Dědictví jednoho sporu

V roce 1857 začal vzrušovat odbornou veřejnost zásadní spor přední autority v oboru chemie Justuse von Liebiga (nar. 1803) s mladým francouzským chemikem Louisem Pasteurem (nar. 1822). Jeho předmětem byla teorie o původu kvašení.

Zásluhy Liebiga o rozvoj chemie v 19. století byly mimořádné. Dokázal využít svých poznatků z pokusů s minerální výživou rostlin nejen k formulaci základních postulátů o působení vnějších vlivů na růst a vývoj rostlin, ale i k vymezení síly tohoto vlivu v závislosti na míře nedostatku konkrétní složky výživy. O mnoho let později, v době vzniku ekologie jako vědy o vztazích mezi organismy a prostředím, se Liebigovy závěry staly klíčem k formulaci 1. zákona ekologie – tzv. Liebigova zákona minima. 

Liebig dokázal své pokusy s rostlinami přetvořit v základy současné teorie výživy rostlin. Přitom jako jeden z mála významných přírodovědců 19. století uměl svých poznatků prakticky obchodně využít při zahájení průmyslové výroby minerálních hnojiv. Je tak právem pokládán za zakladatele oboru agrochemie. 

Pasteur přes uznání a titul profesora, který získal vyřešením problému optických izomerů kyseliny vinné, byl v polovině 19. století stále ještě začínajícím francouzským vědcem. S použitím mikroskopu – stejného prostředku, s jehož pomocí rozdělil krystaly pravotočivé a levotočivé kyseliny vinné – odhalil při řešení problémů francouzského vinařství pozitivní úlohu kvasinek a důsledky znehodnocení produktů kvasinkových buněk bakteriemi. Pasteurova nová teorie kvašení se záhy střetla s Liebigovým chemicko-mechanickým vysvětlením tohoto jevu. 

V Liebigově výkladu byl výskyt mikroorganismů v kvasných procesech jen důsledkem a nikoli příčinou rozkladného děje. Na tomto stanovisku trval po celý život a (asi pro jistotu) všechny nabídky nezávislých experimentů odmítal. Liebigovi jeho tehdejší postavení tento přístup umožňovalo. Jeho přičiněním se Německo stalo v 19. století světovým centrem chemického a fyziologického bádání. 

Mnozí chemici a biologové se i po smrti obou vědců pokoušeli spor Liebiga s Pasteurem vyřešit – dlužno podotknout, že ne zcela nezaujatě. Např. německý chemik Eduard Büchner (nositel Liebigovy pamětní medaile z roku 1905) tvrdil, jak se lze dočíst v dodnes opisovaném hodnocení závěrů jeho prací, že spor definitivně vyřešil objevem bezbuněčného kvašení. V přírodě však takový proces neprobíhá. Büchner zkvasil cukerný roztok enzymy bez přítomnosti kvasinek, ale tyto enzymy získal z rozmělněných a vylisovaných původně živých kvasinek. Za tento objev, považovaný za začátek enzymových biotechnologických výrob, získal Büchner v roce 1907 Nobelovu cenu. 

Mnoho biotechnologických výrob je dnes založeno na čistě enzymových technologiích. Patří k nim i výroba invertů sacharózy a hydrolyzátů škrobu nabízených jako krmiva pro včelstva. Sluší se konstatovat, že bez Pasteurem objevené úlohy mikroorganismů by všechny tyto výroby byly nemyslitelné. Enzymy se totiž stále získávají umělým způsobem z živých buněk mikrobiálních kultur. V některých biotechnologických výrobách jsou enzymy pro jejich úsporu a lepší působení jako biokatalyzátory navázány na polymerních nosičích podobně jako v protoplazmě živých buněk. Výroba piva, vína, medoviny či fermentace v mlékárenských technologiích jsou stále založeny na čistě přírodních procesech probíhajících uvnitř buněk použitých mikrobiálních kultur. 

Pasteur byl fascinován světem mikroorganismů. Usilovným pozorováním a pokusy dospěl v druhé polovině 19. století k závěrům o mikrobiální infekci jako příčině mnoha nemocí. K závěrům, pro něž byl nenáviděn i mnoha autoritami lékařské vědy, které z důvodů vlastní ješitnosti odmítaly přiznat, v jak hlubokých a nebezpečných bludech jejich učení setrvává a kolik zbytečných úmrtí jejich nesterilní praxe stojí. Dokonce i fenomenální Pasteurův objev imunizace proti vzteklině, jejíž virový původce byl v 19. století „neviditelný“, se setkal přes mnoho zachráněných životů ve vědeckých kruzích s neuvěřitelně negativní reakcí a štvavou kampaní vůči Pasteurovi. 

Pro současnou praxi v zemědělské výrobě a v chovu včel jsou stálou inspirací Pasteurovy úspěchy v boji se snětí slezinnou a Nosemou bombycis, která ničila chovy bource morušového. Mikroskopická identifikace původce nemoci umožnila přerušit řetězec jejího přenosu. Byla zavedena radikální metoda tlumení této nemoci likvidací vajíček nemocných motýlů bource, která současně s důkladnou sanitací a technologickými opatřeními zabránila přenosům nákazy v chovech bource morušového. 

