Antony van Leeuwenhoek (1632-1723) wijdde een groot deel van zijn leven aan microscopische studiën. Hij deed hierbij talrijke ontdekkingen, welke zijn naam nog heden ten dage in zeer uiteenlopende onderdelen der biologie doen voortleven.
Doordat hij nagenoeg al zijn waarnemingen in brieven aan de Royal Society te Londen meedeelde, welk genootschap deze dan, zij het veelal verkort, in de ‘Philosophical Transactions’ publiceerde, is zijn levenswerk goed bewaard gebleven.De eerste, reeds genoemde, waarnemingen aangaande het bestaan van microscopisch kleine levende wezens beschrijft Van Leeuwenhoek in een 7 September 1674 gedateerde brief. In zijn beroemde brief van 9 October 1676 rapporteert hij uitvoerig over het voorkomen van talrijke levenseenheden van microscopische dimensies in zeer verschillende watermonsters, welke hij enige tijd in zijn ‘comptoir’ liet staan, en i.h.b. ook in infusies van specerijen als peper, nootmuscaatenz., waarvan hij het ‘werkzame principe’ zichtbaar hoopte te maken. Doordat hij de afmetingen der waargenomen ‘diertjes’ met die van rode bloedlichaampjes vergelijkt, kan met zekerheid worden besloten, dat hij naast verschillende op grond der gegeven beschrijving met stelligheid te herkennen Protozoa ook toen reeds de veel kleinere bacteriën heeft waargenomen. In een 17 September 1683 gedateerde brief geeft Van Leeuwenhoek een voortreffelijke beschrijving van de bacteriën, welke men aantreft in het tandslijm van de menselijke mond en voegt hieraan de eerste tekeningen van vormen uit deze klasse van organismen toe.
Van Leeuwenhoeks ontdekkingen maakten veel opgang en talrijke na hem komende geleerden bereidden infusies van zeer uiteenlopende materialen en beschreven de daarin aangetroffen organismen, waarbij de grotere vormen uiteraard de meeste aandacht trokken. Aan Christian Gottfried Ehrenberg komt de eer toe in zijn in 1838 verschenen boek ‘Die Infusionsthierchen als vollkommene Organismen’ de grondslagen der thans nog gebruikelijke systematiek der infusoriën te hebben gelegd.
Langs de weg der microscopische waarneming is i.h.b. de kennis der Protozoa tot een belangrijke, doch in hoofdzaak descriptieve wetenschap uitgegroeid. De verdere ontwikkeling der microbiologie is evenwel grotendeels aan andere factoren toe te schrijven. In dit opzicht is in de eerste plaats te noemen de strijdvraag aangaande de herkomst der in de infusies waargenomen microben.
Tegen de van oudsher veelvuldig beleden leer der generatio spontanea {generatio aequivoca, heterogenesis, abiogenesis), volgens welke zelfs hoger georganiseerde dieren uit dood organisch materiaal konden ontstaan, kwam men in toenemende mate in verzet. In dit verband was het zeer belangrijk, dat Franeiscus Redi in 1668 dit vraagstuk in de sfeer van het experiment betrok. Hij toonde aan dat de witte maden, die zich ogenschijnlijk spontaan in rottend vlees ontwikkelen, niet optreden, indien men het vlees tevoren met een gaasje afdekt en zo de vliegen belet hun eieren op het vlees af te zetten.
Voor de verklaring van het voorkomen der microscopische wezens in de verschillende infusies werd de voorstelling der spontane generatie niettemin nog vrij algemeen aanvaard, hoewel o.a. Van Leeuwenhoek haar in enkele zijner brieven met nadruk verwerpt. In 1748 beschreef de Anglicaanse geestelijke Needham uitgebreide proefnemingen, op grond waarvan hij het bestaan der spontane generatie bewezen achtte. Needham vond een krachtig bestrijder in de Italiaanse abt Spallanzani, die in 1765 soortgelijke proefnemingen, maar onder rigoureuzer voorwaarden, verrichtte. Een en ander leidde tot uitvoerige polemieken. Ofschoon naar onze huidige begrippen Spallanzani zegevierend uit de strijd te voorschijn kwam, vonden zijn inzichten slechts in beperkte mate ingang.
Dit veranderde niet, toen in 1811 de Parijse kok Appert naar aanleiding van een door Napoleon uitgeschreven prijsvraag aantoonde, dat bederf van vele levensmiddelen — d.w.z. de ontwikkeling van microben daarin — kon worden voorkomen door deze in hermetisch gesloten vaten aan een passende verwarming te onderwerpen. Hoezeer Apperts belangrijke practische resultaten hem stempelen tot de grondlegger der hedendaagse conservenindustrie, toch werd het uitblijven der spontane generatie bij de aldus behandelde voedingsmiddelen veelal toegeschreven aan het uitsluiten van de hiervoor onmisbare zuurstof, welke inmiddels door Lavoisier in het centrum der belangstelling was geplaatst.
