發表日期:2009年09月24日 字體顏色: 字號:[ ]
生物科學發展史

  世界生物學發展史

  生物學的發展經歷了萌芽期、古代生物學時期、近代生物學時期和現代生物學時期。

  生物學發展的萌芽時期是指人類產生(約300萬年前)到階級社會出現(約4000年)之間的一段時期。這時人類處于石器時代,原始人開始了栽培植物、飼養動物并有了原始的醫術,這一切為生物學發展奠定了基礎。

  到了奴隸社會(約4000年前開始)和封建社會后期,人類進入了鐵器時代。隨著生產的發展,出現了原始的農業、牧業和醫藥業,有了生物知識的積累,植物學、動物學和解剖學還停留在搜集事實的階段。但在搜集的同時也進行了整理,并被后人叫做所謂的古代生物學。古代的生物學在歐洲以古希臘為中心,著名的學者有亞里士多德研究(形態學和分類學)和古羅馬的蓋侖(研究解11剖學和生理學),他們的學說在生物學領域內整整統治了1000年。中國的古代生物學,則側重研究農學和醫藥學。

  從15世紀下半葉到18世紀末是近代生物學的第一階段,這一時期,在生物學研究中,主要的有維薩里等人的解剖學,哈維的生理學,林耐的分類學以及從18世紀末并繼續到19世紀初的拉馬克等人的進化學說。

  19世紀的自然科學,進入了全面繁榮的時代。近代生物學的主要領域在19世紀都獲得重大進展。如細胞的發現,達爾文生物進化論的創立,孟德爾遺傳學的提出。巴斯德和科赫等人奠定了微生物學的科學基礎,并在工農業和醫學上產生了巨大影響。17世紀建立起來的動物(包括人體)生理學到19世紀有了明顯的進展,著名學者有彌勒、杜布瓦·雷蒙、謝切諾夫和巴甫洛夫等人。由于薩克斯、普費弗和季米里亞捷夫的努力,使植物生理學在理論上達到了系統化。

  20世紀的生物學即屬于現代生物學的范疇,始于1900年孟德爾學說的重新發現。此后,遺傳學向理論(包括生物進化)和實踐(主要是植物育種)兩個方面深入發展。與此同時,由于物理學、化學和數學對生物學的滲透以及許多新的研究手段的應用,一些新的邊緣學科如生物物理、生物數學應運而生。50年代中期,由于華生和克里克等人的努力,產生了分子生物學。隨著分子生物學和分子遺傳學的發展以及形態研究的深入,細胞學也進入分子水平,出現了細胞生物學。20世紀蓬勃發展的生態學在生物學中的地位日益增長。它的研究范圍從群落擴大到生態系統,以至包括多種類型生態系統的綜合考察和全球性的“生物圈”。它與地學、環境科學以及社會科學的結合,對生產和社會已產生重大的影響。此外另一門嶄新的學科——神經生物學猛然崛起,人們愈來愈體會到神經系統,尤其是大腦的研究對生物學和人類發展的作用。20世紀的進化論研究也有明顯的突破,集中表現在對進化機制和微觀層次規律的揭示方面。總之,現代生物學正向微觀和綜合方向深入。

  中國生物學發展史

  中國人民從遠古以來,在長期的農、林、牧、副、漁和醫、藥(本草)等研究實踐中,積累了大量有關植物、微生物、動物、人體的結構和功能等方面的知識,這些知識是中國歷史文化寶庫中的重要組成部分。中國生物學知識萌芽于原始社會,到了戰國秦漢時期,已積累了不少形態、分類和生物起源及其演化等方面的知識,雖然還局限于直觀的描述和思辨性的臆測,但卻為后世的發展打下了基礎。隋唐以后,由于農業和手工業經濟的日益商品化,推動了科學技術的進步,尤其在農藝、醫藥和釀造等實踐中得到了新的發展,例如李時珍所著的《本草綱目》對醫藥學和動植物分類學的研究作出了巨大貢獻,而生物形態圖和人體形態解剖圖的大量出現,也成為中國古代生物學的一大特征。鴉片戰爭以后,近代生物學知識逐漸傳入中國,民國年間,赴歐、美、日學習的留學生陸續回國,并相繼在各分支學科中開展了研究,現代生物學開始在中國生根。中華人民共和國成立以后,生物學得到較大的發展,并取得了一定的成就。

