Возникновение протистологии относится ко второй половине XVII в., к тому времени, когда А. Левенгук увидел и описал строение, способы движения и даже размножения большого числа разнообразных микроорганизмов — бактерий и простейших.

В начале XIX в. для обозначения простейших был введен новый термин Protozoa. Впервые его употребил в 1817 г. Гольдфус, но в литературу он вошел только в 1820 г. Под этим названием Гольдфус объединил не только простейших, но и полипов, медуз, коловраток и мшанок.

Характерное для второй половины XVIII и начала XIX в. увлечение систематикой сказалось и на протистологии. Однако для обоснованного подразделения простейших на систематические группы накопленных к тому времени анатомо-морфологических и физиологических данных еще явно не хватало. Поэтому в начале XIX в. внимание многих микроскопистов было направлено на поиски характерных черт строения различных микроскопических форм, и здесь не обошлось без больших преувеличений и ошибок, неизбежных в условиях сложности материала и неразработанности методик исследования. Сказалось также и довольно широко распространенное в то время влияние немецкой натурфилософии с ее пристрастием к аналогиям. Все это отразилось в работах крупного немецкого исследователя X.Г. Эренберга, которому протистология многим обязана.

Под влиянием учения о «едином плане строения» он стремился доказать аналогичность строения простейших и высших организмов, «обнаруживал» у простейших органы, подобные желудку и сердцу высших животных. В 1838 г. он опубликовал свой основной труд об инфузориях — «Наливочные животные как совершенные организмы», в котором приводилось описание 350 видов. В состав единой группы инфузорий Эренберг включил простейшие, бактерии, диатомеи, сине-зеленые водоросли и коловратки. Все эти формы, т. е. одноклеточные и многоклеточные организмы, он считал животными, исключив из этой группы лишь сперматозоидов и уксусных угриц. Несмотря на значительный вклад Эренберга в развитие протистологии (он открыл много новых родов простейших), его классификация, построенная на ошибочной основе, не способствовала прогрессу в этой области и могла лишь служить, по словам Т. Гексли, удивительным памятником напряженного и непрерывного труда. Исследования Эренберга являются любопытной иллюстрацией того, какие ошибочные умозаключения могут быть сделаны из наблюдаемых фактов.

Полигастрическая теория Эренберга, не находившая никакого эмпирического подтверждения, просуществовала недолго. Ею закончился длительный «метафизический» период в истории изучения простейших, связанный, с одной стороны, с поисками единства строения простейших и высших животных, а с другой — с поисками «зоофитов» — форм, промежуточных между растениями и животными организмами.

Перелом во взглядах на место простейших в системе органического мира произошел с появлением работы Ф. Дюжардена. В 1835 г. он опубликовал свое первое сообщение о простейших, в котором показал, что тело корненожек состоит из простого комочка живого вещества, которое он назвал саркодой (отсюда произошло название класса Sarcodina), и не содержит специальных сложных органов. Этим открытием не только устранялось сближение фораминифер с головоногими моллюсками, на чем упорно настаивал в 1826 г. д’Орбиньи — сторонник существования зоофитов, — но целиком опровергалась прежняя точка зрения на строение простейших.

После того как в 1838–1839 гг. была сформулирована клеточная теория, открылись принципиально новые возможности для трактовки микроскопического строения организмов. Хотя основоположники клеточной теории мало интересовались простейшими, непосредственное влияние этой теории на исследования микрофауны обнаружилось почти немедленно, и было весьма значительным.

Клеточную теорию к изучению простейших впервые применил М. Бари. В труде «Сравнение инфузорий с клеткой» (1843) он утверждал, что Monas и близкие к нему жгутиковые являются одной клеткой и обладают ядром, соответствующим клеточному ядру высших форм; подобно клеткам последних, они размножаются исключительно путем деления.