In 1836 bewees Franz Schidze evenwel, dat men lucht die men tevoren door sterk zwavelzuur had laten strijken, met een door verhitting kiemvrij gemaakt infuus in contact kon brengen, zonder dat zich levende wezens daarin ontwikkelden. In 1837 bewees Schwann hetzelfde voor tevoren aan verhitting onderworpen lucht, terwijl Schroeder en Dusch nog een eleganter bewijsvoering voor de onwerkzaamheid van de zuurstof als zodanig leverden door aan te tonen, dat een simpele filtratie van de lucht door een wattenfilter voldoende was om de lucht zijn vruchtdragende werking op tevoren kiemvrij gemaakte infusies te ontnemen.
De conclusie, dat de factor, welke in de normale lucht aanwezig is en welke aanleiding geeft tot de ontwikkeling der infusoriën, van corpusculaire aard is en dus het karakter van een levende kiem draagt, was na de hierboven beschreven proefnemingen nauwelijks meer van de hand te wijzen. Toch vond deze zienswijze geenszins algemeen ingang, wat ongetwijfeld aan het — achteraf wel begrijpelijk geworden — veelvuldig mislukken der proefnemingen te wijten is geweest.
Het bleef dan ook voorbehouden aan het genie van Louis Pasteur (1822-1895) om het inzicht van het nietbestaan van de spontane generatie algemeen in de wetenschap ingang te doen vinden. Door de kristallograaf Delafosse werd zijn aandacht gevestigd op het probleem van de isomerie der wijnsteenzuren, wat leidde tot zijn fundamenteel belangrijke ontdekking der spiegelbeeldisomerie en de hieraan ten grondslag liggende dissymétrie moleculaire. Zijn voortgezette onderzoekingen over de stoffen, welke evenals de wijnsteenzuren in oplossing het polarisatievlak van het licht doen draaien, leidden hem tot het inzicht, dat de synthese van dergelijke verbindingen in het laboratorium steeds tot een mengsel van beide antipoden leidt en de afzonderlijke vorming van één der antipoden het praerogatief der levende organismen is. Toen Pasteur dus na zijn benoeming tot hoogleraar in de chemie te Rijssel in 1854 in contact kwam met de spiritusindustrie en hij onder de nevenproducten der alcoholische gisting ook de optisch actieve amylalcohol aantrof, stond het dadelijk voor hem vast, dat aan deze gisting de werking van een levend organisme ten grondslag moest liggen. Deze opvatting, volgens welke dus de zich bij de gisting vormende gist een levend organisme zou zijn, was reeds eerder door onderzoekers als Cagniard de la Tour en Schwann met grote stelligheid uitgesproken, maar was geenszins algemeen aanvaard. Onder invloed van de grote Duitse chemicus Liebig werd doorgaans aangenomen, dat de gist een dode, in ontleding verkerende eiwitachtige materie was, welke haar ontledende krachten op het suikermolecuul overdroeg.
Teneinde de vitalistische theorie ingang te doen vinden stelde Pasteur zich tot doel ook voor andere gistingsprocessen, zoals de melkzuur- en de boterzuurgisting, het bewijs te leveren dat hiervoor eveneens de werking van een micro-organisme verantwoordelijk was. Hierin slaagde hij afdoende, waarbij de omstandigheid dat de boterzuurbacterie kennelijk door zuurstof in haar ontwikkeling werd geremd, hem tot het inzicht bracht, dat de bewerkte gistingsprocessen ten nauwste samenhingen met het leven zonder zuurstof: ‘la fermentation est la vie sans air’.
Juist de nauwe koppeling van bepaalde chemische omzettingen aan de levensverrichtingen van specifieke microorganismen maakte voor Pasteur de opvatting ener spontane generatie ten enenmale onaanvaardbaar. Daar deze leer anderzijds in die jaren weer krachtig werd gepousseerd, wierp Pasteur zich met alle kracht op haar bestrijding. In de periode van 1860-1866 verrichtte hij uitgebreide proefnemingen, welke geen twijfel lieten, dat de ontwikkeling der microscopische wezens in de bestudeerde media te allen tijde samenhing met het daarin brengen van levende kiemen van buiten (proefnemingen met de zwanenhalskolf, demonstratie van het verband tussen de ‘vruchtdragende’ werking van de lucht en de mate van haar verontreiniging).
Deze experimentele verwerping van de leerstelling der spontane generatie — welke Pasteur ook nog tegen latere aanvallen met succes wist te handhaven — was uiteraard een onmisbare voorwaarde voor een verdere rationele ontwikkeling der microbiologie. Eerst hierdoor toch werd het mogelijk een verband te leggen tussen de aard van het organisme, dat door de onderzoeker doelbewust in een tevoren kiemvrij gemaakt medium is gebracht en de dientengevolge hierin optredende verschijnselen. Met andere woorden: de mogelijkheid was verkregen om te geraken tot wat men heden ten dage met de technische term reincultuur aanduidt, tengevolge waarvan een systematische bestudering van de eigenschappen der afzonderlijke microbensoorten uitvoerbaar is geworden.
