Pieśń komórek - ebook

PRELUDIUM „CZĄSTKI ELEMENTARNE ORGANIZMÓW”

– Elementarna rzecz – powiedział Holmes. – Jest to właśnie jeden z przykładów na to, że człowiek umiejący wyciągać wnioski potrafi wywołać odpowiedni efekt i wywrzeć na swym partnerze niezwykłe wrażenie tylko dlatego, iż ten ostatni nie dostrzegł jakiegoś drobnego faktu, będącego podstawą dedukcji¹.

Sir Arthur Conan Doyle, _Garbus_

Rozmawiali przy kolacji w październikowy wieczór w 1837 roku, gdy za oknem zapadł już zmierzch, a na śródmiejskich ulicach Berlina zapalono latarnie gazowe². Zachowały się jedynie okruchy wspomnień: żaden z nich nie robił notatek, rozmowa nie stała się asumptem do ożywionej korespondencji naukowej. Ot, dwaj przyjaciele pracujący w tym samym laboratorium, prowadzonym przez Johannesa Müllera, wybitnego fizjologa z Uniwersytetu Berlińskiego, zasiedli do stołu i, jak to mieli w zwyczaju, zaczęli omawiać rozmaite eksperymenty. Sami chyba nie zauważyli, że w pewnym momencie poruszyli nieprawdopodobnie ważny temat.

Matthias Schleiden był botanikiem, choć dawniej studiował prawo. Na jego czole widniała wyraźna, brzydka blizna, piętno stanowiące pozostałość po nieudanej próbie samobójczej. Badał strukturę i rozwój tkanek roślinnych. Od pewnego czasu zajmował się, jak to określał, „kolekcjonowaniem siana” (_Heusammelei_)³. Pozyskał setki okazów roślin: tulipanów, kiścieni, świerków, traw, orchidei, szałwii, wrzosowców, groszków, lilii. Wielu botaników zazdrościło mu zbiorów⁴. Jego rozmówca Theodor Schwann trudnił się biologią, miał długie bokobrody i obwisłe policzki. Tamtego wieczora dyskutowali o fitogenezie, czyli o pochodzeniu i rozwoju roślin. W pewnym momencie Schleiden podzielił się z przyjacielem następującym odkryciem: badając zebrane okazy, zaobserwował, że mają „pewne wspólne cechy”. Na przykład w miarę jak rozwijały się poszczególne tkanki roślin – tkanki korzeni, liścieni, liści – jedna z wewnątrzkomórkowych struktur, zwana jądrem, stawała się coraz bardziej widoczna. (Schleiden nie wiedział, jaką funkcję pełni jądro, ale potrafił je rozpoznać).

Co bodaj jeszcze bardziej zaskakujące, istniały pewne zasadnicze podobieństwa w zakresie budowy tkanek. Każda część rośliny składała się z autonomicznych, niezależnych cegiełek: komórek. „Komórka prowadzi podwójne życie – pisał rok później Schleiden. – Z jednej strony jest całkowicie niezależna, zajmuje się sobą i swoim rozwojem. Z drugiej strony stanowi zastępowalną cząstkę rośliny”⁵.

_Życie wewnątrz życia. Niezależny żywy twór, jednostka będąca częścią większej całości._ Żywy budulec organizmu.

Schwann zastrzygł uszami. On również zaobserwował powiększanie się jąder komórkowych, tyle że w rozwijających się komórkach zwierząt, a konkretnie kijanek. Ponadto, kiedy prowadził badania z użyciem mikroskopu, rzuciły mu się w oczy pewne podobieństwa w budowie tkanek zwierzęcych. Być może cechy, o których mówił Schleiden, były wspólne nie tylko dla roślin, lecz dla wszystkich żywych istot?

W jego głowie zaczęła pomału kiełkować radykalna myśl, która miała na zawsze odmienić dzieje biologii i medycyny. Prawdopodobnie jeszcze tego samego wieczora zaprosił (lub zaciągnął) Schleidena do swojego laboratorium, gdzie trzymał okazy. Schleiden obejrzał kilka preparatów przez okular mikroskopu i przyznał, że struktury rozwijających się tkanek zwierzęcych – w tym wyraźnie widoczne jądro – wyglądają niemal identycznie jak w tkankach roślinnych⁶.

Zwierzęta i rośliny na pozór diametralnie różnią się od siebie, a mimo to, jak zauważyli Schwann i Schleiden, ich tkanki oglądane pod mikroskopem okazały się zdumiewająco podobne. Przeczucie Schwanna było trafne. Tamtego wieczora w Berlinie dwaj zaprzyjaźnieni naukowcy odkryli uniwersalny i arcyważny fakt: organizmy zwierząt i roślin „wykorzystują ten sam budulec, mianowicie komórki”⁷.

W 1838 roku Schleiden spisał swoje obserwacje w długim artykule naukowym, zatytułowanym _Przyczynek do ludzkiej wiedzy na temat fitogenezy_⁸. Rok później Schwann rozwinął temat, publikując dzieło poświęcone komórkom zwierzęcym. Nosiło ono tytuł _Mikroskopische_ _Untersuchungen über die Uebereinstimmung in der Struktur und dem Wachsthum der Thiere und Pflanzen_ . Uczony stawiał tezę, że organizmy zwierzęce i roślinne to „agregaty jednostkowych, całkowicie niezależnych bytów”⁹.

Dwie przełomowe prace, opublikowane w odstępie dwunastu miesięcy, sprawiły, że cały świat żywych istot został sprowadzony do wspólnego mianownika. Schleiden i Schwann nie byli bynajmniej pierwszymi naukowcami, którzy ujrzeli komórki, ponadto już wcześniej wiedziano, że komórki to podstawowe części składowe żywych organizmów. Wkład obu uczonych w rozwój ludzkiej wiedzy polegał na tym, że postawili tezę o fundamentalnej jedności funkcjonalnej i organizacyjnej wszystkiego, co żyje. Dostrzegli, że – jak pisał Schwann – wszystkie organizmy łączy „wspólna więź”¹⁰.

Pod koniec 1838 roku Schleiden wyjechał z Berlina, dostał bowiem posadę na Uniwersytecie w Jenie¹¹. Rok później Schwann przeniósł się do Belgii na Katolicki Uniwersytet w Leuven¹². Choć opuścili laboratorium Müllera, nadal się przyjaźnili i często pisali do siebie listy. Podstawy teorii komórkowej stworzyli jednak w Berlinie. Właśnie tam, jak to ujął Schwann, odkryli „cząstki elementarne organizmów”.

------------------------------------------------------------------------

*

Niniejsza książka prezentuje historię komórki. Opowiada o tym, jak odkryto, że wszystkie żywe organizmy – w tym ludzie – składają się z podobnych „cząstek elementarnych”. O tym, w jaki sposób autonomiczne, żywe komórki współpracują, tworzą tkanki, narządy i układy narządów, a także umożliwiają organizmom wykształcenie niezwykle skomplikowanych cech, na przykład świadomości, zdolności do odczuwania, reprodukcji, regeneracji, naprawy uszkodzeń, walki z patogenami. Zarazem będzie to opowieść o tym, co się dzieje, gdy komórka staje się dysfunkcyjna i gdy z powodu komórkowych patologii prawidłowe działanie organizmu zostaje zakłócone. Zamierzam też odtworzyć dzieje rewolucji w medycynie i naukach biologicznych, która stała się możliwa dzięki temu, że o wiele lepiej zrozumieliśmy fizjologię i patologie komórek. Za sprawą owej rewolucji powstały nowe, przełomowe leki i formy terapii. Opowiem zarówno o nich, jak i o ludziach, których życie odmieniło się pod ich wpływem.

