Jabarkan Periode Modern Awal dari Teori kuman penyakit

Francesco Redi merupakan tabib Italia yang berhasil mematahkan doktrin generasi spontan melalui pembuktiannya. Generasi spontan adalah gagasan bahwa organisme dapat hidup secara spontan berasal dari materi tak hidup. Pembuktian yang dilakukan Francesco Redi didasari oleh eksperimen yang dilakukan oleh seorang pastor Jesuit Jerman, Athanasius Kircher (1601-1680).

Dalam Baconian Spirit, Kircher bersikeras bahwa hanya pengetahuan yang diperoleh dari eksperimen dapat mengarah pada kebenaran. Kircher menganggap eksperimennya merupakan imitasi dari alam dan secara bersamaan membenarkan konsep generasi spontan miliknya. Kircher telah menghabiskan waktu bertahun-tahun mencari penyebab vis seminalis (mani) atau spermatica (sperma) terhadap keterkaitannya dengan generasi dan kerusakan. Pada akhirnya ia menemukan “benih” yang berasal dari bangkai tumbuhan dan hewan yang disebut sebagai “panspermia”. Substrat dari “benih” mayat tersebut diparut atau dimaserasi dan ditambah dengan kotoran hewan atau serangga. Campuran itu kemudian ditempatkan pada suhu yang hangat dan lembab. Setelah jangka waktu tertentu, campuran tersebut akan menghasilkan induk yang hidup berdasarkan hewan yang Kircher “hasilkan”, dapat berupa katak, ikan, kupu-kupu, dan yang paling sering adalah lalat. Pada akhirnya Kircher memberikan formula dari eksperimennya dan menamainya “genesis of flies”.

Francesco Redi beberapa kali melakukan eksperimen untuk membuktikan generasi spontan itu tidak logis. Salah satu eksperimennya yang populer adalah membiarkan mayat ular Aesculapius (Coluber longissimus) yang masih segar membusuk di sebuah kotak. Tidak butuh waktu yang lama, muncul ulat-ulat kecil yang menghabiskan daging ular tersebut hingga hanya tersisa tulang dan kemudian ulat-ulat itu menghilang. Redi mencoba untuk melakukan eksperimennya kembali, namun kali ini dengan menutup kotak tersebut agar ulat-ulat tersebut tidak menghilang. Lalu, di akhir eksperimen ia menemukan lalat keluar dari kotak itu. Ia kembali melakukan eksperimen itu menggunakan daging hewan lainnya dan hasilnya tetap sama. Dari eksperimen itu ia menemukan bahwa lalat dewasa menjatuhkan telurnya pada daging mentah, kemudian dari telur itulah lahir ulat-ulat yang muncul di daging. Menurut Redi, daging, tanaman, dan bangkai lainnya berperan sebagai sarang bagi telur, anakan, atau segala bentuk benih lainnya pada saat musim berkawin.

Pada tahun 1668, Redi melakukan eksperimen infestasi lalat melalui tiga buah toples. Masing-masing toples diisi sepotong daging dan telur. Satu toples disegel rapat, satu toples ditutup menggunakan kain, dan toples terakhir tidak ditutup atau disegel. Eksperimen ini dilakukan Redi selama beberapa hari. Dari eksperimen tersebut, ia menemukan bahwa daging yang ditempatkan di dalam toples terbuka penuh dengan belatung. Hal serupa terjadi juga pada daging yang ditempatkan pada toples yang hanya ditutup kain karena lalat menaruh benihnya atas permukaan kain dan menyebabkan kain terinfestasi oleh belatung. Sementara, toples yang disegel tidak berbelatung sama sekali. Dari hasil tersebut ditemukan bahwa belatung hanya dapat ditemukan di permukaan yang dapat dijangkau oleh lalat. Redi berpendapat selama buah-buahan, sayur-sayuran, dan daging, baik dalam keadaan mentah atau matang, jika disimpan di tempat yang tertutup rapat, maka tidak akan terinfestasi oleh larva atau belatung. Eksperimen menjelaskan bahwa larva tidak muncul pada hewan mati, kecuali hewan hidup lainnya tidak menaruh benih di dalamnya. Peletakkan benih tersebut dapat dicegah secara efektif menggunakan tempat yang disegel ketat. Berdasarkan eksperimen itu, Redi berhasil menyimpulkan bahwa belatung tidak muncul secara spontan dari daging dan generasi spontan terbukti tidak logis.

