La génération spontanée et la preuve de la biogenèse

La différence décisive ne tenait pas à l’ébullition, mais à ce que le flacon laissait entrer. Spallanzani fondait les cols de ses flacons pour les fermer, et ce seul geste offrit à ses détracteurs un facteur de confusion qu’ils exploitèrent pendant soixante ans : si aucun air ne pouvait pénétrer, peut-être la force végétative ou le principe vital censé engendrer la vie avait-il été exclu lui aussi, de sorte que l’absence de microbes ne prouvait rien sur la génération. Les bouchons de liège de Needham, et les bouchons mal ajustés employés avant les bouchons de coton de Pasteur, laissaient au contraire entrer l’air mais aussi la poussière ; ses infusions troubles ne permettaient donc pas de distinguer une origine spontanée d’une contamination aérienne. Pasteur écarta les deux objections avec un seul morceau de verre.

Son flacon était ouvert : l’air atmosphérique ordinaire, non traité et non filtré, circulait librement au-dessus du bouillon, mais le col était étiré en une longue courbe en S, si bien que les particules transportées par cet air étaient piégées dans la courbure inférieure par la pesanteur et l’inertie, tandis que le gaz lui-même passait le coin. Le bouillon restait limpide indéfiniment. Le dispositif portait alors son propre témoin positif : lorsque le flacon était incliné avec douceur pour que le bouillon stérile coule dans la courbure et touche la poussière retenue, le liquide se troublait en vingt-quatre à quarante-huit heures environ, et un repiquage montrait les mêmes organismes que ceux qui séjournaient dans le verre. Lorsque le col était cassé, ou lorsqu’un flacon était ouvert dans une pièce poussiéreuse, l’altération suivait le même cours.

Pasteur renforça l’argument par des flacons scellés ouverts à différentes altitudes, notamment au-dessus de la Mer de Glace dans les Alpes, où un air plus mince et plus propre produisait bien moins de cultures contaminées que l’air poussiéreux d’une ville, et par l’observation qu’un bouchon de coton filtrant l’air protégeait une culture alors qu’un tube ouvert ne le faisait pas. Chaque variante reproduisait la même relation : ce sont les particules en suspension dans l’air, et non l’air lui-même, qui servent de véhicule. C’est pourquoi le flacon à col courbé a mis fin à la controverse là où la simple fermeture échouait, et pourquoi la même logique sous-tend aujourd’hui l’autoclave, le paquet stérile et la hotte à flux laminaire.

La pasteurisation est un traitement thermique ciblé, et non une méthode de stérilisation ; la distinction mérite d’être posée avec précision, car les deux mots sont souvent confondus. Le procédé porte un liquide à une température définie pendant une durée définie, puis le refroidit rapidement : pour le lait, la méthode basse tient 63 °C pendant trente minutes, tandis que la méthode haute température courte durée tient 72 °C pendant quinze secondes, les deux étant suivies d’un refroidissement immédiat sous 4 °C. L’expérience de Pasteur sur le vin utilisait environ 50 à 60 °C pendant quelques minutes, ce qui marque le début de la technique. Ce que ce chauffage détruit de façon fiable, c’est la forme végétative de la plupart des pathogènes que le lait peut transporter — Coxiella burnetii, l’agent de la fièvre Q et le marqueur biologique classique du procédé, ainsi que les espèces de Brucella, Mycobacterium bovis, Salmonella, Listeria monocytogenes, Campylobacter et Escherichia coli producteurs de toxine de Shiga.

Elle prévient donc la brucellose, la tuberculose bovine, plusieurs fièvres entériques et une grande partie des gastro-entérites d’origine alimentaire. Ce qu’elle laisse derrière elle importe tout autant : les endospores bactériennes thermorésistantes, comme celles de Bacillus cereus et des espèces de Clostridium, les organismes thermodures et thermophiles, et les bactéries d’altération inoffensives. Parce que des organismes vivants survivent, le lait pasteurisé n’est pas stérile et s’altère encore ; il se conserve seulement plus longtemps au froid et ne doit jamais rester à température ambiante. La vérification est biochimique et non visuelle : le test de la phosphatase alcaline confirme que la température requise a été atteinte, car cette enzyme est inactivée à peu près au même point que les pathogènes visés.

Le traitement ultra-haute température, 135 à 150 °C pendant une à quatre secondes, obtient la stérilité commerciale dans un emballage hermétiquement clos et ne demande aucune réfrigération tant que le paquet n’est pas ouvert. Pour la pratique infirmière, les conséquences sont concrètes : les patients enceintes, les nourrissons, les personnes âgées et les personnes immunodéprimées ne devraient jamais recevoir de lait cru ni de fromages au lait cru ; la préparation pour nourrissons en poudre n’est pas stérile et doit être reconstituée avec de l’eau à plus de 70 °C ; le lait maternel exprimé destiné à une lactothèque est pasteurisé selon la méthode basse à 62,5 °C pendant trente minutes ; et l’ébullition détruit l’immunoglobuline A et d’autres protéines protectrices, ce qui est une perte et non un gain.

La controverse a survécu deux cents ans en partie parce que personne ne pouvait voir une endospore bactérienne, et c’est la spore qui explique qu’un flacon bouilli puisse encore s’altérer. Lorsque les espèces de Bacillus et de Clostridium rencontrent la famine ou la chaleur, elles construisent un cœur déshydraté enveloppé d’un cortex résistant et d’une enveloppe, et cette structure résiste à l’eau bouillante pendant de longues minutes ; les cellules végétatives ordinaires meurent à 100 °C en quelques secondes à quelques minutes, mais la spore non. La chambre de Tyndall montra qu’un air filtré et sans poussière laissait un bouillon stérilisé inchangé, et sa méthode intermittente exploita délibérément cette différence : le milieu est exposé à la vapeur à 100 °C trois jours de suite, avec des intervalles de refroidissement à température ambiante.

Le premier chauffage tue les cellules végétatives ; pendant l’intervalle, les spores survivantes germent en formes végétatives thermosensibles ; le chauffage suivant les tue, et le troisième élimine les germinations tardives. Cette stérilisation fractionnée ne fonctionne que si le milieu peut soutenir la germination et si les intervalles sont respectés : c’est pourquoi elle a été largement remplacée par la vapeur sous pression à 121 °C pendant quinze à vingt minutes, exposition unique qui détruit directement les spores. La leçon de méthode dépasse l’histoire. Une expérience ne vaut que par ses témoins : le récipient non traité montre que le matériel aurait pu nourrir une croissance, le récipient traité montre ce que le traitement a fait, et toute différence restante entre eux doit être une variable voulue par le chercheur.

Redi avait besoin d’un bocal ouvert à côté du bocal couvert ; le col scellé de Spallanzani créait une différence nouvelle que ses adversaires pouvaient attaquer ; l’inclinaison de Pasteur fournissait le témoin positif qui a clos le débat. Les infirmières appliquent la même rigueur chaque fois qu’elles se demandent si un pansement, une solution ou un instrument est réellement stérile, et chaque fois qu’elles reconnaissent que faire bouillir une cuvette dans le service la désinfecte sans pouvoir la rendre stérile. La théorie microbienne issue de ces flacons est l’ancêtre direct de la technique aseptique, de l’autoclave et de l’hygiène des mains qui interrompt aujourd’hui la transmission.