------------------------------------------------------------------------

*

W latach 2017–2021 napisałem trzy artykuły dla czasopisma „New Yorker”¹³. Pierwszy był poświęcony wykorzystywaniu komórek w medycynie i przyszłości tego rodzaju terapii. Skupiłem się zwłaszcza na stworzeniu zmodyfikowanych limfocytów T zdolnych atakować nowotwory. Drugi tekst prezentował nowy paradygmat w onkologii, który można określić mianem ekologicznego. Zgodnie z owym paradygmatem należy skupiać się na nowotworze _in situ_, a nie tylko na zezłośliwiałych komórkach, ich cechach i zachowaniach. Należy także ustalić, dlaczego w pewnych zakątkach organizmu komórki nowotworowe odnajdują się wyjątkowo dobrze, a w innych zupełnie sobie nie radzą. Trzeci tekst powstał na początku pandemii COVID-19. Próbowałem w nim wytłumaczyć, co robią wirusy po wtargnięciu do naszych komórek i dlaczego potrafią czynić tak wielkie spustoszenia.

Zastanawiałem się nad wspólnymi wątkami tych artykułów. Każdy z nich dotyczył tak naprawdę komórek i ich modyfikacji. Dotyczył nadchodzącej rewolucji, która całkowicie odmieni medycynę.

Z tego nasiona wyrosły korzenie, łodygi i pnącza książki, którą właśnie czytacie. Każdą opowieść o dziejach badań nad komórkami można zacząć, cofając się do lat sześćdziesiątych i siedemdziesiątych XVII wieku, gdy stroniący od ludzi holenderski kupiec bławatny oraz ekscentryczny angielski polihistor, których domy dzieliło zaledwie trzysta kilometrów, niezależnie od siebie wykorzystali samodzielnie zbudowane mikroskopy i odkryli pierwsze dowody na istnienie cząstek elementarnych życia. Na koniec tej opowieści dotrzemy do teraźniejszości, w której naukowcy potrafią manipulować komórkami macierzystymi i wykorzystywać je w leczeniu przewlekłych, potencjalnie śmiertelnych chorób, takich jak cukrzyca i anemia sierpowata, a także wszczepiać do mózgów elektrody służące stymulowaniu obwodów neuronalnych ludzi cierpiących na bezlitosne choroby układu nerwowego. Znajdziemy się u progu niepewnej przyszłości, w której „niepokorni” naukowcy (jeden z nich trafił na trzy lata do więzienia i dostał dożywotni zakaz przeprowadzania eksperymentów) modyfikują genomy zarodków i przeszczepiają komórki, zacierając tym samym granice między tym, co naturalne, a tym, co sztuczne.

Korzystałem z wielu źródeł: przeprowadzałem wywiady, rozmawiałem z pacjentami, pielęgniarkami i lekarkami, odbywałem dyskusje z moim przyjacielem naukowcem podczas wspólnych spacerów z jego psem, odwiedzałem laboratoria, oglądałem preparaty pod mikroskopem, sięgałem do starych dokumentów, artykułów naukowych i prywatnej korespondencji. Nie zamierzałem jednak pisać ogólnej historii medycyny, nie chciałem też poprzestawać na szczegółowym odtworzeniu narodzin biologii komórkowej – wszystkim zainteresowanym tymi tematami polecam książki _The Greatest Benefit to Mankind: A Medical History of Humanity_ Roya Portera¹⁴, _The Birth of the Cell_ Henry’ego Harrisa¹⁵ oraz _Müller’s Lab_ Laury Otis. Opowiem za to, w jaki sposób odkrycia dotyczące komórek i ich fizjologii zmieniają medycynę, naukę, biologię oraz nasze społeczeństwa. Na horyzoncie majaczy przyszłość, w której będziemy umieli manipulować komórkami i zmuszać je, aby przybierały nowe formy. Kto wie, może nawet zdołamy stworzyć syntetyczne komórki i tkanki ludzkiego ciała?

Rzecz jasna, każdy autor musi dokonywać wyborów i rezygnować z różnych wątków, w książce będzie zatem wiele luk i białych plam. Biologia komórki jest nierozerwalnie związana z genetyką, patologią, epidemiologią, epistemologią, taksonomią i antropologią. Specjalista zajmujący się jednym konkretnym zagadnieniem, na przykład ekspert, który całe życie poświęcił wybranemu rodzajowi komórek, bez wątpienia napisałby tę książkę zupełnie inaczej. Botanicy, bakteriolodzy i mykolodzy z pewnością wytkną mi, że w niedostatecznym stopniu skupiam się na roślinach, bakteriach i grzybach. Zapuszczenie się w te krainy byłoby jednak niczym wkroczenie do labiryntu, który prowadzi do innych labiryntów. Wiele tematów zdecydowałem się poruszyć nie w głównym tekście, lecz w przypisach. Zachęcam czytelników, aby poświęcili im uwagę.

W książce przedstawiam historie wielu pacjentów, w tym również ludzi, których leczyłem osobiście. Jednych wymieniam z imienia, drudzy woleli pozostać anonimowi, usunąłem więc wszelkie szczegóły umożliwiające ich identyfikację. Jestem im wszystkim niewypowiedzianie wdzięczny, gdyż mają odwagę wyruszać w podróż bez mapy. Mimo niepewności zawierzają swoje ciała i umysły nowej, rozwijającej się, eksperymentującej nauce. To dzięki nim na gruncie biologii komórkowej rodzi się zupełnie nowa medycyna, której rozwój obserwuję z podnieceniem niedającym się wyrazić słowami.Oboje, ty i ja, byliśmy na początku pojedynczą komórką.

Nasze geny różnią się od siebie, aczkolwiek w bardzo nieznacznym procencie. Nasze ciała inaczej się rozwijały, stąd różnice w budowie skóry, włosów, kości, mózgów. Mieliśmy kompletnie różne doświadczenia życiowe. Straciłem dwóch stryjów z powodu choroby psychicznej. Straciłem ojca z powodu ciężkich komplikacji po upadku. Sprawność w jednym z kolan z powodu zmian zwyrodnieniowych. Przyjaciela – wielu przyjaciół – z powodu nowotworów.

Ale choć nasze ciała i nasze doświadczenia różnią się od siebie w nieprawdopodobnym wręcz stopniu, oboje mamy dwie wspólne cechy. Po pierwsze powstaliśmy z jednokomórkowego zarodka. Po drugie ów zarodek podzielił się na niezliczone komórki, z których składa się moje i twoje ciało. Jesteśmy zbudowani z takich samych cegiełek.

