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La teoria della generazione spontanea
Prima pubblicazione Dicembre 2012 - © Felice Placenti
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Anticamente si credeva all'esistenza di un "principio vitale" o "fluido vitale", presente nell'aria o nell'acqua, grazie al quale alcuni esseri viventi potessero svilupparsi spontaneamente dalla materia inanimata, per esempio dal fango o da organismi in decomposizione (Democrito, Anassimandro, Erodoto, Virgilio, etc.). Era stato Aristotele, nel IV secolo a. C., a teorizzare questa dottrina e l'esistenza di questo fluido vitale.
Nel XVII secolo erano ancora in molti a sostenere la dottrina della "generazione spontanea" (o abiogenesi), anche illustri scienziati. Van Helmont, per esempio, sosteneva che i topi potessero nascere dal contatto tra pezzi di formaggio e indumenti sporchi di sudore!
Alla fine del XVII sec. Francesco Redi si era impegnato a contrastare questa teoria. Con il Redi per la prima volta veniva preso in seria considerazione il problema della generazione spontanea. Tuttavia le dimostrazioni del Redi, contro la generazione spontanea, erano valide solo per gli insetti e pochi altri animali.
La nascita della microscopia e la scoperta dei microrganismi (Leeuwenhoek), avevano incominciato a minare le basi di questa dottrina ma al tempo stesso fornivano nuove argomentazioni a suo favore. Infatti, la scoperta degli infusori generava, è proprio il caso di dirlo, nuovi dubbi! Questi microrganismi che si rinvenivano negli infusi (anche sottoposti ad elevate temperature) erano generati dalla materia stessa degli infusi (generazione spontanea) o nascevano da precedenti generazioni di microrganismi che avevano contaminato il contenitore e/o l'infuso?
Buffon e Pouchet propendevano per l'ipotesi della generazione spontanea, forti anche di una dimostrazione sperimentale del sacerdote John Turbeville Needham.
Lazzaro Spallanzani e Louis Pasteur non accettavano questa teoria e cercavano di verificarne l'infondatezza attraverso altri esperimenti.
Pasteur si era già occupato della fermentazione e aveva visto che ai processi fermentativi erano associati microrganismi (come i lieviti). Si era convinto, inoltre, che questi microrganismi non potevano essere il risultato della fermentazione bensì la causa. Sebbene Pasteur ebbe illustri oppositori, Pouchet in primis, con i suoi esperimenti riuscì a screditare e demolire definitivamente la teoria della generazione spontanea.
Lievito di birra (Saccharòmyces cerevisiae) responsabile della fermentazione alcoolica.
Microscopio biologico trinoculare Motic B3-223 - Obiettivo 100X - Illuminazione obliqua - Immersione in olio.
Ma Pasteur non fu l'unico a fare esperimenti sulla generazione spontanea.
Invece in questo link trovi l'osservazione al microscopio del lievito di birra e alcuni esperimenti sulla fermentazione alcoolica.
Esperimenti di Francesco Redi (contro la generazione spontanea)
Redi pose in alcuni contenitori la carne di differenti animali e constatò che su di essa si sviluppavano sempre le larve di mosca. Questa coincidenza sembrò alquanto dubbia al Redi che, di conseguenza, volle effettuare ulteriori e più rigorosi esperimenti: mise dei pezzi di carne in diversi recipienti, alcuni sigillati e altri lasciati aperti in modo tale da permettere alle mosche di entrarvi e deporvi le uova. Sebbene la carne andò in putrefazione in tutti i recipienti, le larve delle mosche si svilupparono solo nei recipienti aperti.
La conclusione di Redi fu che le larve non si sviluppavano dalla carne ma da uova deposte dalle mosche. Se fosse stata vera la generazione spontanea le larve si sarebbero dovute sviluppare anche nei contenitori chiusi.
Francesco Redi stava dando un contribuito significativo alla demolizione della teoria della generazione spontanea, i sostenitori della quale, tuttavia, ribattevano che, avendo egli chiuso i contenitori, aveva impedito al "fluido vitale" di penetrarvi e infondervi la vita!
Redi effettuò anche altri significativi esperimenti. Per esempio avvolse pezzi di carne nelle garze e constatò che le larve delle mosche si sviluppavano sempre e solo all'esterno dell'involto. La trama della garza impediva alle larve di penetrare all'interno dell'involto e giungere alla carne.
Ripeté anche l'esperimento dei contenitori ma, questa volta, invece di chiuderne alcuni ermeticamente, li coprì con la garza. Così facendo l'aria poteva passare, e con essa il "fluido vitale". Anche in questo caso, però, non ci fu sviluppo di larve!