  諾貝爾生理學醫學獎

  諾貝爾(Nobel.A,1833~1896),瑞典化學家、發明家、企業家。因硝化炸藥、無煙炸藥等的發明和制造而著稱。擁有發明專利355項以上。1895年立遺囑,將其遺產作為基金,把此基金的利息每年發給世界各國對于物理、化學、生理學、醫學、文學、和平最有貢獻的人。為此,瑞典政府設立了諾貝爾基金董事會。1901年諾貝爾獎金首次頒發。

  諾貝爾科學獎金,評選嚴格,紀錄了近百年中主要的自然科學發明和發現,反映了20世紀以來重要科學技術的發展概況,成為國際學術界的一種崇高榮譽,對科學的發展起了推動作用。

  諾貝爾生理學、醫學獎由瑞典卡洛林斯卡醫學院主持評選。

  除極個別外*,它確實選中了現代生理科學和醫學科學的一些重大成就。縱觀1901年到現在歷年諾貝爾生理學和醫學獎金獲得者的工作成就,可以對現代生命科學的發展有一個大致的了解,對于掌握當代生物醫學的主要動向也有所啟發。例如,對于基礎醫學理論研究的重視,對分子生物學、免疫學和遺傳學等學科的重視,在近幾十年的諾貝爾生理學、醫學獎的授獎中,都表現得很明顯。

  《黃帝內經》

  《黃帝內經》簡稱《內經》,醫書名,是我國現存最早的一部重要醫學文獻。

  《黃帝內經》并非出自少數人之手,也不是成書于某一時代,它是在長期的流傳過程中,經過眾多醫家之手編撰而成的。其基本成書年代在戰國時期,但在它傳抄之際,也摻入了一些后人補撰的內容,因此也出現了多種不同傳本。《內經》原為18卷,其主要歸結為《素問》和《靈樞》二大部分。

  《素問》著重論述基礎理論,匯集了各家醫論,故有些理論有不同論述。原書9卷,81篇。魏晉以后失第七卷。該書論述了人和自然、陰陽、五行、脈象、經絡、病因、病機、診法、治則、預防、養生等多方面的內容,較系統地反映了秦漢以前我國醫學的成就,特別是以樸素的辨證法為指導思想,綜括了醫學的基礎理論和臨床經驗。素為歷代醫家所重視。

  《靈樞》又名《靈樞經》、《針經》,古稱《九卷》、《九靈》,著重論述針灸理論。原書在晉、唐時流傳不少,至南宋后逐漸廣泛流行。該書分為24卷,81篇,其內容與《素問》所論述的相近,尤其在經絡和針灸方面有詳細論述,并著重研究了經絡和腧穴的分布。臟腑的生理、病機、營、衛、氣、血的運行,針刺手法的運用等。在基礎理論和臨床實踐方面與《素問》內容互有補充闡述。是研究我國秦漢以前醫學理論,特別是針灸療法的重要文獻,素為歷代醫家所重視,其部分內容已譯成日、英、德、法等國文字,受到世界各國醫學家和科學史家的重視。

  《神農本草經》

  《神農本草經》系本草學著作。又名《神農本草》,簡稱《本草經》、《本經》,全書4卷,書中集錄、整理了我國古代遼闊地區的多種藥物,其撰稿人不詳,而“神農”是其托名,本書實際上是總結了戰國時期的許多用藥經驗,經秦漢醫家不斷地抄錄增補而形成的。

  《本經》的內容根據后代通行的4卷輯本,共分為序例1卷和本文3卷兩部分。序例是藥物學的總論。首先將藥物分為三類,其次論述了藥物“君、臣、佐、使”配伍的原則;藥物“七情”的宜忌;藥物的“五味”;四氣;有毒和無毒,以及有關藥物的加工和劑型,各種用藥要求等。
  各論是按照上、中、下三品分類的藥物解說。每藥均依次分記其藥名、性味、主治病癥及藥物的別名,生長環境等。這些藥物計有植物244種、動物藥67種和礦物藥46種。在藥用價值上,書中絕大多數藥物臨床應用都有很高的療效,如補氣的人參、黃芪,補血的當歸、地黃,解表的麻黃、桂枝,瀉下的樸硝、大黃,去寒的附子,清熱的黃連、石膏等直到今天仍在使用。