Co jest naszym budulcem? Starożytni wierzyli, że człowiek powstaje z krwi menstruacyjnej formowanej przez męskie nasienie. Albo że wewnątrz plemników kryją się w pełni ukształtowane istoty ludzkie, tyle że maleńkie, które z czasem rosną, robią się coraz większe i większe. Jeszcze inny pogląd głosił, że zostaliśmy ulepieni z błota i wody rzecznej. Albo że w łonie przechodzimy stopniową przemianę: zaczynamy jako stworzonko przypominające kijankę, następnie zmieniamy się w twór o rybich ustach, na końcu zaś w istotę ludzką.

Jeśli jednak obejrzysz pod mikroskopem tkanki twojej i mojej skóry, przekonasz się, że wyglądają zdumiewająco podobnie. Uświadomisz sobie, że wszyscy jesteśmy zbudowani z żywych jednostek: komórek. Pierwsza komórka podzieliła się i dała początek kolejnym. One także się dzieliły, dzięki czemu stopniowo powstały wątroba, jelita, mózg – słowem, wszystkie niezwykle skomplikowane elementy architektury twojego i mojego ciała.

Kiedy zdaliśmy sobie sprawę, że człowiek to tak naprawdę zbiór niezależnych, żywych jednostek? I że owe jednostki stanowią podstawę wszystkich funkcji, które potrafi wypełniać organizm? Mówiąc inaczej, kiedy uświadomiliśmy sobie, że fizjologia człowieka sprowadza się w ostatecznym rozrachunku do fizjologii komórkowej? Że choroby, które nas dręczą, są ściśle związane ze zmianami zachodzącymi w komórkach? Że stanowią konsekwencję komórkowej patologii?

Na początek zajmiemy się tymi pytaniami – przy okazji zaś poznamy historię odkrycia, które radykalnie odmieniło biologię, medycynę oraz nasze rozumienie człowieczeństwa.PIERWSZA KOMÓRKA Niewidzialny świat

Prawdziwa wiedza to świadomość własnej ignorancji¹.

Rudolf Virchow w liście do ojca, lata trzydzieste XIX wieku

Powinniśmy być wdzięczni losowi, że Rudolf Virchow miał cichy głos². Urodził się 13 października 1821 roku na Pomorzu w Prusach, a więc w regionie należącym obecnie do Polski i Niemiec. Jego ojciec Carl był rolnikiem i skarbnikiem miejskim. O matce Johannie Virchow, _née_ Hesse, wiadomo niewiele. Rudolf uczył się pilnie, od wczesnych lat wykazywał się bystrym umysłem, dzięki czemu otrzymał w szkole wiele wyróżnień. Miał niemałe talenty językowe: opanował francuski, arabski i łacinę.

W wieku osiemnastu lat napisał wypracowanie maturalne zatytułowane _Życie pełne pracy i znoju to błogosławieństwo, a nie brzemię_ i zaczął się przygotowywać do wstąpienia do stanu duchownego. Zamierzał zostać pastorem, martwił się jednak, że nie nadaje się do wygłaszania kazań. Inspirowanie wiernych wymagało donośnego głosu, a tym Virchow zdecydowanie nie mógł się pochwalić. Co, jeśli członkowie kongregacji w ogóle nie zdołają go usłyszeć? Dla cichego samotnika lubiącego naukę o wiele lepszym rozwiązaniem wydawała się kariera akademicka. W 1839 roku, po ukończeniu szkoły, Virchow otrzymał stypendium wojskowe i postanowił studiować w Królewskim Instytucie Medycznym w Berlinie.

Świat medycyny dzielił się wówczas na królestwo anatomii i królestwo patologii. Pierwsza z owych dyscyplin rozwijała się całkiem dobrze, druga pozostawała w tyle. Od XVI wieku anatomowie z coraz większą precyzją poznawali i opisywali struktury ludzkiego ciała. Najsłynniejszym z nich był flamandzki uczony Andreas Vesalius³, profesor Uniwersytetu Padewskiego we Włoszech.

Vesalius przyszedł na świat w rodzinie aptekarza, w 1533 roku przeniósł się do Paryża, by studiować chirurgię, lecz specjalizację tę uznał wkrótce za kompletne nieporozumienie. Istniały, co prawda, podręczniki, ale bardzo nieliczne, ponadto nikt nie sporządził jeszcze systematycznej mapy ludzkiego ciała. Większość chirurgów i ich studentów w mniejszym czy większym stopniu odwoływała się do koncepcji anatomicznych sformułowanych przez Galena, rzymskiego lekarza żyjącego w latach 129–216. Traktaty Galena opierały się jednak na badaniach nad zwierzętami, były ewidentnie przestarzałe i pełne błędów.

W obskurnych podziemiach paryskiego Hôtel-Dieu, gdzie przeprowadzano sekcje rozkładających się ludzkich trupów, panowały zaduch i ciemności. Po salach biegały na wpół zdziczałe psy, które tylko czekały, aż coś spadnie ze stołu chirurgicznego. Jedno z tamtejszych pomieszczeń Vesalius nazwał „targiem mięsnym”. Profesorowie „siedzieli na wysokich krzesłach i gdakali jak kury”⁴, a tymczasem ich asystenci na oślep kroili zwłoki, zazwyczaj uszkadzając przy okazji rozmaite narządy, które próbowali wyciągnąć, niczym dzieci rozpruwające pluszową zabawkę.

„Lekarze nawet nie próbowali rozcinać zwłok – pisał rozgoryczony Vesalius. – A tymczasem balwierzom, którym powierzono to zadanie, brakowało wykształcenia niezbędnego, by zrozumieć pisma profesorów anatomii. Siekali narządy, które miały posłużyć studentom medycyny do nauki. Kierowali się jeno ustnymi poleceniami profesorów, skądinąd nierzadko aroganckich. Nauczanie jest tedy zupełnie błędne i całe dnie upływają na pustych dysputach. W tym zamieszaniu student mniej pozna faktów, niż mógłby się nauczyć na targu u rzeźnika”. Podsumowywał ponuro: „Nie pokazano mi żadnego mięśnia, nie licząc ośmiu mięśni brzucha – mocno uszkodzonych i w niewłaściwym porządku – ani żadnej kości, a co dopiero układu nerwów, żył czy tętnic”.

Sfrustrowany Vesalius uznał, że sam sporządzi mapę anatomiczną, której tak bardzo potrzebował. Regularnie – czasem nawet dwa razy dziennie – odwiedzał kaplice pogrzebowe w pobliżu szpitala w poszukiwaniu zwłok, które następnie taszczył do swojej pracowni. Na paryskim Cmentarzu Niewiniątek nie brakowało otwartych grobów. Leżące w nich zwłoki dawno się już rozłożyły, zostały za to doskonale zachowane szkielety, idealnie nadające się do studiowania. Vesalius zainteresował się też trupami powieszonych skazańców, które oglądał, ilekroć mijał Montfaucon, ogromną, trzykondygnacyjną paryską szubienicę. Zaczął potajemnie kraść stamtąd świeże zwłoki. Ich mięśnie, wnętrzności i nerwy były w znakomitym stanie, mógł zatem rozkrawać je pomału, warstwa po warstwie, aby stopniowo nakreślić mapę ludzkich narządów.