Esperimenti di Leeuwenhoek e di Pasteur (contro la generazione spontanea)
Antoine Van Leeuwenhoek aveva scoperto l'esistenza dei microrganismi nell'acqua e negli infusi. Per questa scoperta aveva utilizzato i suoi microscopi. Egli pensava che esistessero i semi di questi microrganismi e che, sospesi nell'aria, questi semi fossero trasportati ovunque. I microrganismi, poi, nascevano negli ambienti ad essi più favorevoli.
Pasteur, che condivideva questa tesi, effettuò il seguente esperimento: all'interno di un tubo inserì un filtro fatto con del cotone e attraverso vi fece passare una grande quantità d'aria. Trascorso un po' di tempo, al termine dell'esperimento, vide che il filtro di cotone era diventato di colore scuro, quasi nero. Un esame al microscopio gli permise di verificare che il cotone aveva trattenuto detriti di vario genere, spore e microbi!
Questo esperimento confermava la tesi di Leeuwenhoek e costituiva un ulteriore passo avanti nella dimostrazione della falsità della generazione spontanea.
Esperimenti di John Turbeville Needham (a favore della generazione spontanea)
Needham si concentrò sugli infusi (gli infusi si ottengono da sostanze organiche lasciate a decomporsi nell'acqua). Mise in infusione vegetali e pezzi di carne all'interno di un recipiente perfettamente chiuso, poi riscaldò l'infuso ad alta temperatura pensando che il calore avrebbe ucciso gli eventuali microrganismi. Siccome Needham non aveva portato l'infuso all'ebollizione, il risultato fu che in esso si svilupparono gli infusori!
In questo modo Needham riusciva a dimostrare la generazione spontanea.
Esperimenti di Lazzaro Spallanzani (contro la generazione spontanea)
Lo Spallanzani non fece che ripetere gli esperimenti di Needham questa volta, però, provvedendo a far bollire gli infusi e sigillando con la fiamma il collo dei recipienti.
In queste condizioni gli infusori non si sviluppavano, dimostrando la falsità della generazione spontanea.
La disputa tra Pouchet e Pasteur e gli esperimenti... in viaggio
Abbiamo visto che le ricerche di Leeuwenhoek e Pasteur avevano dimostrato che nell'aria sono presenti i microrganismi che si rinvengono negli infusi.
Secondo Pouchet, se ciò fosse stato vero e l'aria piena di germi, l'atmosfera sarebbe dovuta essere opaca come il ferro!
Pasteur ribatteva che ciò forse era dovuto al fatto che la quantità di microrganismi presenti nell'aria differiva da luogo a luogo.
Ne nacque una disputa portata avanti a colpi di esperimenti.
Da un lato Pasteur doveva dimostrare che in alcuni luoghi, per esempio ad alta quota, non vi erano microrganismi nell'aria. Dall'altro lato Pouchet avrebbe cercato di dimostrare che anche ad alta quota negli infusi sarebbero comparsi gli infusori.
Pasteur utilizzò decine di provette di vetro contenenti infusi bolliti e sigillati e si recò in luoghi situati a quote diverse (dalla pianura fino a 2000 metri sulle Alpi). In ognuno di questi luoghi aprì le provette ed espose gli infusi all'aria. Il risultato fu che con l'aumentare dell'altitudine diminuiva il numero di provette in cui si sviluppavano microrganismi.
Pouchet ripeteva gli stessi esperimenti in alto mare, nelle pianure siciliane e sull'Etna, constatando che in ogni luogo e in tutte le provette si sviluppavano microrganismi.
Qualche anno dopo ripeté gli esperimenti anche sui Pirenei, a 3000 metri di quota, confermando ancora una volta la comparsa di microrganismi!
Pouchet e Pasteur erano pervenuti a risultati differenti. Come poteva essere?
Successivamente si scoprì che Pouchet aveva commesso involontariamente un errore: aveva utilizzato infusi di fieno! Fu John Tyndall a scoprire che il fieno è contaminato da spore capaci di resistere anche per delle ore alla bollitura. Gli infusi usati da Pouchet, quindi, erano già contaminati!
Gli esperimenti decisivi di Pasteur, contro la generazione spontanea
Una delle obiezioni che Pouchet aveva fatto alla tesi di Pasteur era che l'elevata temperatura a cui venivano sottoposti gli infusi ne bloccava la fermentazione e, quindi, la capacità di generare microrganismi.
Pasteur eseguì numerosi esperimenti con gli infusi, ponendoli nelle condizioni più disparate e riuscendo a dimostrare che i microrganismi non potevano svilupparsi spontaneamente dalla materia inanimata, ma erano già presenti nell'aria e potevano contaminare le sostanze organiche. L'elevata temperatura "distrugge" i microrganismi e l'isolamento dall'aria "preserva" le sostanze dalla contaminazione.
Per i suoi esperimenti Pasteur utilizzò recipienti con il collo allungato e ricurvo.
Queste scoperte furono utilizzate da Pasteur per mettere a punto un procedimento capace di eliminare i microrganismi e preservare le sostanze: la pastorizzazione.
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