Dodnes je potlačování chorob likvidací jejich včas diagnostikovaných nositelů (včelstev nemocných morem včelího plodu nebo i roztočů infikovaných viry) a zamezení přesunů včelího díla a nástavků mezi stanovišti klíčovým opatřením v boji proti infekčním chorobám včel. 

Boj s infekčními nemocemi je od časů Pasteura vždy založen i na včasné a správné identifikaci jejich původců. Byly to Pasteurovy pokusy se sterilizovanými živnými roztoky v baňkách s labutím hrdlem, které znamenaly definitivní konec teoriím o samovolném vzniku mikroorganismů samoplozením. Proto dnes víme, že ve starých plástech se netvoří mor včelího plodu a prostou výměnou díla se jej bohužel nezbavíme, že zkamenění včelího plodu (stále opisovaná aspergillus mykóza) neexistuje, protože „původce“ se vyvíjí jen na mrtvých včelách. Víme také, že původcem hniloby včelího plodu je pouze nesporulující Melissococcus plutonius a nikoli sekundárně se vyskytující sporulující Bacillus alvei. Tento poznatek zlepšuje prognózu při boji s hnilobou ve srovnání s potíráním moru. Mikrobiologický výzkum umožňuje nejen lépe provádět diagnózu, ale i volit účinné metody boje s nemocemi včel, likvidací jejich skutečných ohnisek, ohniskovou dezinfekcí a dalším sledováním jejich možného výskytu v okolí. 

Abychom byli spravedliví, Liebigovy zásluhy přinejmenším o současné materiální blaho lidstva jsou mimořádně veliké. Studium fyziologie minerální výživy rostlin a zavedení výroby umělých hnojiv způsobilo doslova revoluci ve výnosech zemědělských plodin. Na tento obor navázal vzápětí i vznik a stálý rozvoj podniků produkujících agrochemii, z nichž ty největší (BAYER, BASF, SYNGENTA) nikoli náhodně sídlí v německy hovořících zemích. 

Dnes si bez agrochemie nedokážeme moderní zemědělství představit. V tomto pokračujícím trendu vysoké spotřeby agrochemikálií je přítomno hodně z původního mechanicko-chemického a mikrobiologii přezírajícího pohledu Justuse von Liebiga, otce zakladatele tohoto oboru z první poloviny 19. století, kdy se začaly pod vlivem úspěchů agrochemie vytvářet představy o tom, že vše zlepší minerální hnojiva a později chemické přípravky na ochranu rostlin, že organická hmota, humus a půdní život nejsou příliš důležité, a univerzálním řešením bude hydroponické pěstování rostlin v umělých podmínkách skleníků zcela bez půdy. Takové pěstební technologie odpovídají nereálným představám o možnostech trvalého růstu zemědělské výroby jakoukoli cestou a někdy, bohužel, i za jakoukoli cenu. Jsme toho svědky i v současnosti, kdy chceme vyrábět stále více a rychleji, v důsledku čehož se setkáváme s extrémní koncentrací zemědělské výroby a s narůstajícími riziky kontaminace potravin pesticidy. 

Liebig si v závěru života uvědomoval omezení spojená s nárůstem chemizace zemědělské výroby a svoji nově nabytou zkušenost vyjádřil ve svém testamentu těmito slovy:

„Bohužel skutečná krása zemědělství, s jeho stimulačními intelektuálními principy, je většinou podceňována. Umění zemědělství se ztrácí kvůli nevědomosti nevědeckých a krátkozrakých učitelů, kteří přesvědčí zemědělce, aby všechny své naděje spatřovali v univerzálních postupech a založili na opravných prostředcích, které příroda nezná. Sledováním mých rad, oslepených krátkodobými výsledky, zemědělci zapomínají na půdu a ztrácí ze zřetele její vnitřní hodnotu a její vliv. Zdrojem mého absurdního chování byla mylná víra. Nebuďte příliš kritičtí, když se chemik omlouvá při hodnocení chemických látek. Založil své závěry nikoli na poznatcích z praxe, ale vycházel spíše ze zemědělských publikací považovaných za správné a spolehlivé. Všechny zemědělské postupy lze vysvětlit jen na základě přírodních zákonů, které je řídí.“

Připomeňme také slova z odkazu Louise Pasteura přečteného jeho synem při otevření jeho světoznámého ústavu v Paříži:

„Ve světě se střetávají dva protichůdné zákony. Na jedné straně zákon krve a smrti, který stále vynalézá nové způsoby ničení a nutí lidi, aby byli každou chvíli připraveni odejít do války. Druhým zákonem je zákon míru, práce a blaha, který myslí jen na to, jak zbavit lidstvo bolestí a nemocí, které útočí ze všech stran. Nikdo z nás neví, který zákon zvítězí. My však můžeme s jistotou říci, že věda, která slouží zákonům lidskosti, bude ze všech sil usilovat, aby rozšířila hranice života.“

27.12. uplyne již 196 let od narození L. Pasteura. Lidé odcházejí, ale jejich dílo a stále inspirativní myšlenky odkazu zůstávají. Stojí za to si je připomínat.

Autor: Václav Švamberk