Niezwykle precyzyjne szkice, które stworzył w ciągu następnej dekady, kompletnie odmieniły naukę o anatomii człowieka⁵. Zdarzało się, że Vesalius kroił mózg w poprzek na kawałki, a sporządzane na tej podstawie rysunki przypominały dzisiejsze tomogramy, uzyskane dzięki komputerowej tomografii osiowej. Szkicował przebieg naczyń krwionośnych, przedstawiał mięśnie rozkrojone na płaty, dzięki czemu czytelnik mógł wyobrazić sobie, że zagłębia się w tkankę centymetr po centymetrze.

Przedstawił też przekroje ludzkiego brzucha widzianego od dołu, jak na obrazie _Opłakiwanie zmarłego Chrystusa_ pędzla piętnastowiecznego włoskiego malarza Andrei Mantegni, przywodzące na myśl obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego. Szkice anatomiczne tworzone przez Vesaliusa oraz jego współpracownika, malarza i drukarza Jana van Kalkara, były szczegółowsze i subtelniejsze niż wszystkie, które powstały do tamtej pory. W 1543 roku Vesalius umieścił je w siedmiotomowym dziele zatytułowanym _De humani corporis fabrica_ ⁶. Odrzucał mistycyzm: ciało było dla niego materią, składało się z określonych tkanek, duch nie grał tu żadnej roli. Dlatego właśnie _De humani corporis fabrica_ to po części podręcznik medycyny, zawierający blisko siedemset ilustracji, po części zaś rozprawa naukowa, opatrzona mapami i diagramami, stanowiąca fundament badań anatomicznych, które prowadzono przez następnych kilka stuleci.

Traf chciał, że w tym samym roku polski astronom Mikołaj Kopernik opublikował swój traktat o „anatomii nieba”, monumentalną księgę _De revolutionibus orbium coelestium_ ⁷. Przedstawiona w niej mapa służyła wykazaniu, że to Słońce, a nie Ziemia, stanowi centrum naszego układu planetarnego.

Vesalius tymczasem uczynił anatomię centralnym zagadnieniem medycyny.

Szkic z _De humani corporis fabrica_ (1543) Vesaliusa, prezentujący jego metodę tworzenia przekrojów danej struktury anatomicznej. Pozwalało to lepiej zobrazować zależności między poszczególnymi elementami i przywodzi na myśl współczesne tomogramy. Książki w rodzaju _De humani corporis fabrica_ (powstałej we współpracy z ilustratorem Janem van Kalkarem) wywołały rewolucję w nauce o anatomii człowieka. Na podręcznik patologii, który mógłby się z nimi równać, trzeba było czekać aż do lat trzydziestych XIX wieku

Royal Academy of Arts, London. Fot. John Hammond

------------------------------------------------------------------------

*

Podczas gdy w dziedzinie badań anatomicznych, służących poznawaniu struktur ludzkiego ciała, dokonywały się ogromne postępy, patologia – czyli badanie chorób i ich przyczyn – nie mogła pochwalić się sukcesami. Nikt nie zdołał jej uporządkować, nikt nie sporządził żadnych pomocnych map. Nie powstawały podręczniki patologii dorównujące dziełu Vesaliusa, nie istniała też żadna uniwersalna teoria zdolna wytłumaczyć, skąd biorą się choroby. W XVI i XVII wieku uważano, że przyczyną większości z nich są miazmaty, trujące wyziewy pochodzące z zatrutego powietrza lub ze ścieków. Miały one zawierać cząstki rozkładającej się materii, które wnikały do ciała i powodowały proces rozkładu. (Pozostałością tej koncepcji jest nazwa „malaria”, powstała z połączenia włoskich słów _mala_ i _aria_, czyli „złe powietrze”).

Pierwsi reformatorzy dążący do poprawy zdrowia publicznego skupiali się zatem na higienie. Przyczynili się do powstania podziemnych systemów kanalizacji pozwalających bezpieczniej usuwać ścieki i odpady, a także do powszechniejszego wyposażania domów i fabryk w systemy wentylacyjne, które zapewniały lepszy obieg powietrza i pomagały pozbyć się chorobotwórczych wyziewów. Problem z teorią miazmatyczną polegał na tym, że wydawała się najzupełniej sensowna. W epoce szybkiej industrializacji wiele miast nie radziło sobie z napływem ludzi szukających pracy w fabrykach. Powstawały przeludnione, ubogie dzielnice, w których cuchnęło ściekami, a w powietrzu unosił się smog. Właśnie tam najczęściej szalały choroby. Przez gorsze dzielnice Londynu, na przykład East End, gdzie dziś na każdym rogu znajdziemy szykowną restaurację albo sklep z designerskimi sprzętami gospodarstwa domowego, wielokrotnie przetaczały się epidemie cholery i tyfusu plamistego. Szerzyły się także syfilis i gruźlica. Poród budził strach: istniało spore prawdopodobieństwo, że zakończy się śmiercią dziecka, matki lub obojga. W zamożniejszych częściach miasta powietrze było czystsze, a system usuwania ścieków skuteczniejszy, toteż tamtejsi mieszkańcy byli zdrowsi. Tymczasem ludzie ubodzy, nieustannie narażeni na kontakt z miazmatami, chorowali. Wniosek wydawał się prosty: sekretem zdrowia jest higiena, choroby zaś biorą się z nieczystości.

Koncepcja chorobotwórczych wyziewów miała wielu zwolenników, a ponadto stanowiła doskonały argument na rzecz ścisłej segregacji ludzi z bogatych i biednych dzielnic. Mimo to nie pozwalała udzielić odpowiedzi na wiele kłopotliwych pytań. Na przykład dlaczego w dwóch klinikach położniczych w tym samym wiedeńskim szpitalu wskaźniki śmiertelności rodzących kobiet zasadniczo się od siebie różniły?⁸ Skąd bierze się bezpłodność? Czemu zdrowy młody mężczyzna zapada nagle na chorobę, której objawem jest nieznośny ból stawów?

W wiekach XVIII i XIX lekarze i naukowcy próbowali w usystematyzowany sposób wyjaśnić, skąd biorą się choroby, ale niewiele wskórali. Mnożyły się niesatysfakcjonujące teorie, które ostatecznie sprowadzały się do anatomicznych ogólników. Przekonywano chociażby, że każda choroba wiąże się z dysfunkcją pojedynczego narządu, na przykład wątroby, żołądka lub śledziony, było jednak oczywiste, że koncepcja ta nie wytrzymuje konfrontacji z nieprawdopodobną wręcz różnorodnością schorzeń znanych medycynie. Czy istniał jakiś ukryty mechanizm, ogólna reguła pozwalająca powiązać je wszystkie ze sobą? Być może nie należało poprzestawać na tym, co widać gołym okiem? Może konieczne były badania anatomiczne prowadzone z wykorzystaniem mikroskopu? Osiemnastowieczni chemicy już wcześniej zaczęli orientować się, że rozmaite cechy materii, na przykład łatwopalność wodoru lub płynność wody, wynikają z emergentnych właściwości niewidzialnych cząstek, atomów i molekuł, z których owa materia się składała. Kto wie, może podobna zasada panowała w świecie biologii?

