ES GIBT LEBEWESEN, so klein, dass das menschliche Auge sie nicht sieht - Anfang des 17. Jahrhunderts war dies zwar eine Vermutung, aber längst keine verwegene mehr. Die Entdeckung der Kleinlebewesen war allerdings von der Erfindung des Mikroskops und vom diffizilen Handwerk der Naturforscher abhängig. 1664 beschrieb der Engländer Robert Hook die Strukturen wachsender Schleimpilze. Es dauerte zwei weitere Jahrzehnte, bis ein Mensch zum erstenmal Mikroben im Detail sah: Der Holländer Anton van Leeuwenhoek baute in seiner Freizeit Mikroskope, die man heute als primitiv bezeichnen würde. Damit war es ihm möglich, verschiedene Bakterien zu erkennen, kugel-, spiral- und stäbchenförmige Wesen, die er akribisch genau zeichnete. Seine Beobachtungen berichtete er der Royal Society of London, die sie veröffentlichte.
Leeuwenhoeks Entdeckung wurde bald von anderen Naturforschern bestätigt. Doch das Wesen und die Natur dieser «Animaculi», wie Leeuwenhoek sie benannt hatte, blieb im dunkeln. Erst im 19. Jahrhundert, als verschiedene mikrobiologische Techniken entwickelt worden waren, war es möglich, zwei fundamentale Fragen zu beantworten: Kann Leben spontan aus toter Materie entstehen? Welcher Natur sind ansteckende Krankheiten?
Die erste Frage hatte zahlreiche Naturforscher schon lange umgetrieben. Wenn Obst stehengelassen wird, verdirbt es. Unter dem Mikroskop zeigen sich in der Fäulnis Bakterien - auf frischem Obst sind sie nicht zu finden. Das Phänomen wurde unterschiedlich erklärt: Die einen glaubten, dass Keime in der Luft die Verwesung verursachten; die anderen, dass die Bakterien spontan entstünden.
Einer der erbittertsten Gegner der Theorie der spontanen Entstehung war der französische Chemiker Louis Pasteur. In den fünfziger und sechziger Jahren des 19. Jahrhunderts ging er daran, sie zu widerlegen. Als erstes wies er nach, dass in der Luft Teilchen vorkommen, die den Bakterien in den verwesten Materialien gleichen: Er liess Luft durch Schiessbaumwolle strömen, legte diese darauf in Alkohol und Äther ein, so dass die gefangenen Partikel auf den Boden der Flüssigkeit sanken. Er fand gegen 30 solcher bakterienähnlicher Keime in 15 Liter Luft.
Falls die Fäulniskeime tatsächlich aus der Luft stammten, so dürften Lebensmittel nicht mehr verwesen, wenn sie so behandelt wurden, dass alle Keime zerstört werden. Schon andere Forscher hatten gezeigt, dass flüssige Nahrungsmittel nicht mehr verderben, wenn sie in einer verschlossenen Flasche erhitzt werden. Die Anhänger der Spontan-Theorie hielten dem entgegen, dass es zur Entstehung von Leben frische Luft brauche, die durch das Abkochen in der Flasche zerstört wurde.
Pasteur löste das Problem, indem er eine Flasche mit Schwanenhals entwickelte: Nach dem Abkochen konnte zwar Frischluft in die Flasche dringen, doch die Keime blieben im Siphon liegen. Und die Flüssigkeit verdarb nicht, solange der Flaschenhals intakt blieb. Nach diesen Experimenten war die Kontroverse um die spontane Entstehung bald beigelegt. Sie bildeten eine wichtige Basis für die Entwicklung der Mikrobiologie, und die Pasteurisierung wurde zur Standardmethode, um Lebensmittel haltbar zu machen.
Die Beantwortung der zweiten Frage verlief zeitlich parallel. Seit der Entdeckung der Bakterien vermuteten die Naturforscher, dass ansteckende Krankheiten durch Kleinlebewesen verursacht würden. Der Beweis allerdings fehlte, obwohl M. J. Berkeley bereits 1845 demonstrierte, dass die Irische Kartoffelbleiche durch Schleimpilze ausgelöst wurde; Ignaz Semmelweis und Joseph Lister fanden Hinweise, dass Mikroben auch beim Menschen zu Krankheiten führen könnten.
Der Beweis für die Theorie der ansteckenden Keime blieb dem deutschen Arzt Robert Koch vorbehalten. Zunächst konnte er zeigen, dass ein bestimmtes Bazillus nur dann im Blut von Rindern zu finden war, wenn sie an Milzbrand erkrankt waren. Dies allein bewies aber noch nicht, dass das Bazillus tatsächlich die Ursache der Krankheit war. Koch übertrug deshalb Blut eines kranken Tieres auf ein gesundes. Als dieses erkrankt war, entnahm er ihm ein wenig Blut und übertrug es erneut einem gesunden Tier. Bis zu zwanzigmal wiederholte er die Prozedur. Das 20. Tier starb so schnell wie das erste und mit denselben Bazillen im Blut. Der Beweis war erbracht.
Die Entdeckung der Viren liess länger auf sich warten. Dass es Keime geben konnte, die, anders als Bakterien, keine Zellen sind, wurde lange ausgeschlossen. 1892 berichtete der Botaniker Dimitri Iwanowski aus St. Petersburg von einem merkwürdigen Erreger, der in Tabakpflanzen Mosaikmuster verursacht. Alle bislang bekannten Erreger blieben in Filterpapier hängen; dieser nicht. Obwohl Iwanowski im Mikroskop nichts erkennen konnte, vermutete er ein winzig kleines Bakterium hinter diesem Phänomen. Seine Entdeckung fand in Forscherkreisen kaum Beachtung.
Ohne Kenntnis der Petersburger Arbeit startete der Holländer Martinus Beijerinck eine Versuchsreihe. Er kam zwar zu denselben Ergebnissen wie Iwanowski, interpretierte sie aber anders. Er glaubte, die TabakmosaikKrankheit rühre nicht von einem zellenartigen Lebewesen her, sondern von einem «löslichen, lebenden Keim». Weitere Versuche des Holländers zeigten, dass dieser Keim «in das lebende Protoplasma einer Zelle aufgenommen» werden muss, damit er sich vermehren kann. Beijerinck etablierte drei wichtige Charakteristiken der Viren: Sie sind sehr klein, sie sind keine Zellen, sie brauchen fremde Zellen zur Vermehrung. Zu jener Zeit wurde der Begriff Virus für viele infektiöse Keime benutzt, für Bakterien, Einzeller und andere Mikroben. Erst in den ersten Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts wurde der Begriff für die Erreger der Tollwut, Kinderlähmung, Masern und Pocken verwendet.
So richtig überzeugt von der Existenz der Viren war die Fachwelt aber erst, nachdem die biochemische Analyse gezeigt hatte, dass Viren hauptsächlich aus Eiweiss und Erbsubstanz bestehen, und nachdem die Elektronenmikroskopie in den dreissiger Jahren die ersten Virenbilder ans Licht gebracht hatte. Die Welt der Mikroben war damit endgültig entmystifiziert.