  《神農本草經》是我國經典性的藥學著作,后世醫藥學家在此基礎上不斷增補內容。形成了眾多的本草文獻,并成為我國傳統中醫藥學的基礎。

  賈思勰和《齊民要術》

  北魏賈思勰(生卒年月不詳)著的《齊民要術》是我國完整保存至今最早的一部農業百科全書。

  賈思勰是山東益都人,曾任高陽郡(現為山東淄博市臨淄西北)太守。我國古代農學家。他以文獻中搜集到的資料、訪問老農、自己觀察和實驗的心得,約在533~544年間撰寫成《齊民要術》,全書共11萬多字,92篇,共分為10卷。它引用古書150~160種、采用民謠和諺語30多條,分別論述了耕作技術、作物栽培、選種育種、嫁接、雜交、果樹、蔬菜、植保、土壤、肥料、家畜家禽飼養、養蠶、農副產品加工、釀造、造紙、生產工具和資源植物的利用等知識,內容涉及農、林、牧、副、漁等各個方面,初步形成了農業科學體系。它是6世紀以前黃河中下游地區勞動人民農業生產經驗的系統總結。

  《齊民要術》對生物遺傳性和變異性作了唯物主義的論述,認為不同生物都有適應一定環境條件的遺傳性,同時又普遍具有變異性。對于生物變異,人類通過選擇、雜交和定性培育,可以控制。《齊民要術》中記載的許多遺傳育種原理和經驗,在今天仍具有現實意義。

  《齊民要術》中強調搞農業要遵守自然規律,“順天時,量地利,則用力少而成功多。任情返道、勞而無獲”。只有“上因天時,下盡地力、中用人力”,才能獲得豐收。另外,《齊民要術》在農業經濟學方面也有論述。

  作為在世界農學史和生物史上均占有重要地位的農學杰作,《齊民要術》對中外農業的發展有較大的影響。其中一些科學論述,在今天仍有可借鑒之處。

  李時珍和《本草綱目》

  李時珍(1518~1593),明代偉大的醫藥學家,博物學家。字東璧,號瀕湖,湖北蘄春人。李時珍出生在一個醫學世家,從小受到父親的影響極深。李時珍淵博的學識來自于他本人的勤奮學習和廣博搜羅,他既有許多方面的學識造詣,又常常躬親實踐,廣泛地采集人們的日常實踐的經驗;李時珍也善于吸收古今中外以及包括各少數民族醫療方面的成就,并具有人定勝天,利用自然,支配自然和改造自然的自然科學唯物主義思想;李時珍廣泛涉獵,閱歷極深,使他對于自然界的變化萬千的現象,具有較高的鑒別能力;李時珍更是一位高明的醫藥學家,他在自己的著作中的許多醫案,便是自己醫療實踐的記錄。

  李時珍最大的科學成就是1578年精心編撰的《本草綱目》。該書初刊于萬歷21年(1593),全書共52卷,載藥物1892種,其中植物藥1094種,其余為礦物和其他藥物。

  《本草綱目》中的植物藥,是根據各種植物的根、莖、葉、花、果的特點及其性味、外形、皮核以及生長環境、生活習性與人類生活關系等各種因素,綜合比較分析而分類的。具有一定的科學性。而其中對礦物質所做的科學分類,則充分表明當時對無機化學的研究水平。書中對藥物的分類學,尤其是生物的分類法,采用了劃時代的“雙名法”,這種分類法雖不及目前應用的拉丁系統的雙名法那么精確、但在當時卻是最先進的。此外,李時珍在書中記載了蒸餾、蒸發和升華等制藥化學方法,顯示了當時的科技水平。而其中更有很多精采的醫案和史料,對今天的醫學界仍具有啟示作用。

  《本草綱目》著成后、先后刻印數十次,具有多種版本,并流傳至許多國家,《本草綱目》中的一些資料,直接影響達爾文的生物進化論的形成,對世界醫學和生物學的影響是巨大的。

  胡克

  胡克(Hooke.R,1635~1703),17世紀英國科學家、組織學的先驅。生于英格蘭懷特島的弗雷施瓦特的牧師家庭。曾擔任湯姆生和波義耳的助手,以及英國皇家學會的實驗管理員。