------------------------------------------------------------------------

*

Rudolf Virchow miał zaledwie osiemnaście lat, gdy podjął studia w tak zwanej Pépinière, „szkółce roślin”, czyli, by użyć oficjalnej nazwy, w Królewskim Instytucie Medycznym w Berlinie⁹. Zadaniem instytutu było kształcenie medyków pruskiej armii, co znajdowało odzwierciedlenie w obowiązujących tam zasadach dyscypliny. Studenci musieli poświęcać sześćdziesiąt godzin tygodniowo na wykłady i zajęcia, po nocach zaś powtarzać i zapamiętywać przekazany im materiał. (W Pépinière lekarze wojskowi często urządzali studentom niezapowiedziane sprawdziany obecności. Jeśli na zajęciach zabrakło choćby jednej osoby, całej grupie wymierzano karę)¹⁰. „Pracujemy bez chwili przerwy od szóstej rano do godziny dwudziestej trzeciej, każdego dnia z wyjątkiem niedziel – pisał ponury Virchow w liście do ojca. – Człowieka szybko ogarnia zmęczenie, wieczorem marzy więc o twardym łóżku. Gdy jednak do niego dotrze, zapada jedynie w półsen i rankiem budzi się niemal tak samo zmęczony jak przed zaśnięciem”¹¹. Codzienna racja żywnościowa składała się z mięsa, ziemniaków i wodnistej zupy. Spało się w małych, pojedynczych izbach. Można by rzec: w komórkach.

Virchow uczył się na pamięć. Zajęcia z anatomii prowadzono całkiem poprawnie – od czasów Vesaliusa mapa ludzkiego ciała była powoli uzupełniana o rozmaite szczegóły, poznane dzięki tysiącom autopsji i wiwisekcji – natomiast patologia i fizjologia nadal nie doczekały się spójnej podstawy teoretycznej. Jak działały narządy? Jakie pełniły funkcje? Co sprawiało, że szwankowały? Zamiast odpowiedzi na te pytania nauka mogła zaoferować jedynie spekulacje. Twierdzenia przedstawiane jako fakty brały się w rzeczywistości z domysłów. Patolodzy od dawna dzielili się na rozmaite szkoły i opowiadali się za różnymi teoriami pochodzenia chorób. Jedni twierdzili, że wszystkiemu winne są miazmaty, czyli chorobotwórcze wyziewy, drudzy przyjmowali za Galenem, że choroba to skutek nierównowagi czterech płynów i półpłynów ciała, zwanych humorami, podczas gdy zdaniem zwolenników psychizmu choroby stanowiły konsekwencję zaburzonych procesów umysłowych. Zanim jednak Virchow zaczął studiować medycynę, większość tego rodzaju teorii odesłano do lamusa bądź stały się one ewidentnie zbyt zawiłe.

W 1843 roku Virchow otrzymał dyplom i zatrudnił się w berlińskim szpitalu Charité, gdzie współpracował z Robertem Friorepem, specjalistą w dziedzinie badań mikroskopowych i kuratorem zbiorów anatomopatologicznych. Wyrwawszy się z zesztywniałego intelektualnie instytutu, zapragnął stworzyć systemowe ujęcie patologii i fizjologii ludzkiego organizmu. Zapoznał się z historią dyscypliny i uznał, że zeszła ona na manowce. „Istnieje pilna i niezwykle ważna potrzeba lepszego zrozumienia ”, pisał¹². Być może specjaliści zajmujący się mikroskopią mieli rację i systemowej teorii nie dało się opracować wyłącznie na podstawie obserwacji prowadzonych gołym okiem. Może niewydolne serce lub marska wątroba to jedynie epifenomeny, skutek dysfunkcji zachodzących na poziomie mikro.

Prowadząc badania historyczne, Virchow szybko natrafił na prace rozmaitych pionierów, którzy zdołali ujrzeć i opisać interesujący go niewidzialny świat. Od końca XVII wieku badacze wiedzieli, że tkanki roślin i zwierząt składają się z żywych struktur zwanych komórkami. Czy to możliwe, że komórka stanowi klucz do poznania tajemnic fizjologii i patologii? Jeśli tak, trzeba było odpowiedzieć na kolejne pytania: jak powstaje i jak działa?

„Prawdziwa wiedza to świadomość własnej ignorancji – pisał Virchow w liście do ojca jeszcze w czasach studenckich. – Luki w mojej wiedzy okrutnie dają mi się we znaki. Właśnie z tego powodu nie ustaję w zgłębianiu kolejnych dziedzin nauki. Wciąż jestem niepewny i niezdecydowany”. Zyskawszy porządne wykształcenie medyczne, Virchow poczuł, że wreszcie stanął na twardym gruncie. „Jestem swoim własnym promotorem” – pisał w 1847 roku, dając dowód nowo zdobytej pewności siebie¹³. Patologia komórkowa nie istniała jeszcze jako osobna dyscyplina, lecz Virchow zamierzał ją stworzyć. Miał już odpowiednie doświadczenie lekarskie i zdążył dobrze poznać historię medycyny, mógł więc zapełnić białe plamy, które tak bardzo go irytowały.WIDZIALNA KOMÓRKA Fikcyjne opowieści o małych zwierzątkach

Po dodaniu części są tylko części.

Świat trzeba mierzyć okiem.

Wallace Stevens

Świat trzeba mierzyć okiem.

Nowoczesna genetyka zawdzięcza narodziny technologom rolniczym. Morawski mnich Gregor Mendel odkrył geny w przyklasztornym ogrodzie w Brnie, gdzie hodował groszki i zapładniał je, przenosząc pyłek pędzelkiem z jednego kwiatu na drugi¹. Rosyjski genetyk Nikołaj Wawiłow dokonał wielu niezwykle cennych obserwacji przy okazji badań nad hodowlą zbóż². Charles Darwin odnotowywał, że zwierzęta poddawane sztucznej selekcji wyraźnie różnią się od innych przedstawicieli swoich gatunków³. Biologia komórkowa również narodziła się dzięki ludziom, którzy z reguły nie mieli wielkich ambicji naukowych i po prostu zajmowali się praktycznymi technologiami i ich udoskonalaniem.

W tym przypadku najważniejsza była sztuka patrzenia, uważnego poznawania świata ludzkim okiem, prowadzenia analiz i dokonywania pomiarów. Na początku XVII wieku dwaj holenderscy optycy, ojciec i syn Hans i Zacharias Janssenowie, znaleźli sposób, by obserwować małe, niedostrzegalne dotąd obiekty: wzięli rurkę i na obu jej końcach umieścili soczewki powiększające4. Mikroskopy dwusoczewkowe nazwano później złożonymi, jednosoczewkowe zaś prostymi. Nigdy by nie powstały, gdyby nie wielowiekowe udoskonalanie sztuki wyrobu szkła i niezliczone innowacje dokonane w świecie arabskim i greckim, a następnie wykorzystane przez rzemieślników z Włoch i Niderlandów. W II wieku przed naszą erą Arystofanes opisywał „płonące kule”, czyli szklane cacka sprzedawane na targowiskach, zdolne skupiać promienie światła. Patrząc przez płonącą kulę, widziało się świat w powiększeniu. Soczewki okularów – opracowane, jak przyjęło się uważać, w XII wieku przez włoskiego szklarza Amatiego – to w istocie podobne wyroby, tyle że dopasowane rozmiarem do ludzkiego oka. Jeśli zaś do soczewki przymocowało się uchwyt, otrzymywało się lupę.