Новые тенденции, связанные с утверждением в науке клеточной теории, подытожил К. Зибольд, окончательно сформулировавший в 1845 г. учение об одноклеточной природе простейших. Он воспользовался уже предложенным Гольдфусом термином Protozoa, но, в отличие от Гольдфуса, применил его к группе животных, соответствующей типу беспозвоночных. Таким образом, Зибольд впервые вложил в этот термин современное содержание. Согласно его воззрениям, все тело простейшего состоит из бесструктурного вещества — саркоды и центрального, железистого тела, являющегося обычным клеточным ядром. Благодаря этому в представлениях о строении простейших утвердилось новое воззрение. Их стали считать организмами, простота организации которых соответствует строению одной клетки.

Дальнейшему развитию протистологии и главным образом изучению их морфологии способствовали обширные исследования Л.С. Ценковского, который посвятил изучению простейших преимущественно первую половину своей творческой деятельности. В докторской диссертации «О низших водорослях и инфузориях», изданной в 1856 г. и сразу же привлекшей к себе внимание ученого мира, Ценковский дал подробное описание морфологии и истории развития различных простейших, водорослей и грибков. Он исследовал также процесс образования цист у инфузорий и выяснил механизм размножения некоторых корненожек, в частности солнечников.

В последующие годы Ценковский открыл и описал большое число простейших, обитающих в различных экологических условиях. Выяснив генетические отношения между ними, он убедительно обосновал вывод об отсутствии резких границ между растительным и животным миром. Он впервые описал особую группу простейших организмов — Labyrinthuleae, сходную с миксомицетами; открыл новый род корненожек — Clathrulina, характеризующийся наличием полого кремниевого скелета и размножением при посредстве подвижных зооспор; выяснил историю развития некоторых радиолярий и выявил их генетическое родство с Heliozoa; установил наличие у некоторых радиолярий симбиоза с водорослями; изучил историю развития некоторых представителей светящихся простейших — Noctiluca и т. д.

Все эти исследования «знаменитого микроскописта нашего времени Ценковского» (по выражению Геккеля) внесли важный вклад в изучение низших организмов.

Рождению бактериологии как самостоятельной научной дисциплины предшествовал длительный период умозрительных, а затем эмпирических представлений о природе явлений, связанных с деятельностью микроорганизмов. В основе поисков, приведших к возникновению бактериологии, издавна лежали три главные проблемы — причины возникновения заразных заболеваний, природа процессов брожения и гниения, источник появления мельчайших живых существ. Результаты исследований этих проблем и составили тот фундамент, на котором возникла бактериология.

Первые указания на активные функции дрожжей в процессе брожения сделал в 1803 г. французский химик Л. Тенар. Его основной вывод гласил: «Тело, способное осуществлять брожение, сходно с дрожжами; оно также состоит из азота, кислорода, углерода и водорода…, действует на сахар так же, как дрожжи… Я отныне буду называть его ферментом». Это первое указание на наличие у дрожжей свойств фермента привлекло к ним внимание ученых и определило все последующее направление в изучении природы брожения. Дальнейшая конкретизация этих представлений связана с именем французского химика А. Дюбренфо, который четко дифференцировал функции глютеина и дрожжей.

Начало микроскопическому изучению дрожжей положили наблюдения Ж.Б. Демазьера, исследовавшего морфологическое строение Mycoderma cerivisiae, а первое тщательное микроскопическое изучение дрожжей провел III. Каньяр-де-Латур. Он не только изучил морфологию дрожжей, но и пришел к выводу, что их жизнедеятельность является причиной брожения.

Идею Каньяр-де-Латура подхватили в 1837 г. Т. Шванн и немецкий альголог Ф. Кютцинг. Таким образом, в первой половине XIX в. была провозглашена новая, биологическая теория брожения. Однако она сразу же натолкнулась на оппозицию в лице сторонников химической природы брожения — Берцелиуса, Митчерлиха и Либиха. Между сторонниками и противниками биологической доктрины брожения завязалась длительная борьба, которая завершилась победой биологической теории благодаря исследованиям Л. Пастера.

Открытие мира микробов послужило новым источником доводов в пользу теории самозарождения, поскольку спонтанное возникновение таких мелких и просто организованных существ, как микробы, казалось само собой разумеющимся.