  胡克是實驗儀器、機械工具的發明家和制造家。胡克改進了顯微鏡的許多使用方法。他不僅改進了采光法,并注意到在物體與透鏡之間注入液體可以提高物象的清晰度。胡克是最早應用顯微鏡觀察植物組織的學者。1665年發表《顯微鏡學》,內載生物學史上最早的細胞結構圖——軟木栓細胞,并對此命名為“cell”。但是,他對于細胞的概念尚十分模糊,所以觀察到的只是細胞壁而已。

  胡克對于空氣和呼吸生理也提出了合理的見解。他指出,“動物在呼吸時,必然從空氣中吸入某種生命粒子,這是一種有彈性的成份,所以在呼吸時,必有一種絕對重要的氣體被吸入血液而周流全身”,胡克并為此專門做了一系列實驗,還發現了肺的生理功能。這一系列的工作為后來的呼吸生理學提供了資料。

  秉志

  秉志(1886~1965)號農山,滿族,河南開封人。中國著名的動物學家。秉志早年曾留學美國,先在康乃爾大學師從著名昆蟲學家尼達姆,相繼完成了《加拿大一種菊科植物蟲癭內各種昆蟲的生態研究》和《搖蚊的生態研究》等論文。這些論文是中國學者生物學研究的最早的原始文獻之一,也是中國近代昆蟲學研究的先聲。1913年、1918年,秉志以優異成績先后獲得理學士和哲學博士學位。畢業后,跟隨著名神經學家唐納森從事神經細胞生長和解剖學的研究。

  為了發展中國的科學技術,秉志同一些留美同胞在美國籌辦了中國最早的科學期刊——《科學》。并于1915年10月25日在美國成立了中國第一個群眾性的科學學術團體——中國科學社。秉志在此期間,發表了大量的文章,如《生物學概論》和《人類與動物》。

  1920年,秉志學成回國,立刻投入開創中國生物科學教育和研究事業中去,創辦了中國有史以來第一個生物學研究專門機構——中國科學社生物研究所,并擔任所長。

  在50年的科學生涯中,秉志對江豚內臟的解剖、虎的大腦等功能的研究非常深入細致,在研究的同時,他還為中國的生物學事業的發展培養了大批人才。

  林可勝

  林可勝(1897~1969)是一位卓越的生理學家,是我國現代生理學的奠基人。

  林可勝祖籍廈門市,生于新加坡,他一生從事現代生理學的研究,取得了巨大的學術成就。主要有三個方面:

  1.胃液分泌的體液控制 他和同事們發現了進食脂肪可抑制狗移置小胃的胃液分泌,這種抑制性影響是通過血液傳遞的某種物質(激素)實現的。這項工作被公認是具有重要生理意義的經典性工作。

  2.阿斯匹林的鎮痛作用 他用動物交叉灌流實驗,證明阿斯匹林能阻斷傳遞痛覺的感覺神經中樞沖動的發生。

  3.自主神經系統的中樞聯系發現第四腦室外側部有增高血壓中樞。

  林可勝為我國生理學的發展作出了巨大的貢獻。1926年他發起成立了中國生理學會,當選為會長。從此,我國生理科學工作者有了自己的學術團體。他還創辦和主編《中國生理學雜志》,為培養科學人才,推動我國生理學事業的發展,發揮了很大的作用。林可勝十分重視培養生理學人才,不但培養了大批醫生,還培養了許多青年生理學工作者,使他們逐漸成為我國生理學領域中的棟梁。

  朱冼

  朱冼(1900~ 1962)浙江臨海人,中國著名的實驗生物學家。主要研究動物卵球成熟、受精和人工單性生殖等,他將細胞學與胚胎學相聯系,用細胞學的觀察比較系統地闡述了發育的過程。

  朱冼卓越的研究成果主要為以下六方面:

  1.兩棲類雜交的細胞學研究 主要是采用有尾和無尾兩棲類進行雜交,以產生各種雜種后代。

  2.卵裂節奏的實驗分析他根據對海膽、家蠶、蛙類卵球等激動、受精和單性生殖方面的大量實驗分析,從細胞學研究的結果,提出了極為重要的卵球發育的“時”、“空”概念。

  3.從家蠶混精雜交中。發現不同品種的逾數精子能影響子代的遺傳性。

  4.通過多次實驗,產出世界上第一只“沒有外祖父的癩蛤蟆”。

  5.蓖麻蠶的引種馴化和推廣。

  6.家魚的人工繁殖青、草、鰱、鳙四大家魚的人工飼養需要大量的魚苗,但幾千年來,一直是靠在大江的激流中捕撈,要化費大量的人力、物力和財力。朱冼利用催產激素成功地解決了這一難題,為我國的水產養殖業開辟了新的天地。