Innowacja Janssenów polegała na tym, że połączyli sztukę wyrobu szkła i wiedzę inżynierską. Aby mikroskop działał, dwie idealnie przezroczyste soczewki muszą znaleźć się w odpowiednim położeniu względem siebie. Za ich przesuwanie odpowiadały opracowane przez późniejszych techników i naukowców systemy śrub i kółek zębatych. Dzięki temu uczeni zyskali wkrótce możliwość zajrzenia do niewidzialnego, maleńkiego świata. Ich oczom ukazał się nieznany kosmos, jakże inny od tego, który astronomowie oglądali za pomocą teleskopów.

------------------------------------------------------------------------

*

Jednym z ludzi, którzy nauczyli się obserwować niewidzialny świat, był skryty holenderski kupiec bławatny Antonie van Leeuwenhoek. W latach siedemdziesiątych XVII wieku doszedł do wniosku, że potrzebuje urządzenia, które pozwoli mu starannie analizować jakość i wytrzymałość włókien. Siedemnastowieczne Niderlandy były ważnym i prężnie działającym ośrodkiem globalnego handlu tekstyliami: do tamtejszych portów trafiały ogromne ilości jedwabnych, aksamitnych, wełnianych, bawełnianych i lnianych tkanin pochodzących z kolonii i sprzedawanych następnie w całej Europie⁵. Leeuwenhoek postanowił wykorzystać pomysł Janssenów i zbudował sobie prosty jednookularowy mikroskop na mosiężnej płytce. Początkowo wykorzystywał go do sprawdzania jakości tkanin, wkrótce jednak zainteresowały go inne obiekty. Jego obsesją stało się oglądanie najróżniejszych płynów i drobinek materii.

(a)

(b)

(a) Schemat jednego z pierwszych mikroskopów Leeuwenhoeka. (1) Główka, na której umieszczano badany preparat; (2) Główna śruba; (3) Soczewka; (4) Pokrętło ostrości. (b) Fotografia przedstawiająca prawdziwy mikroskop Leeuwenhoeka zbudowany na mosiężnej płytce

a: Sarin Images/The Granger Collection; b: Division of Medicine and Science, National Museum of American History, Smithsonian Institution

26 maja 1675 roku przez Delft przetoczyła się burza. Leeuwenhoek wybrał trochę wody z rynny, odczekał do następnego dnia, następnie zaś umieścił kropelkę pod szkłem jednego ze swoich mikroskopów i przystawił go do światła⁶. To, co ujrzał, natychmiast wywołało jego zachwyt. Nikt wcześniej nie widział niczego podobnego: w wodzie roiło się od maleńkich organizmów. Holender określił je mianem „zwierzątek”. Astronomowie oglądali wszechświat przez teleskopy, podziwiali błękitną poświatę Księżyca, Wenus spowitą chmurami, pierścienie Saturna oraz Marsa malowanego czerwienią – nie zdarzyło się jednak, by ktokolwiek zaobserwował zadziwiający kosmos życia w kropli deszczu. „Ze wszystkich cudów natury, które odkryłem, ten uważam za najwspanialszy – pisał Leeuwenhoek w 1676 roku. – Nic, co widziało moje oko, nie sprawiło mi większej przyjemności niż widok tysięcy żywych istotek w kropelce wody”7.

Zapragnął zobaczyć jeszcze więcej, zbudować lepsze narzędzia, które umożliwią mu podziwianie urzekającego, nowego uniwersum, zaczął więc kupować kuleczki wykonane z najlepszego weneckiego szkła i z mozołem polerował je, dopóki nie uzyskał idealnej soczewki. (Wiemy obecnie, że niektóre z jego soczewek powstały dzięki podgrzewaniu szklanej laseczki nad płomieniem. Podgrzewane szkło topiło się i rozciągało, tworzyło długą cienką niteczkę, która po chwili pękała. W miejscu pęknięcia tworzyła się okrągła kuleczka. To właśnie ją Leeuwenhoek mógł następnie wykorzystać jako soczewkę). Soczewki umieszczał na cienkich metalowych płytkach z mosiądzu, srebra lub złota, wyposażonych w coraz precyzyjniejsze systemy śrub pozwalających dostrajać ostrość. Zbudował blisko pięćset takich mikroskopów. Każdy z nich jest istnym cudem rzemieślniczej precyzji.

Czy małe zwierzątka żyły wyłącznie w wodzie deszczowej? Leeuwenhoek poprosił pewnego człowieka, który wybierał się w podróż na wybrzeże, o próbkę wody morskiej w „czystej szklanej butelce”. Obejrzał ją pod mikroskopem i znów zobaczył tycie jednokomórkowe organizmy. „Ich ciała były owalne i szare, choć na samym koniuszku przezroczyste”⁸. W 1676 roku spisał swoje obserwacje i wysłał je do najczcigodniejszego z ówczesnych towarzystw naukowych.

„W roku 1675 odkryłem żywe stworzenia w wodzie deszczowej pozostawionej na kilka dni w nowym glinianym naczyniu – donosił Towarzystwu Królewskiemu w Londynie. – Owe zwierzątka, czy też żywe atomy, poruszały się bez ustanku, wypuszczając do przodu dwie rzęski. Ich korpusy były zaokrąglone, nieco zwężały się ku końcowi zwieńczonemu ogonem, niemal czterokrotnie dłuższym od reszty ciała”⁹.

------------------------------------------------------------------------

*

Zanim skończyłem pisać powyższy fragment, uświadomiłem sobie, że mnie również dopadła obsesja. Chciałem na własne oczy zobaczyć to, co ujrzał Leeuwenhoek. Z powodu lockdownu żyłem w zawieszeniu, postanowiłem więc, że w ramach szukania sobie nowych zajęć zbuduję własny mikroskop – a przynajmniej coś w tym rodzaju. Zamówiłem metalową płytkę i śrubę, wywierciłem dziurę, umieściłem w niej maleńką soczewkę. Do nowoczesnego mikroskopu miało się to tak, jak wóz ciągnięty przez muła ma się do promu kosmicznego. Nie poddawałem się. Przetestowałem kilkadziesiąt prototypów, aż wreszcie jeden z nich uznałem za całkiem zadowalający. W słoneczne popołudnie umieściłem kropelkę zastałej wody z kałuży na główce pod soczewką i ustawiłem urządzenie w jasnym miejscu.