Anton van Leeuwenhoek secara universal diakui sebagai bapak mikrobiologi. Dia merupakan seorang penjajak dalam ilmu mikrobiologi, pada tahun 1670-an. Dia berhasil menemukan protista dan bakteri. Ia adalah orang yang pertama kali melihat dunia ‘makhluk hidup’ yang tak terbayangkan dan yang pertama kali berpikir untuk bisa melihat hal tersebut menggunakan mikroskop berlensa tunggal sederhana. Van Leeuwenhoek dikatakan sebagai orang pertama yang melihat dan menggambarkan bakteri, tanaman khamir/ragi, kehidupan yang mengambang di dalam setetes air, serta sirkulasi sel darah di dalam pembuluh kapiler. Kata "bakteri" pada waktu itu belum ada dan ia menamakan organisme mikroskopik itu sebagai animalcule, yang berarti "binatang kecil". Ia mengisolasi berbagai animalcule itu dari berbagai sumber, seperti air hujan, air sumur dan kolam, serta mulut dan usus manusia. van Leeuwenhoek sempat mendapatkan keraguan dan cemoohan dari ilmuwan lain karena latar belakangnya yang tidak bersekolah serta metodenya yang tergolong baru dan sulit dipercaya. Ia tetap melaporkan penemuannya dalam lebih dari 100 surat kepada Royal Society of England dan Akademi Prancis. Laporan pertama Leewuwenhoek kepada Royal Society pada tahun 1673 menggambarkan bagian mulut lebah, kutu, dan jamur. Ia mempelajari struktur sel tumbuhan dan kristal, serta struktur sel manusia seperti darah, otot, kulit, gigi, dan rambut. Ia bahkan mengikis plak dari sela-sela giginya untuk mengamati bakteri di sana, yang ditemukan Leewenhoek, mati setelah meminum kopi. Sejak berhasil diverifikasi oleh para filsuf alam dari Royal Society, sains masuk ke dalam aturan dasar baru yang masih menggambarkan biologi masa kini. Penemuan van Leeuwenhoek ditransmisikan secara langsung selama berabad-abad kepada para ahli biologi saat ini. Ahli mikrobiologi dan filogenetik terus berdebat tentang sifat hewan kecil van Leeuwenhoek.

Ada pula kemungkinan bahwa seorang pendeta dan cendekiawan Yesuit dari Jerman, Athanasius Kircher, sudah melihat mikroorganisme sebelum van Leeuwenhoek. Salah satu buku yang ia tulis tahun 1646 dalam bahasa Latin mengandung satu bab yang kalau diterjemahkan menjadi: "Mengenai struktur benda-benda dalam alam, diinvestigasi melalui Mikroskop". Di bab tersebut ia menulis: "siapa yang akan percaya bahwa cuka dan susu ternyata berisi banyak sekali cacing." Kircher mendefinisikan organisme tidak tampak yang ia temukan dari tubuh membusuk, daging, susu, dan sekresi itu sebagai "cacing". Berdasarkan penelitian yang ia lakukan dengan mikroskop ini, ia kemudian menyimpulkan bahwa penyakit dan pembusukan disebabkan oleh tubuh makhluk hidup yang tidak kasatmata. Terdapat kemungkinan bahwa ia adalah orang pertama yang membuat kesimpulan ini. Pada tahun 1646, Kircher menulis bahwa "sejumlah hal mungkin dapat ditemukan di dalam darah pasien demam". Saat Roma terkena wabah pes bubo pada tahun 1656, Kircher menghabiskan beberapa hari berturut-turut untuk merawat orang sakit. Ia menginvestigasi darah para korban wabah di bawah mikroskop, demi mencari obat. Ia mencatat keberadaan "cacing kecil" atau "animalcule" di dalam darah dan menyimpulkan bahwa penyakit itu disebabkan oleh mikroorganisme. Ia adalah orang pertama yang menghubungkan antara penyakit dengan patogen mikroskopik; secara efektif, ia menciptakan teori kuman penyakit, yang digambarkannya di dalam Scruitinium pestis physico-medicum (dipublikasikan di Roma tahun 1658). Kesimpulan Kircher bahwa penyakit disebabkan oleh mikroorganisme memang benar, akan tetapi besar kemungkinan bahwa makhluk kecil yang ia pandang di bawah mikroskop adalah sel darah merah atau putih dan bukan sel penyakit itu sendiri. Kircher juga kemudian menggambarkan beberapa peraturan kebersihan untuk menghindari penyebaran wabah, seperti isolasi, karantina, pembakaran penyakit yang digunakan oleh orang sakit, serta penggunaan masker untuk menghindari kuman yang masuk melalui hidung. Kircher adalah orang pertama yang mengatakan bahwa makhluk hidup dapat masuk dan hadir di dalam darah.