  亞里士多德

  亞里士多德(Aristotle,公元前384~公元前322),古希臘偉大的哲學家和科學家。亞里士多德的學識十分廣博,他對哲學、邏輯學、心理學、自然科學、政治學、倫理學、修辭學和美學等都有研究,是古代知識的集大成者。在哲學上,他動搖于唯物主義和唯心主義之間,但最終卻陷入唯心主義。在對科學的認識活動中,他將歸納法與演繹法的作用、關系作出了說明,提出科學研究的歸納一演繹法,但他更重視的是演繹法。他將科學分為三類:1.理論的科學數學、自然科學、哲學;2.實踐的科學倫理學、政治學、經濟學、戰略學、修辭學;3.創造的科學即詩學。

  在自然科學上,對物理學、生物分類學、解剖學和胚胎學等發表過許多好的見解。在生物科學中,亞里士多德沒有停留在搜集、觀察和純粹的自然描述上,而是進一步作出哲學概括;在解釋生命現象時,亞里士多德同他的先輩們一樣,認為有機體最初是從有機基質里產生的,無機的質料可以變成有機的生命。亞里士多德將目的論引入生物學,直到達爾文的進化論創立以后才被社會所逐漸否定。但是,亞里士多德對生物界的認識、見解和研究,以及對后來生物學發展的影響,是不可磨滅的。

  維薩里

  維薩里(Vesalius.A,1514~1564),比利時解剖學家,人體解剖學的奠基人,現代醫學的創始人之一。

  維薩里出生于布魯塞爾的醫生家庭,年輕時就喜歡自然科學,于1533年到蒙彼利埃和巴黎等地學醫。他對于巴黎大學的解剖課仍操在仆人之手的教學方法深感不滿,于是他自己尋覓尸體進行解剖研究。1537年,維薩里返回意大利擔任帕多瓦大學的外科學和解剖學教授。在那里,他勇敢地推翻了在當時被視為經典的蓋侖的解剖學基礎理論,指出蓋侖的記述只適用于動物,主要是猴子與豬,對于人體的論述不完善或是錯誤的。

  1543年,維薩里發表了劃時代的《人體之構造》一書,在該著作中,維薩里第一次詳細描述了靜脈和人類心臟的解剖,以及縱隔和系膜的結構,糾正了蓋侖關于肝、膽管、子宮和頷骨的解剖學上的錯誤……總之,《人體之構造》一書,糾正蓋侖的錯誤約200余處,給予人們全新的人體解剖知識。

  維薩里在《人體之構造》一書的序言中提到醫生必須要有解剖學知識,同時他反對由當時的市儈商來掌管醫藥,并指出醫師地位低下是阻礙醫學發展的原因;他提倡醫師必須親自操作解剖,親自了解人體的結構。

  維薩里的革新精神及先進方法,迅即贏得各國科學家的響應,他的“種子”灑遍了歐洲各國。從此解剖學得到了深入的發展,近代醫學在這個基礎上逐步形成。

  哈維

  哈維(William Harvey. W,1578~1657),英國醫生,因發現和創立血液循環理論而著名。

  哈維早年致力于古典醫學著作的研究,發現先輩的著作中對于心臟及血液運動沒有一個明晰的概念。他在意大利帕多瓦大學學習期間,法布里修發現的靜脈瓣給他以深刻的影響。1616年,在哈維的演講手稿內,已形成了血液循環概念。但是,哈維未曾發表己見,為了使他的觀點建立在事實的基礎上,經過12年的努力,采用80余種動物進行實驗研究,最后,將他多年來的研究成果寫成《心血運動論》,于1628年公之于世。

  哈維也是近代胚胎學的奠基人之一。他對動物在子宮內的發育進行了研究,并于1651年發表《論動物的生殖》一書。

  恩格斯對哈維的發現給予了高度的評價,他說:“哈維由于發現了血液循環而把生理學(人體生理學和動物生理學)確立為科學)。”