Nic. Widziałem tylko jakieś mgliste, poruszające się kształty, cienie ze świata duchów. Wszystko rozmazane. Ukłuło mnie rozczarowanie, ale zaraz zacząłem pomału dostrajać ostrość, tak samo jak z pewnością robił to Leeuwenhoek. Podniecenie sprawiało, że przy każdym obrocie śruby robiłem się coraz bardziej spięty, jak gdybym regulował przestrzeń między własnymi kręgami. I nagle zobaczyłem. Kropla stała się ostra, ukazał mi się ukryty w niej świat. Patrzyłem na amebowate organizmy, których nazw nie znałem. Zobaczyłem twór w kształcie spirali oraz okrągłą, ruchliwą, kleksowatą istotkę, otoczoną aureolą najpiękniejszych nitek, jakie kiedykolwiek widziałem. Nie mogłem oderwać od nich wzroku. _Komórki_.

W 1677 roku Leeuwenhoek zbadał swoje nasienie oraz próbkę spermy otrzymaną od człowieka cierpiącego na rzeżączkę i ujrzał ludzkie plemniki, „zwierzątka genitalne”¹⁰. Ruszały się „jak węże lub węgorze pływające w rzece”¹¹. Ale mimo zapału i pracowitości kupiec bławatny narobił sobie kłopotów, nie chciał bowiem, by ktokolwiek – w tym uczeni – studiował budowę jego mikroskopów. Był zbyt podejrzliwy. Naukowcy wysuwali zatem rozmaite zastrzeżenia pod adresem Leeuwenhoeka i często odnosili się doń lekceważąco. Henry Oldenburg, sekretarz Towarzystwa Królewskiego, oczekiwał dodatkowych informacji: „Pragniemy zapoznać się z Pańskimi metodami, aby inni mogli powtórzyć i potwierdzić Pańskie obserwacje”¹². Prosił też Leeuwenhoeka o szkice przedstawiające stworzenia ujrzane pod mikroskopem i podkreślał, że spośród około dwustu listów wysłanych przez Holendra do Towarzystwa Królewskiego tylko połowa nadaje się do publikacji, pozostałe nie zawierają bowiem odpowiednio mocnych dowodów na poparcie tego, co zostało opisane, lub nie prezentują zastosowanej metody naukowej. Mimo to Leeuwenhoek nadal migał się od ujawniania komukolwiek tajników budowy swoich mikroskopów i swoich procedur badawczych. „Nie był filozofem ani lekarzem, nie należał do żadnej z wyższych klas społecznych, nie miał za sobą studiów uniwersyteckich, nie znał łaciny, francuskiego ani angielskiego – podkreślał historyk nauki Steven Shapin. – Jego doniesienia wprawiały w zadziwienie ludzi tamtej epoki. Fakt, że Leeuwenhoek był laikiem, dodatkowo umniejszał wiarygodność owych doniesień”¹³.

Niektóre spośród „zwierzątek”, które Leeuwenhoek zaobserwował przez swój jednosoczewkowy mikroskop. „Fig. II” na dolnej ilustracji może przedstawiać ludzki plemnik, ewentualnie bakterię wyposażoną w wić

Góra: Dr. Lesley Robertson, Delft School of Microbiology, Delft University of Technology. Dół: Universal History Archive/Getty Images

Leeuwenhoek jednak najwyraźniej wolał skrytość i z początku cieszył się, że uchodzi za amatora: podobało mu się bycie zwykłym kupcem, który od czasu do czasu prosi przyjaciół, by dostarczyli mu trochę wody morskiej w szklanej butelce. Jedynym potwierdzeniem jego odkryć, wywracających nauki przyrodnicze do góry nogami, było pisemne oświadczenie grupy ośmiu szacownych mieszkańców Delft zaproszonych przez Leeuwenhoeka na demonstrację mikroskopów. Wszyscy zgodnie stwierdzili, że jego instrumenty faktycznie pozwalają ujrzeć „pływające zwierzęta”. Establishmentowi naukowemu takie zapewnienia nie wystarczały, co mocno nadszarpnęło reputację Holendra¹⁴. Irytowało to Leeuwenhoeka, mimo to niestrudzenie zagłębiał się w świat miniaturowych istotek, których najwyraźniej nikt oprócz niego nie potrafił dostrzec. W 1716 roku pisał, nie kryjąc urazy: „Moje badania, prowadzone przez bardzo długi czas, nie miały na celu zapewnienia mi estymy. Przede wszystkim pragnąłem zaspokoić głód wiedzy, trawiący mnie, jak widzę, intensywniej niż innych”¹⁵.

Można powiedzieć, że sam stał się drobną, niewiele znaczącą, niemal niewidzialną istotą. Wkrótce popadł w zapomnienie.

------------------------------------------------------------------------

*

W 1665 roku, prawie dziesięć lat przed opublikowaniem przez Leeuwenhoeka listu zawierającego opis zwierzątek igrających w kropli wody deszczowej, angielski naukowiec i polihistor Robert Hooke również zobaczył komórki¹⁶, choć nie były one żywe i z pewnością nie tak różnorodne jak istotki odkryte przez Holendra. Hooke stanowił przeciwieństwo Leeuwenhoeka. Odebrał wykształcenie w Kolegium Wadhama w Oksfordzie, miał rozległe zainteresowania i ogromną, różnorodną wiedzę. Był fizykiem, architektem i matematykiem, prowadził badania z wykorzystaniem teleskopu oraz mikroskopu, ponadto zajmował się sporządzaniem ilustracji naukowych.

Niemałą rolę w świecie nauki odgrywali wówczas ludzie dobrze urodzeni, posiadający źródła niezależnego dochodu, który pozwalał im oddawać się rozmyślaniom o sprawach świata przyrody. Hooke pochodził jednak z ubogiej rodziny. Mógł studiować w Oksfordzie dzięki stypendium, zarabiał, terminując u wybitnego fizyka Roberta Boyle’a. Szybko zapewnił sobie rozgłos. Uchodził za niezwykle oryginalnego myśliciela i znalazł zatrudnienie jako „kurator eksperymentów” w Towarzystwie Królewskim.

Dwusoczewkowy mikroskop złożony wykorzystywany przez Roberta Hooke’a. Należy zwrócić uwagę na mosiężną tuleję, w której umieszczono dwie soczewki, oraz na płomień i zestaw lusterek zapewniające stałe źródło światła

_Micrographia: or some physiological descriptions of minute bodies made by magnifying glasses. With observations and inquiries thereupon_, by R. Hooke. Wellcome Collection. Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)

Był obdarzony niezwykłą inteligencją, żywą i elastyczną. Ilekroć postanawiał zająć się nową dyscypliną, wkrótce poszerzał jej horyzonty i rzucał nowe światło na różne sprawy i problemy. Pisał dużo na temat mechaniki, optyki i materiałoznawstwa. Po wielkim pożarze Londynu, który we wrześniu 1666 roku w pięć dni strawił osiemdziesiąt procent miasta, Hooke pomagał poważanemu architektowi Christopherowi Wrenowi w prowadzeniu analiz geodezyjnych i odbudowie zniszczonych domów¹⁷. Zajmował się też badaniem i klasyfikacją skamieniałości, ponadto zbudował silny teleskop, pozwalający oglądać powierzchnię Marsa.

