliana na matokeo ya Spallanzani, Needham alisema kuwa maisha yanatokana na “nguvu ya maisha” iliyoharibiwa wakati wa kuchemsha kwa Spallanzani. Muhuri wowote wa baadae wa flasks kisha kuzuia nguvu mpya ya maisha kuingia na kusababisha kizazi cha hiari (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): (a) Francesco Redi, ambaye alionyesha kuwa magogo walikuwa watoto wa nzi, sio bidhaa za kizazi cha pekee. (b) John Needham, ambaye alisema kuwa viumbe vidogo viliondoka kwa mchuzi kutoka “nguvu ya maisha.” (c) Lazzaro Spallanzani, ambaye majaribio yake na mchuzi yalikusudia kupinga yale ya Needham.

Zoezi\(\PageIndex{2}\)

1. Eleza nadharia ya kizazi cha hiari na baadhi ya hoja zinazotumiwa kuunga mkono.
2. Eleza jinsi majaribio ya Redi na Spallanzani yalivyopinga nadharia ya kizazi cha hiari.

Inapinga kizazi cha hiari

Mjadala juu ya kizazi cha hiari uliendelea vizuri katika karne ya 19, ^huku wanasayansi wakitumikia kama watetezi wa pande zote mbili. Ili kutatua mjadala, Chuo cha Sayansi cha Paris kilitoa tuzo ya kutatua tatizo hilo. Louis Pasteur, maarufu Kifaransa kemia ambaye alikuwa kusoma Fermentation microbial na sababu za mvinyo kuharibika, alikubali changamoto. Mwaka wa 1858, Pasteur alichujwa hewa kupitia chujio cha pamba ya bunduki na, juu ya uchunguzi wa microscopic wa pamba, aliikuta ni kamili ya microorganisms, na kupendekeza kuwa mfiduo wa mchuzi kwa hewa hakuwa kuanzisha “nguvu ya maisha” kwa mchuzi bali microorganisms za hewa.

Baadaye, Pasteur alifanya mfululizo wa flasks na shingo ndefu, zilizopotoka (“swan-shingo” flasks), ambako aliwasha mchuzi ili kuifanya (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)). Muundo wake uliruhusu hewa ndani ya flasks kubadilishana na hewa kutoka nje, lakini ilizuia kuanzishwa kwa microorganisms yoyote ya hewa, ambayo ingeweza kupata hawakupata katika twists na bends ya shingo flasks '. Ikiwa nguvu ya maisha badala ya microorganisms ya hewa iliwajibika kwa ukuaji wa microbial ndani ya flasks iliyoboreshwa, ingekuwa na upatikanaji wa mchuzi, wakati microorganisms bila. Alitabiri kwa usahihi kwamba mchuzi ulioboreshwa katika flasks zake za shingo za swa-shingo ungebaki kuzaa kwa muda mrefu kama shingo za nguruwe zimebakia. Hata hivyo, lazima shingo zivunjika, microorganisms ingeanzishwa, kuharibu flasks na kuruhusu ukuaji wa microbial ndani ya mchuzi.

Seti ya majaribio ya Pasteur haikubaliki nadharia ya kizazi cha hiari na kumpata Tuzo ya kifahari ya Alhumbert kutoka Chuo cha Sayansi cha Paris mwaka 1862. Katika hotuba iliyofuata mwaka wa 1864, Pasteur alielezea “Omne vivum ex vivo” (“Maisha tu yanatokana na maisha”). Katika hotuba hii, Pasteur alielezea jaribio lake maarufu la swan-shingo la chupa, akisema kuwa “... maisha ni kijidudu na kijidudu ni maisha. Kamwe mafundisho ya kizazi cha hiari hayatapona kutokana na pigo la kufa la jaribio hili rahisi.” ⁴ Kwa mikopo Pasteur ya, kamwe ina.

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): (a) mwanasayansi wa Kifaransa Louis Pasteur, ambaye alikataa kabisa nadharia ya muda mrefu ya kizazi cha hiari. (b) Kipengele cha pekee cha swan-shingo cha flasks kilichotumiwa katika majaribio ya Pasteur kiliruhusu hewa kuingia kwenye chupa lakini ilizuia kuingia kwa spora za bakteria na vimelea. (c) Jaribio la Pasteur lilikuwa na sehemu mbili. Katika sehemu ya kwanza, mchuzi katika chupa ulichemshwa ili kuifanya. Wakati mchuzi huu ulipopozwa, ulibakia bila uchafuzi. Katika sehemu ya pili ya jaribio, chupa ilikuwa kuchemshwa na kisha shingo ikavunjika. Mchuzi katika chupa hii ulikuwa umechafuliwa. (mikopo b: mabadiliko ya kazi na “Wellcome Images” /Wikimedia Commons)

Zoezi\(\PageIndex{3}\)

1. Uumbaji wa majaribio ya Pasteur uliruhusu hewa, lakini sio microbes, kuingia, na kwa nini hii ilikuwa muhimu?
2. Kundi la kudhibiti lilikuwa nini katika jaribio la Pasteur na lilionyesha nini?

Muhtasari

• Nadharia ya kizazi cha hiari inasema kwamba maisha yalitoka kutokana na jambo lisilo hai. Ilikuwa imani ya muda mrefu uliofanyika dating nyuma Aristotle na Wagiriki wa kale.
• Majaribio na Francesco Redi katika karne ya 17 yaliwasilisha ushahidi muhimu wa kwanza unaokataa kizazi cha hiari kwa kuonyesha kwamba nzi lazima ziwe na upatikanaji wa nyama kwa mabuu ili kuendeleza kwenye nyama. Wanasayansi mashuhuri iliyoundwa majaribio na hoja zote mbili katika kusaidia (John Needham) na dhidi ya (Lazzaro Spallanzani) kizazi hiari.
• Louis Pasteur ni sifa kwa conclusively disproving nadharia ya kizazi hiari na maarufu swan-shingo chupa majaribio yake. Baadaye alipendekeza kwamba “maisha hutoka tu kutoka kwa maisha.”

maelezo ya chini

1. 1 M. Zwier. “Aristotle juu ya kizazi hiari.” www.sju.edu/int/academics/cas... R.% 20Zwier.pdf
2. 2 E. capanna. “Lazzaro Spallanzani: Katika mizizi ya Biolojia ya kisasa.” Journal ya Zoolojia ya majaribio 285 namba 3 (1999) :178—196.
3. 3 R. Mancini, M. Nigro, G. “Lazzaro Spallanzani na refutation yake ya Nadharia ya Kizazi hiari.” Le Infezioni katika Medicina 15 namba 3 (2007) :199—206.
4. 4 R. Vallery-Radot. Maisha ya Pasteur, trans. R.L. Devonshire. New York: McClure, Phillips na Co, 1902, 1:142.