  范·海爾蒙特

  范·海爾蒙特(Van Helmont, 1577~1644),17世紀醫師兼化學家,化學醫學派的創始人。

  范·海爾蒙特是由煉金術過渡到近代化學的代表人物。他做過不少科學實驗,并指出胃液是酸性的,膽汁是堿性的,這兩種體液在十二指腸內中和;認為酸堿平衡失調是疾病的原因。范·海爾蒙特強調每一種疾病都有其特殊的起因、效果和部位,對于不同的疾病必須采用特殊的化學藥物治療。他相信人體的自然痊愈力,反對用內含多種成份的萬靈藥和放血療法,主張用食療方法。

  范·海爾蒙特是氣體化學的先驅,他是二氧化碳的發現者,首先創用“gas”一詞,他在實驗中廣泛使用了天平秤,清楚地表述物質不滅定律,指出金屬溶解于酸后并沒有被消滅,可以用適當方法使之復原。他曾經測量小便的質量,發現熱性病患者的小便密度較正常人大。他在小便中又發現兩種固體鹽,并在尿石患者的小便中測得固體物質。

  范·海爾蒙特反對阿里士多德的四原素說,認為水是萬物的元素。他對古代的傳統思想,曾經進行了猛烈的批評。但是,他的理論并未建立在事實的基礎上,其思想是唯心、唯靈論和經驗的自然科學的混雜。
  林耐

  林耐(Carl von Linne, 1707~1778),瑞典博物學家,動、植物分類學和雙名制命名法的創始人。

  在分類學上,林耐采用階梯等級分類法,將自然界分為“三界”,即動物界、植物界和礦物界。界以下依次是綱、目、屬、種,實現了分類范疇的統一。對植物界他以種為分類的最小單位,再根據花的數量、形狀和位置分成屬,并以雌蕊的數目決定某一植物應歸的目,以雄蕊的數目確立應歸入的綱,另總括隱花植物為一綱,構成所謂“林氏24綱”。把動物界分為六個綱,即哺乳綱、鳥綱、兩棲綱、魚綱、昆蟲綱和蠕蟲綱。

  林耐早在1753年出版的《植物的種》和1758年出版的《自然系統》第10版中,已初步建立了對生物的“雙名制命名法”,即用二個拉丁字(或拉丁化形式)構成生物某一物種的名稱。第一個字是屬名,第二個字是種名,兩者組成一個學名,后面還附有定名人的姓名。

  林耐的分類法和命名法,使已知的各種生物可以排成一個有規則的系統,結束了過去生物學在分類命名上的混亂現象。這就為生物進化的研究打下了基礎。

  在物種起源問題上,最初他是一個神創論者。但他畢竟是偉大的科學家,在大量生物進化事實的沖擊下,晚年他的神創論觀點發生了動搖。在《自然系統》第10版中,他刪去了造物主創造的物種數目始終不變以及不能產生新物種的斷言。

  列文虎克

  列文虎克(A.V.Leeuwenhoek,1632~1723),微生物學先驅,最早的顯微鏡制造家。荷蘭人,工人家庭出身的列文虎克,當過布店學徒,開過洋貨鋪,他的許多研究工作都是在業余時間完成的。

  列文虎克是當時最杰出的磨鏡專家,他的顯微鏡能放大270倍,因此,他發現了原蟲和細菌,他從桶底的積水、胡椒水以及口腔、齒石、有機腐敗物中均發現有微生物,并畫出了微生物的主要形態:球形、桿形和螺旋形。

  列文虎克在組織學上也有許多發現,他發現了毛細血管,觀察到了紅細胞的形態,并看到了紅細胞的細胞核。列文虎克首先把醫生哈姆所發現的精子向倫敦皇家學會報告,以后他又報道過雞,青蛙,蒼蠅等昆蟲以及各種動物的精蟲,并多次描述原蟲交媾生殖。

  列文虎克對于橫紋肌、血管、牙齒、眼球水晶體、皮膚、骨胳的顯微結構均作過研究報道。

  列文虎克一生向倫敦皇家學會、法蘭西學會以及朋友的報告自己發現的信件達375份之多,為生物科學的成熟發展作出了杰出的貢獻。

  巴斯德

  巴斯德(L.Pasteur,1822~1895),十九世紀法國微生物學家和化學家。巴斯德年輕時在巴黎學習時,化學家杜馬的一次學術演講,對他產生了極大影響,使他首先涉獵于化學研究領域,尤其對有機化合物旋光性的研究,為后人建立立體化學體系提供了理論基礎。

