Viták az élet eredetéről A Gólem 5. Előadás Viták az élet eredetéről Héder Mihály, Nádasi Eszter, Paksi Dániel BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék

Kérdések és fogalmak Kérdések: Fogalmak: Hogyan dől el egy kérdés, ami (visszatekintve) nem volt eldönthető? Miként befolyásolják tágabb, tudományon kívüli szempontok a döntést? Hogyan tehetünk szert szövetségesekre egy tudományos vitában? Fogalmak: Elméleti elköteleződések és várakozások; Tudományos versengés; Döntő kísérlet; A társas elfogadás viszonyai; Tudománypolitikai kontextus; A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék

Miről lesz szó? A biológiai élet eredetének kutatásáról; Hol és mikor: Franciaországban az 1860-as években, III. Napóleon (1848–1870) idején; A kérdés: létezik-e ősnemzés, azaz megfelelő körülmények között keletkezhet-e élet spontán módon élettelen anyagból? Ennek eldöntésére számos kísérlet született, köztük egy olyan is, amit a tankönyvek döntőnek szoktak nevezni: ez Louis Pasteur 1864-es demonstrációja; Mai tudásunk alapján ezt a kérdést az adott kor technikai színvonalán nem lehetett egyértelműen eldönteni, mégis eldőlt: ebben nagy szerepet játszott a szerencse, no meg a szerencse ügyes előmozdítása… A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék

Az ősnemzés Ősnemzés (spontaneous generation): „A régibb korbeli buvároknak az a nézete, mely szerint élő, szerves lények nem szerves anyagokból is képződnek. Okát e nézetnek az adta, hogy rothadó anyagokban különböző alsóbb rendű állatokat láttak kifejlődni” (Pallas Nagylexikon); A gondolat Arisztotelésztől ered, aki saját megfigyeléseire alapozta (generatio aequivoca): A koraközépkor még Arisztotelészt követte; Az érett kereszténység azonban már nem; A felvilágosodás korában (17.-18. század) újra komoly népszerűségre tett szert az elmélet: elfogadni vagy nem elfogadni tudományos (és hitbeli!) meggyőződés kérdése volt; kísérletileg nem lehetett belátni vagy cáfolni! A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék

Az életről alkotott elképzelések Az ókori-középkori elképzeléseket néhány fontos 19. századi megfigyelés kezdte átformálni: Egy éles határ, a szerves és szervetlen anyagok közötti különbségtétel már ledőlt: Friedrich Wöhler 1828-ban kimutatta, hogy az egyértelműen szerves anyagnak tartott karbamid [CO(NH2)2] mesterségesen előállítható szervetlen anyagokból; Az egyre nagyobb felbontású mikroszkópos vizsgálatok következtében megszületett a sejt fogalma: 1838-ban Matthias Jakob Schleiden publikálja a növények sejtes szerkezetét; 1839-ben Theodor Schwann kiterjeszti ezt az állatokra is; 1855-ben Robert Remak ötletét Rudolf Virchow adja a világ tudtára: minden sejt egy másikból születik, osztódás útján; Evolúciós nézetek már évtizedek óta forgalomban voltak: az élet keletkezésének kérdése azonban 1859-től fokozottan reflektorfénybe kerül, miután Charles Darwin közreadja A fajok eredetét (ennek szerepére még visszatérünk); A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék

Ami közismert Hogyan lehet ezt megmagyarázni? Az élet csíráit forralással el lehet pusztítani… Ha egy szerves anyagot (tejet, élesztőt, növényi nedveket) tartalmazó lombik tartalmát felforraljuk (tehát csírátlanítjuk) majd légmentesen lezárjuk, akkor abban nem fog kialakulni semmilyen élet; …az élet azonban a minimális feltételek biztosításával elég gyorsan visszatér: Ha levegő juttatunk a fenti lombikba, hamarosan penész jelenik meg; Hogyan lehet ezt megmagyarázni? Az élet csírái vagy a levegővel együtt jutnak be a lombikba; Vagy a kedvező körülmények (szerves anyagok és levegő) következtében spontán keletkeznek; (esetleg mégsem pusztultak el…); A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék

Vitánk főszereplői Felix Pouchet (1800–1872) Louis Pasteur (1822–1895) A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék

A nyitott kérdés A levegő csak „éltető közegként” („az élet táplálékaként”) szükséges a lombikban megmaradó szerves (de élettelen) anyag életre keltéséhez (?): Sokan (köztük Felix Pouchet) emellett tették le a voksukat, vagyis hittek az élet spontán keletkezésében (az ősnemzésben); A csírák a levegővel együtt kerülnek be a lombikba (?): Mások (köztük Louis Pasteur) szerint viszont igazán tiszta levegő hozzáadása önmagában nem eredményezhet penészt… HISZEN élettelen anyagból nem keletkezhet élet, mert az ősnemzés nem létezik: A levegőből kiszűrt porban mikroszkóppal apró, tojás alakú dolgok látszódtak  Pasteur ezeket csíráknak vélte… De hogyan lehetne eldönteni, hogy ezek valóban csírák, és nem csak egyszerűen por? A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék

Ami vitatott Távolról sem egyértelmű, hogy mit hívunk életnek – éppen ez a kutatás tárgya: a 19. század közepén a körülöttünk lévő mikroorganizmusok világa még nagyrészt ismeretlen; a mikrobiológia e korai fázisában nehezen megállapítható, hogy hol a határ az „éltető közeg” és az „éltető erő” között; Ebből következőleg az sem, mi a megfelelő sterilizálás: általánosan elfogadott módja a hosszabb ideig tartó forralás; nem egyértelmű ugyanakkor, hogy ennek során az „éltető közeg” (tej, növényi nedvek stb.) is elveszti-e tápértékét, vagy csak a mikroorganizmusok halnak meg benne (tehát az élet maga – az „éltető erővel” együtt); Hasonlóképpen probléma, hogy mit kell steril levegőnek tekinteni: a por és a baktériumok megkülönböztetésének módszertana még alakulóban – honnan lehet tudni, hogy mi került be a levegővel együtt a lombikba? A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék

Korabeli légtisztítási módszerek A 19. század során számos eljárást használtak a levegő csírátlanításra: átáramoltatták kálilúgon vagy kénsavon; magas hőmérsékletre hevítették; valamilyen szűrőn, vattán engedték át; …azonban egyik módszer sem volt 100%-os így az ősnemzés hívei mindig fenn tudták tartani a nézeteiket: A kísérletek során itt-ott jelent meg penész; Ha viszont a kezelést felerősítették, mindig lehetett azt gondolni, hogy azzal tönkretették a levegő „tápértékét”… A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék

Korabeli légtisztítási módszerek A levegőt több helyről is be lehetett szerezni: „eleve tiszta” levegőt magas hegyekből; vagy mondjuk termőföldek közeléből; más eredményt várhatunk a két esetben! Lehet mesterségesen is „ülepíteni” a tartalmát: volt, aki zsírral bevont edényekben tárolt levegőt egy ideig, hogy a por leülepedjen; Pasteur híres, 1864-es kísérletében hattyúnyakú lombikokban forralt húslevest: a forró gőz kinyomta a levegőt, amikor pedig lehűlt, a hosszú és vékony nyakon keresztül beáramló (eleve tiszta, a Párizsi Obszervatórium pincéjéből származó) levegő portartalma „fennakadt” a cső falán… A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék

A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék

Lehetséges értelmezések Az alkalmazott módszerek a kor tudósai szerint sem teljesen tökéletes megoldások: ezek alapján különféle eredményeket lehet produkálni; mindig megmarad a tanácstalanság, hogy mi minek az oka; illetve a lehetőség, hogy az eredményt mindenki a saját álláspontja védelmében értelmezze… Hiszek az ősnemzésben? IGEN NEM Keletkezik élet a látszólag tiszta levegő hozzáadásakor? A hipotézis bizonyítást nyert Az eljárás során a levegőbe csíra került Az eljárás során a levegő elvesztette éltető képességét A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék

Aluldetermináltság és elköteleződés Mind Pouchet, mind Pasteur számtalan kísérletet hajtott végre saját igaza bizonyításának érdekében; A kísérleti eredmények aluldetermináltsága miatt a kísérletek értelmezése mindig teret engedett az ellenfél gyanújának: A lombikok hermetikus lezártságának védelmében Pouchet kísérletei során a tiszta levegőt higanyon át buborékoltatta a lombikba: Nála így is keletkezett élet, az ősnemzést igazolva… Pasteur először azzal támadta Pouchet-t, hogy a levegő, amit használt nem volt tiszta:  mikor azonban a kísérletek megismétlésekor Pasteur lombikjaiban is megjelent a penész, immár a higany szennyezettségére következtetett… A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék

Aluldetermináltság és elköteleződés Annyira elkötelezettek voltak saját álláspontjuk irányába mindketten, hogy csak azokban az eljárásokban hittek, amik nem vezettek „téves” eredményre: hiszen eleve „tudták”, milyen eredménynek kell kijönnie: a magyarázatokat is ennek megfelelően keresték: vagyis Pasteur is fordítva gondolkodott: a higany azért biztos, hogy szennyezett, mert keletkezett élet a lombikban.. A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék

„Háborús módszertan” A kísérletek aluldetermináltsága miatt mindkét oldal igyekezett más módszereket is bevetni saját álláspontja igazolására: Pouchet álláspontját védve Wöhler és Liebig egy burleszket jelentett meg, megpróbálva nevetségessé tenni a másik oldal „képtelen spekulációit”; Pasteur sokszor nem publikálja a kísérleteit, ha „rossz” eredményt produkálnak. Egyszer be is ismeri, hogy: „Ha valaki azt mondaná, hogy következtetéseim túlmennek a megállapított tényeken, egyetértenék vele abban az értelemben, hogy fenntartás nélkül állást foglaltam egy olyan eszmerendszer mellett, amelyet a szó szigorú értelmében nem lehet cáfolhatatlanul bebizonyítani.” A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék

Pasteur döntőnek szánt kísérlete: 1861 Nyílt lángon összeolvasztott végű, élesztős főzettel töltött üvegcséket nyitott ki különböző helyszíneken, a feje felett tartva, egy forró csipesszel, majd a levegővel való érintkezés után újra összeolvasztotta a lombikok száját: Míg a városban így megszellőztetett lombikok mind penészesek lettek, az Alpok egy 2000 méteres gleccserén 1861-ben megszellőztetett 20 lombik közül csak egyben keletkezett penész… Pouchet a Piereneusokban a lehető legpontosabban megismételte a fenti kísérletet: Nála nyolcból nyolc esetben lett penészes… Pasteur az egyetlen különbségbe kötött bele: riválisa reszelőt használt csipesz helyett… A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék

A Párizsi Akadémia bizottsága A korabeli, központosított francia tudományos életben a fontosabb kérdéseket a Párizsi Akadémia által külön erre a célra összehívott bizottságok döntötték el az elméletek versenyeztetésével: Az élet spontán keletkezésének kérdésére először 1861-ben hívnak össze bizottsági ülést, Pasteur alpesi kísérlete nyomán; Különös módon minden bizottsági tag közismerten az akkor 37 éves Pasteur pártján állt: A tagok közül többen már a vita előtt Pasteur igazát hirdették; A 60 éves Pouchet látva a bírók elfogultságát inkább nem is nevez a versenyre; Pasteur kihívó nélkül nyer! A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék

A második bizottság 1863-ban Pouchet megismétli Pasteur kísérletét; 1864-ben az új eredmények fényében „kénytelenek” ismét összehívni a bizottságot Párizsban: Úgy alakul, hogy ismét Pasteur oldalán állt mindenki; A kritériumok teljesen aszimmetrikusak: A versenykiírás szerint Pouchet-nak azt kellett volna bizonyítania, hogy eljárásával minden egyes esetben keletkezik élet a lombikokban; Ezzel szemben Pasteur-nek csak azt, hogy lehetséges néhány lombikhoz levegőt adni anélkül hogy penész keletkezne. Pouchet ilyen feltételekkel nem vállalja a megmérettetést  így az általa képviselt elmélet tarthatatlanná válik a tudományos körökben („még megvédeni sem hajlandó magát, egyszer sem!”) Az így elfogadott döntés visszatekintve meglehetősen (tudomány)politikai jelleget ölt! A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék

Mi lett volna, ha… …ha Pouchet beszáll a versenybe? Míg Pasteur kovászt használt kísérleteihez, Pouchet szalmából készült főzetet; Csak 1876-ban derült ki, hogy a szalma tényleg tartalmaz olyan spórákat, amik a forralást általában túlélik; Az elfogult bizottság tagjai valószínűleg akkor sem hittek volna Pouchet-nak, ha sikeresen kiállja a próbát, miközben erre igen nagy esélye lett volna; Szintén Pasteur „tudományos álláspontját” gyengíti, hogy egyetlen írása sem szól arról, hogy megismételte volna a kísérletet szalmával: Sőt az alpesi kísérletről sem ír többet, mintha meg sem történt volna; Pouchet elleni támadásai mind a higanyos kísérletek kritikájára összpontosítanak, feltehetőleg azért, mert arra már sikerült kitalálnia egy magyarázatot; A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék

További fejlemények Mára már tudjuk, hogy számos faj spórája képes ellenállni a hevítésnek: Ráadásul a kémiai közeg ugyanúgy meghatározó tényező, mint a hőmérséklet: a savas környezetben halottnak tűnő spórák lúgos környezetben életre kelhetnek; Egy folyadék valódi sterilizálásához nyomás alatt kell melegíteni kb. 160 fokig, és/vagy megfelelő időközönként melegítési és hűtési ciklusoknak kell többször alávetni; Tehát mai tudásunk szerint Pasteur kísérletei számtalan módon félresikerülhettek volna – minden bizonnyal ez is történt, azonban sok kísérletéről egyszerűen nem számolt be senkinek! Marsi meteorit élet nyomaival A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék

Ősnemzés és evolúció A korban sokan úgy vélték, hogy a darwinizmus előfeltételezi az ősnemzést (élettelenből > élő). A Párizsi Tudományos Akadémia pedig – az egyházzal szoros egyetértésben – határozottan elutasította Darwin nézeteit: Pasteur eredményeire éppen azért volt szükségük, hogy egyszer s mindenkorra elutasíthassák az evolúció elméletét! Ezt a második bizottsági határozat évében nyilvánosan deklarálták is, hogy elejét vegyék a „téves” feltevésekből kiinduló további kutatásoknak. Vagyis az egyik téves feltételezés segítségével (Pouchet kísérletei hamisak) bizonyítottak egy másikat (nincs evolúció) a tudományosság nevében. Pedig ráadásul Darwin elmélete valójában nem is támaszkodik az ősnemzés elvére!

Konklúzió Pasteur valóban nagy tudós volt, de ez nem jelenti, hogy úgy cselekedett volna, ahogyan a tankönyvek azt feltételezik, illetve ahogy azt általában elvárnánk egy komoly tudóstól… Bár a baktériumokkal kapcsolatos tudásunkat nagyrészt ő alapozta meg, erre nem lett volna lehetősége, ha követi a sokak által a tudományos módszer legfontosabb elemének tartott “steril” viselkedési szabályokat; Ha egy mérés egy elmélet igazolásának látszik, akkor is még számos emberi tényezőt kell számításba vennünk, és semmiképpen nem érdemes véglegesnek tekintenünk az eredményeket! A Gólem – BME Filozófia és Tudománytörténet Tanszék