Na początku lat sześćdziesiątych XVII wieku zajął się mikroskopią. W przeciwieństwie do Leeuwenhoeka korzystał z mikroskopów złożonych. Składały się one z dwóch precyzyjnie oszlifowanych szklanych soczewek umieszczonych po obu końcach ruchomej tulei wypełnionej wodą, dzięki której obraz był klarowniejszy. Jak objaśniał Hooke, „jeśli przystawić obiekt bardzo blisko soczewki, instrument pozwoli zobaczyć go w powiększeniu i uczyni niezwykle wyraźnym, spisze się tedy lepiej niż dowolny mikroskop. Choć instrument taki łatwo wykonać, używanie go nastręcza wielu trudności ze względu na bliskość i niewielkie rozmiary oglądanego obiektu. Aby rozwiązać te dwa problemy, wykorzystałem mosiężną tuleję”¹⁸.

W styczniu 1665 roku opublikował książkę zawierającą szczegółowy opis jego eksperymentów i obserwacji, zatytułowaną _Micrographia: Or Some Physiological Descriptions of Minute Bodies Made with Magnifying Glasses with Observations and Inquiries Thereupon_ __ . Okazała się prawdziwym hitem. „Jedna z najoryginalniejszych książek, jakie zdarzyło mi się czytać” – pisał pamiętnikarz Samuel Pepys¹⁹. Rysunki tycich zwierząt, nigdy nieoglądanych w tak wielkim powiększeniu, zachwycały i przerażały czytelników. Wśród dziesiątek starannych ilustracji znalazły się choćby szkice przedstawiające pchłę, znacznie większą niż w rzeczywistości, a także gigantyczną wesz, której groteskowy, pasożytniczy aparat gębowy zajmował jedną ósmą strony, oraz oko złożone muchy domowej, składające się z niezliczonych fasetek i przypominające maleńki żyrandol²⁰. „Oczy muchy podobne są niemal do koronki”, pisał Hooke²¹. Niekiedy decydował się na nietypowe rozwiązania: przykładowo użył brandy, by odurzyć mrówkę, co pozwoliło mu szczegółowo narysować jej czułki²². Wśród ilustracji przedstawiających pasożyty i szkodniki znalazł się też inny szkic, z pozoru mało ekscytujący, który jednak stał się początkiem cichej rewolucji w naukach biologicznych. Był to przekrój poprzeczny łodygi rośliny – korka – obejrzanej przez Hooke’a pod mikroskopem.

Przekrój korka narysowany przez Hooke’a i umieszczony w dziele _Micrographia_ (1665). Książka wzbudziła w Anglii ogromne zainteresowanie za sprawą rysunków przedstawiających maleńkie zwierzęta i fragmenty roślin widziane pod mikroskopem. Najprawdopodobniej Hooke nie zobaczył komórek korka, a jedynie zarys ścian komórkowych, później jednak zdołał ujrzeć organizmy komórkowe żyjące w kropli wody

_Micrographia: or some physiological descriptions of minute bodies made by magnifying glasses. With observations and inquiries thereupon_, by R. Hooke. Wellcome Collection. Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)

Naukowiec przekonał się, że korek nie jest bynajmniej płaski, monotonny i jednolity. „Wziąłem porządną łodygę – objaśniał czytelnikom – następnie zaś odciąłem kawałek kozikiem zaostrzonym niczym brzytwa, dzięki czemu uzyskałem preparat o wyjątkowo gładkiej powierzchni. Obejrzałem go starannie pod mikroskopem i wkrótce uświadomiłem sobie, że korek jest porowaty”²³. Owe pory okazały się niezbyt głębokie. Hooke porównał je do „niezliczonych pudełeczek”²⁴. Słowem, korek składał się z regularnie uporządkowanych wielokątnych struktur, z osobnych, podobnych do siebie jednostek, które przypominały plastry miodu w ulu – albo mnisie izby klasztorne.

_Reszta tekstu dostępna w regularnej sprzedaży._PRZYPISY KOŃCOWE

Wstęp

1 R. Virchow, _Disease, Life and Man: Selected Essays_, transl. L. J. Rather, Stanford: Stanford University Press, 1958, s. 81.

2 Przypadek Sama P. opisuję na podstawie naszych rozmów oraz rozmów z jego lekarzem, prowadzonych w 2016 roku. Zmieniłem imię i wszelkie szczegóły umożliwiające identyfikację.

3 Przypadek Emily opisuję na podstawie naszych rozmów oraz rozmów z jej rodzicami i lekarzami, prowadzonych w 2019 roku. Zob. także S. Mukherjee, _The Promise and Price of Cellular Therapies_, „New Yorker”, 15 lipca 2019.

4 A. van Leeuwenhoek, _Observations, Communicated to the Publisher by Mr. Antony Van Leeuwenhoek, in a Dutch Letter of the 9th Octob. 1676. Here English’d: Concerning Little Animals by Him Observed in Rain-Well-Sea- and Snow Water; as Also in Water Wherein Pepper Had Lain Infused_, „Philosophical Transactions of the Royal Society” 1677, t. 12, nr 133, s. 821–832.

5 CAR __ T_-cell Therapy_, National Cancer Institute Dictionary online, dostęp: grudzień 2021, bit.ly/4bHBkoN, dostęp: styczeń 2024.

6 S. A. Tsokolov, _Why Is the Definition of Life So Elusive? Epistemological Considerations_, „Astrobiology” 2009, t. 9, nr 4, s. 401–412.

7 Nie twierdzę, że te emergentne cechy to najważniejsze cechy charakterystyczne żywych organizmów. To po prostu cechy systemów żywych komórek, nabyte przez organizmy wielokomórkowe dzięki ewolucji.

8 Nie każda komórka ma wszystkie te cechy. Procesy specjalizacji komórek w złożonych organizmach oznaczają na przykład, że jedne komórki zajmują się magazynowaniem środków odżywczych, drugie natomiast odpowiadają za usuwanie odpadków. Rzecz jasna, organizmy jednokomórkowe – na przykład drożdże lub bakterie – nie mogą sobie na to pozwolić. Dysponują tylko jedną komórką, która musi wykonywać wszystkie niezbędne zadania. Służą jej do tego wyspecjalizowane organelle. Tymczasem wielokomórkowce – w tym również ludzie – zyskali dzięki ewolucji osobne narządy i osobne wyspecjalizowane komórki.

9 Akiko Iwasaki, wywiad udzielony autorowi, luty 2020 roku. Zob. także SARS-CoV_-2 Variant Classifications and Definitions_, Centers for Disease Control and Prevention online, 1 grudnia 2021, bit.ly/3X9faY6; _Severe Acute Respiratory Syndrome (_SARS_)_, World Health Organization online, dostęp: grudzień 2021, bit.ly/3Va3NfD.

10 J. Simmons, _The Scientific 100: A Ranking of the Most Influential Scientists, Past and Present_, New York: Kensington, 2000, s. 88–92; G. A. Silver, _Virchow, The Heroic Model in Medicine: Health Policy by Accolade_, „American Journal of Public Health” 1987, t. 77, nr 1, s. 82–88.

11 R. Virchow, _Disease, Life and Man_, dz. cyt., s. 81.