Острая и длительная дискуссия между Л. Спалланцани и Д. Нидхэмом по вопросу о возможности самозарождения жизни не привела к какому-либо окончательному решению. Вопрос оставался открытым вплоть до 1836 г., когда химик Ф. Шульце, работавший в лаборатории Э. Митчерлиха, возобновил изучение этой проблемы, пытаясь выяснить влияние воздуха на самозарождение и гниение. Именно вопрос о качестве воздуха, который якобы становится непригодным для развития зародышей в сосудах с прокипяченным бульоном, был основным аргументом в пользу самозарождения у его защитников. Шульце очищал вводимый в сосуды воздух не путем прогревания, как делал Спалланцани, а пропуская его через сосуды с серной кислотой. Жидкости в сосудах Шульце оставались длительное время стерильными.

Сходные опыты провел в 1837 г… Шванн, который вводил в сосуды с питательным бульоном воздух, пропущенный через раскаленную металлическую трубку. Пытаясь доказать, что такой воздух не утрачивает способности поддерживать жизнь, Шванн помещал в него животных, которым это не причиняло никакого вреда. Отсюда он сделал заключение, что гниение питательного субстрата может начаться только при попадании в стерильный бульон живых микробов извне.

Опыты Шульце и Шванна не убедили сторонников самозарождения, продолжавших утверждать, что при химической и термической обработке воздух существенно изменяется. Дело осложнялось тем, что аналогичные эксперименты других исследователей приводили к весьма противоречивым результатам. Возражения сторонников самозарождения в значительной мере потеряли силу благодаря опытам Г. Шредера и Т. фон Душа, которые в 1854 г. для предотвращения проникновения микробов в стерильные питательные растворы впервые применили пробку из ваты. Результат был тот же, что и при химической и термической обработке воздуха. Однако ввиду того, что действие ватного фильтра оказывалось не всегда надежным и авторы не могли определить истинной природы бродильного начала, сторонники самозарождения не складывали оружия.

Следует отметить, что борьба двух концепций велась не только в пределах лабораторных опытов, но нашла выход и в практику. Еще в 1810 г. французский предприниматель Ш. Аппер, использовав результаты опыта Л. Спалланцани, нашел, что растительные и животные пищевые продукты, помещенные в герметически закрытые сосуды и прогретые в кипящей воде, сохранялись неопределенно долгое время. Инициативный промышленник нашел практическое применение обнаруженному Л. Спалланцани факту и положил начало производству консервов. Отсутствие самозарождения микробов получило косвенное подтверждение и в практике пивоваренной и спиртовой промышленности.

Таким образом, исследования по проблеме самозарождения микроорганизмов в первой половине XIX в. не только обогатили науку, углубив представления о бактериях, но и частично раскрыли их роль в природе и значение в хозяйственной деятельности человека. Однако вопрос о самозарождении микроорганизмов до опытов Л. Пастера так и не был снят.

Открытие и накопление сведений о бактериях, естественно, возбудили интерес к изучению их строения, способов движения и размножения, а также вызвали первые попытки их систематизации. Изучение морфологии микроорганизмов и их классификация составили первый морфологический период в истории бактериологии.

В первой половине XIX в. классификация бактерий была усовершенствована Эренбергом, который разделил весь класс инфузорий на 22 семейства, три из которых — Cripthomonadina, Monadina и Vibrionia — объединяли бактерий. Семейство Monadina было подразделено на четыре рода — Bacterium, Spirillum, Spirochaeta и Vibrio. Это деление сохранило свое значение до сегодняшнего дня.

В вопросе о морфологическом строении представителей этих родов Эренберг продолжал придерживаться убеждения о сложной организации всех представителей класса инфузорий. Наблюдаемый им «хоботок» (Russel), по-видимому, пучок жгутиков, он считал органом восприятия пищи. Судя по всему, Эренберг располагал для наблюдения бактерий достаточными техническими средствами, хотя это и не спасло его от грубых ошибок в описании их строения.