  同時,巴斯德觀察到微生物在發酵及酒類變質中的作用,并提出加溫滅菌的防腐方法,為近代消毒防腐提供了科學依據,奠定了工業微生物學和醫學微生物學基礎。

  關于微生物來源的研究,巴斯德在實驗中嚴格控制無菌條件,并以長曲頸瓶凈化與無菌肉汁接觸的空氣,證實了肉汁腐敗的原因只能是來自外界的微生物污染,肉汁本身并不能產生細菌而致腐敗,因此使根深蒂固的“自然發生說“謬誤得到澄清。在巴斯德細菌學說啟發下,外科醫生重視手術后感染與細菌的關系,開始了外科消毒法,使術后感染率大大下降。

  1865年,巴斯德發現了蠶的病害起因于一種遺傳性、寄生性感染——蠶孢子蟲病,病原菌存在于蠶食的桑葉上,巴斯德指出必須消滅病蠶及病害桑葉,方能控制疾病蔓延。1868年,他又發現了另一種致病微生物——炭疽桿菌,并證實它是引起炭疽病的唯一原因。除此以外,巴斯德發現并命名了葡萄球菌和鏈球菌,提出了傳染病的細菌病原說。

  19世紀后期,巴斯德以極大的興趣研究疾病的控制和預防,制成了炭疽菌苗和狂犬疫苗,開創了人工免疫治療的先河,為實驗免疫學奠定了基礎。

  1889年,巴斯德研究所在巴黎成立,巴斯德任所長,直到1895年逝世。

  施萊登和施旺

  施萊登(M.J.Schleiden,1804~1881)和施旺(Th.Sch-wann,1810~1882)都是19世紀德國的動、植物學家。

  施萊登生于漢堡,是著名醫家后裔。他十分熱衷于植物學,在研究中,他發現了細胞核核仁,并提出了細胞增殖是一種以核仁為起點的結晶化的假說。1838年,他發表報道,確認細胞是所有植物結構的基本生命單位,同時也是所有植物發展的最基本的個體。施萊登在實驗觀察及形成假說中,雖然有過謬誤,但他對細胞深入的研究,為細胞學說的建立作出了貢獻。

  施旺,德國動植物學家。1839年發表《動植物構造及生長相似性之顯微研究》,論述了細胞結構是一切動物所具有的共同特性。他將施萊登與自己的發現概括起來,論證了動植物均由細胞組成。他將細胞學說修正為:“所有生物都是由細胞組成。”他以“細胞質體”一詞形容已定名為“原生質”之生命物質,并以“新陳代謝”一詞表示細胞內進行的一切化學過程。施旺認為細胞不但是生物的結構單位,而且是生命單位。

  施旺和施萊登的研究、理論,為現代細胞學說的建立作出了重要貢獻,也為細胞生物學的發展奠定了基礎!

  拉馬克

  拉馬克(Jean Baptiste Lamarck,1744~1829),法國博物學家。

  拉馬克在長期的植物園工作中,為動、植物學的分類和生物進化論提出了許多新的理論。他把昆蟲和蠕蟲的兩類無脊椎動物分為10個不同的綱,他的分類成了現代分類學的基礎。接著,他又將無脊椎動物10個綱按一條直線排列起來,并將脊椎動物4個綱,即魚類、爬蟲類、鳥類和哺乳類,按發展次序排列成一定階梯。

  在他的著作《動物學哲學》中,拉馬克提出了科學的進化理論,認為物種不是不變的,而是可變的,明確提出環境條件對有機體物種的變化起主導作用。他研究了動物習性與器官的相互作用,提出二條規律:一條是“用進廢退”,器官常用,就發達,不用,就退化;另一條是“獲得性遺傳”,就是說,因環境條件影響獲得的新性狀,可遺傳給后代。拉馬克還認為生物進化是有方向的,遵循生物逐漸復雜化的進化路線,不斷向上發展。而這種向上發展的內在傾向是造物主所賦予的。達爾文稱贊拉馬克是“第一個進化論者”。當然,拉馬克的進化理論還存在許多值得爭論的地方。如“用進廢退”、“獲得性遺傳”以及唯心主義觀點等。
  達爾文和《物種起源》