Pada tahun 1700, seorang tabib bernama Nicolas Andry merilis Buku pertamanya, De la génération des vers dans les corps de l'homme, yang diterbitkan pada tahun 1700 dan diterjemahkan ke bahasa Inggris pada tahun 1701 dalam judul An Account of the Breeding of Worms in Human Bodies. Buku tersebut merupakan catatan eksperimen Andry menggunakan mikroskop, yang dibangun berdasarkan karya Antony van Leeuwenhoek sebelumnya, yang sering dikutip oleh Andry. Tidak seperti van Leeuwenhoek, tujuan Andry memang secara khusus adalah dunia medis. Eksperimennya dengan mikroskop membuatnya percaya bahwa mikroorganisme yang dia sebut sebagai “cacing” bertanggung jawab atas penyakit cacar dan penyakit lainnya. Selain untuk tujuan medis, buku ini sepertinya ditujukan juga untuk umum. Seperti yang diamati oleh sejarawan medis Clara Pinto Correia, salah satu tujuan utama Andry adalah untuk memberi pembelajaran kepada masyarakat tentang ilmu baru yang muncul dari dunia yang hanya bisa diamati oleh mikroskop. Dia menulis “kita harus mengakui bahwa ada binatang yang seribu kali lebih kecil daripada sebutir debu, yang hampir tidak dapat kita lihat dan kita. Imajinasi kita tenggelam dalam pemikiran ini, takjub pada hal kecil yang aneh; tetapi untuk tujuan apa harus menyangkalnya? Akal meyakinkan kita tentang keberadaan sesuatu yang tidak dapat kita bayangkan.”

Selama tahun 1714 hingga 1721, Richard Bradley, yang merupakan Profesor Botani pertama di Universitas Cambridge, mengajukan teori yang unik tentang penyebab penyakit menular pada tumbuhan dan hewan serta wabah manusia. Teorinya berasal dari studi eksperimental tanaman dan penyakit dari pengamatan mikroskopis animalcule di lingkungan alami dan buatan yang berbeda. Dia mengemukakan bahwa terdapat "serangga" yang hidup dan berkembang biak pada kondisi yang sesuai dan bahwa penyakit menular pada tanaman disebabkan oleh "serangga" tersebut, yang hanya tampak ketika dilihat dengan mikroskop.  Karena ada kesamaan struktural dan fungsional antara tumbuhan dan hewan, Bradley menyimpulkan bahwa organisme mikroskopis juga menyebabkan penyakit menular pada manusia dan hewan. Namun, kala itu teori penyakit menular tidak diterima oleh masyarakat ilmiah kontemporer. Sementara itu, pada tahun 1762, seorang dokter Austria, Marcus Antonius von Plenciz, menerbitkan buku berjudul Opera medico-physica. Buku ini menggambarkan teori penyebaran penyakit. Di dalamnya dikatakan bahwa animalcule yang terdapat di tanah dan udara merupakan penyebab penyakit tertentu. Von Plenciz membuat pembedaan antara penyakit yang dapat menular dan mewabah, seperti campak dan disenteri, dengan penyakit yang menular tetapi tidak mewabah, seperti rabies dan kusta.  Pada saat itu, pendapat medis yang diterima adalah bahwa penyakit itu disebarkan oleh apa yang dikenal sebagai miasma, uap atau kabut beracun, berbau busuk dan terdiri dari partikel-partikel dari bahan-bahan yang membusuk. Dia juga mampu membuktikan bahwa bakteri adalah penyebab sepsis fatal yang telah diidentifikasi oleh Ignaz Semmelweis. Pembuktian ini membuka jalan bagi pengembangan vaksin dan membuka jalan bagi penemuan Fleming yang mengarah pada pengembangan antibiotik. Meskipun demikian, teori yang dikemukakan oleh von Plenciz tidak diterima oleh komunitas medis.