Как уже отмечалось, морфологические взгляды Эренберга встретили сильную оппозицию со стороны Дюжардена. В своем труде о микроскопическом строении, микроорганизмов (1841), в частности бактерий, последний сосредоточил основное внимание на семействе Vibrionia, в котором выделил три рода: Bacterium — с четырьмя видами, Vibrio — с четырьмя видами и Spirillum — с тремя видами. Выделенный Эренбергом род Spirochaeta Дюжарден исключил из своей системы. Хотя Дюжарден и не описал новых видов бактерий, его классификация сыграла существенную роль в бактериологии, так как она строилась на более правильных представлениях о строении микроорганизмов.

В 1849 г. немецкий ботаник К. Негели, исследуя одноклеточные водоросли и бактерии, обратил внимание на морфологическое сходство бесхлорофильных микроскопических форм и пигментированных водорослей. Выявив среди бактерий пигментированные формы, он включил их в класс водорослей, а непигментированные — в класс грибов. Это послужило для Негели поводом к размышлениям о физиологических особенностях представителей обоих классов. К тому времени было уже известно, что пигментированные организмы способны обходиться без органического питания. Неудивительно поэтому, что пигментированные микробы Негели отнес к растениям. Руководствуясь этими соображениями, он объединил все бесцветные микроскопические формы — Bacterium, Vibrio, Spirillum и Sarzina, а также дрожжи и возбудителя болезни шелковичных червей Nosema bombycis в группу Schyzomycetae. Вслед за этим Негели поставил вопрос о том, к какому классу — растениям или животным — следует отнести существа, объединенные в этой группе.

Обсуждение этого вопроса в 1851 г. продолжил итальянский ботаник М. Перти, полагавший, что группу бактерий следует считать промежуточной между животными и растениями, в связи с чем он назвал ее Phytozoida, т. е., растения-животные. Разделив ее на три подгруппы — Filigera, Sporozoidia и Lamprozoidia — Перти выделил из последней семейство Vibrionida с двумя родами — Spirillum и Bacteria. Классификация Перти не получила признания у его современников и была вскоре забыта.

Более определенное высказывание о растительной природе микроорганизмов было сделано немецким физиологом и ботаником Ф. Коном. Его работы по бактериологии и в особенности по классификации микробов имели фундаментальное значение. В своей главной работе «О развитии микроскопических водорослей и грибов» (1850) Кон использовал разделение Эренбергом семейства Vibrionia на четыре рода — Bacterium, Vibrio, Spirillum и Spirochaeta, но утверждал, что семейство Vibvionia должно быть отнесено не к животному царству, как у Эренберга, а к растительному вследствие его сходства с микроскопическими водорослями. В 1870–1876 гг. Кон тщательно изучил семейство Bacteria и охарактеризовал его как группу организмов, лишенных хлорофилла, имеющих сферическую или цилиндрическую форму и размножающихся посредством поперечного деления. Бесцветную Oscillaria (Beggiatoa) он вообще отделил от Bacteria. Все семейство Bacteria он разделил на четыре подсемейства — Sphaerobacteria с родом Monas; Microbacteria с родом Bacterium; Desmobacteria с родами Bacillus и Vibrio; Spirobacteria с родами Spirillum и Spirochaeta. Предлагая подобную классификацию, Кон руководствовался морфологическими, экологическими, а также функциональными признаками. Его классификация имела большое значение для прогресса микробиологии в XIX в. и не утратила своей ценности и в настоящее время.

К середине XIX в. наметились контакты между бактериологией и смежными с ней дисциплинами — протистологией, фитопатологией, ботаникой и систематикой низших растений. Это способствовало расширению теоретических представлений, совершенствованию методики микробиологических исследований и обнаружению новых путей для решения многих проблем. Так, изучение протистологами и ботаниками проблемы генетических связей протистов, низших растений и бактерий способствовало выяснению места микроорганизмов в естественной системе организмов.

Фитопатологические исследования А. де Бари внесли значительные усовершенствования в методику наблюдений и экспериментов при изучении бактериальных болезней растений. Это привело к тому, что интересы ученых в значительной степени изменились — вместо преимущественного исследования морфологии микроорганизмов стали заниматься изучением их функциональной деятельности. Так, ко второй половине XIX в. на смену первому периоду в истории бактериологии, связанному с выявлением бактерий в природе и изучением их морфологического строения, пришел период изучения особенностей их жизнедеятельности.