Vi sinh vật có thể tự nhiên sinh sôi không?
Một đĩa thức ăn để lâu thường xuất hiện một số sinh vật nhỏ bé. Đôi khi chúng ta chỉ biết thức ăn đã bị biến chất mà không nhìn thấy những sinh vật ấy, vì mắt thường không đủ khả năng quan sát. Nếu đặt thức ăn dưới kính hiển vi, kết quả sẽ khiến nhiều người ngạc nhiên: trong đó có hàng nghìn, hàng vạn sinh vật nhỏ bé. Chúng ta gọi chúng là vi sinh vật. Vậy vi sinh vật trong thức ăn xuất hiện bằng cách nào?
Thực tế cho thấy ban đầu trong thức ăn không có vi sinh vật, về sau chúng mới sinh sôi. Vì thế, trước đây nhiều người cho rằng vi sinh vật tự nhiên phát sinh từ thức ăn. Học thuyết này được gọi là thuyết phát sinh tự nhiên của vi sinh vật.
Vào thế kỉ XVII, một nhà nghiên cứu sinh vật người Italia đã phủ nhận quan điểm ấy. Ông làm một thí nghiệm: đặt thịt vào hai bình, một bình mở nắp, bình kia dùng vải mỏng bịt kín. Sau một thời gian, ruồi bay vào bình mở nắp, rồi xuất hiện dòi; còn bình bịt vải thì không có ruồi và dòi. Rõ ràng, thịt thối không tự sinh ra ruồi, mà ruồi chỉ có thể sinh ra từ đời trước. Thí nghiệm của Leidy đã phủ nhận thuyết phát sinh tự nhiên. Nhưng những người phản đối lại cho rằng ruồi là động vật tương đối bậc cao nên không thể tự nhiên sinh ra, điều đó không chứng minh vi sinh vật cũng không thể tự phát sinh. Vì vậy, tranh luận giữa hai bên vẫn chưa ngã ngũ.
Sang thế kỉ XVIII, cha cố Thiên chúa giáo đồng thời là nhà nghiên cứu sinh vật người Anh John - Niderhan đã làm một thí nghiệm để ủng hộ thuyết phát sinh tự nhiên. Ông đun nước thịt cừu trên lửa trong 5 phút, cho vào bình rồi dùng gỗ mềm đậy kín. Theo lý thuyết, trong điều kiện ấy vi sinh vật và ruồi trong không khí không thể chui vào bình, cũng không thể có vi sinh vật sinh sôi. Nhưng vài ngày sau, khi kiểm tra, ông thấy trong nước thịt cừu có rất nhiều vi sinh vật đang hoạt động. Như vậy, thuyết phát sinh tự nhiên dường như có thêm chứng cứ.
Đúng lúc ấy, tại Italia xuất hiện nhà khoa học Lazzaro Spallanzani. Ông cho rằng sai sót của Niderhan có thể nằm ở việc chỉ đun nóng 5 phút; nếu thời gian ấy không đủ để giết hết vi sinh vật trong bình thì kết quả kia là điều bình thường. Vì vậy, Spallanzani làm lại thí nghiệm theo cách của Niderhan: ông đổ nước thịt cừu vào nhiều bình, đun nóng rồi bịt kín miệng bình; trong đó một bình đun 5 phút, các bình còn lại đun 1 giờ.
Vài ngày sau, Spallanzani kiểm tra và thấy bình nước thịt cừu đun 5 phút đầy vi sinh vật, còn những bình đun 1 giờ thì không có bất kỳ vi sinh vật nào. Sự việc đến đây đã khá rõ, nhưng Niderhan phản kích rằng đun nóng 1 giờ có thể đã làm “sức sống tự nhiên” của vi sinh vật mất hết, hơn nữa phương pháp bịt kín khi đun nóng của Spallanzani có thể đã đẩy hết không khí ra ngoài, trong trạng thái chân không thì vi sinh vật làm sao tồn tại được?
Lý lẽ ấy thực ra không vững. Nếu vi sinh vật có thể tự phát sinh thì đáng lẽ không phụ thuộc vào việc nước được đun bao lâu; vấn đề chỉ còn là trong trạng thái chân không kết quả có giống vậy không. Vì thế, trong thí nghiệm tiếp theo, Spallanzani đặc biệt chú ý bịt kín bình mà không để không khí lọt ra ngoài. Kết quả vẫn như cũ, khiến Niderhan không còn cách phản bác.
Năm 1860, nhà khoa học kiêm nhà vi sinh vật học nổi tiếng người Pháp Louis Pasteur thiết kế một thí nghiệm hợp lý hơn. Ông đổ nước thịt đã đun nóng vào bình chịu nhiệt có cổ dài và cong, vừa không ngăn cản không khí ra vào, vừa không phải đun nóng toàn bộ bình. Kết quả cho thấy vi sinh vật đều bị giữ lại ở phần cong của cổ bình, còn trong bình không xuất hiện vi sinh vật. Rõ ràng, vi sinh vật xâm nhập từ không khí, từ đó thuyết phát sinh tự nhiên bị phủ nhận triệt để.
Tất nhiên, vi sinh vật cũng như mọi sinh vật khác đều trải qua quá trình lâu dài mới dần dần hình thành, nhưng quá trình tiến hóa ấy khác về bản chất với thuyết phát sinh tự nhiên nói trên.