  達爾文(Charles Robert Darwin, 1809~1882),英國博物學家,進化論的奠基人。生于英國施魯斯伯里,卒于肯特郡奧賓頓城的達溫宅。出身于醫生家庭。從小喜歡搜集礦物和化石,采集動植物標本,對植物變異性顯示出強烈興趣,并極有興趣地閱讀生物學著作和科學旅行記,立志要在自然科學上作出貢獻。1831年,劍橋大學畢業,并取得神學士學位,但他沒有去當牧師,經推薦,他以博物學家的身份乘英國海軍勘探船“貝格爾”號,作歷時5年(1831~1836)的環球旅行。從此達爾文背叛了神學教義,最終實現了自己的理想,走上了進行科學考察,探索生物進化,獻身于科學偉大事業的道路。

  在5年的環球旅行中,達爾文采集標本,挖掘化石,比較了化石動物和現存動物的相互關系、地理分布,以及生物在地質期內出現的程序等,積累了極其豐富的實際資料,為其以后的科學研究打下了基礎。

  1836年,達爾文回到英國,立即著手整理在旅行期間所寫的日記和采集的標本。在這些實際資料的基礎上,經過綜合探討,長期研究和反復的認識,終于擯棄了上帝創造萬物的說教,形成了生物進化的概念。1859年達爾文出版了震動當時學術界《論借助自然選擇(即在生存斗爭中保存優良族)的方法的物種起源》,簡稱《物種起源》,一譯為《物種原始》。該書從變異性、遺傳性、生存競爭和適應性等方面論證了生物界進化的現象,提出了以自然選擇、適者生存為基礎的進化學說,不僅說明了物種是可變的,而且對生物適應性也作了正確解釋,從而摧毀了各種唯心主義神造論、目的論和物種不變論。

  隨后,達爾文于1868年又發表了《動物和植物在家養下的變異》,1971年發表了《人類起源和性的選擇》等書,對人工選擇作了系統的敘述,解釋了物種的起源和發展、變異和遺傳等生物屬性,從而提出性選擇及人類起源的理論,進一步充實了進化學說的內容。

  孟德爾

  孟德爾(cregor Johann Mendel, 1822~1884),奧地利遺傳學家,近代遺傳學奠基人。早年從事植物雜交試驗研究,并在自然科學學會雜志發表《植物雜交試驗》論文。他還從事氣象學和園藝學的觀察研究。1884年因心臟病復發與世長辭。

  《植物雜交試驗》一文是遺傳學經典論著之一,被湮沒35年,直到1900年才被德國的柯靈斯、荷蘭的德弗里斯和奧地利的丘歇馬克等三位植物學家分別發現,并予以證實,成為近代遺傳學的基礎。文中提出遺傳單位“因子”(現在稱為“基因”)的概念,闡明關于生物遺傳的基本規律,即分離規律和自由組合定律(亦稱獨立分配定律)。總結和指出了一整套科學的雜交研究方法,如純系培育、性狀分類、回交實驗等,開創性地引進和運用數理統計方法,把遺傳學研究從單純的觀察和描述推行到定量的計算分析,為現代遺傳學研究奠定了方法論基礎。在闡述質量性狀遺傳的同時,孟德爾還提出了數量性狀遺傳的思想,并用因子的組合作用來解釋。

  孟德爾生于鄉村農藝世家,父親安頓是有名的果樹嫁接能手。由于受家庭影響,他曾刻苦攻讀果樹栽培學和植物育種學,培育出不少觀賞植物和有核果樹新品種,先后被國家和地區聘為園藝學博覽會的評委和主持人,晚年,榮獲奧地利皇家園藝學會頒發的勛章。

  摩爾根

  托馬斯·亨特·摩爾根(T.H.Morgan,1866~1945)是20世紀最重要的生物學家之一。摩爾根早期主要從事胚胎學的研究,在科研中,他摒棄了當時頗為流行的單純描述法,運用了實驗法和定量分析法。他認為,只有通過實驗才能發現生物發生和發展的規律,尤其對于遺傳學和進化論,他想方設法用實驗和定量分析的方法來證實。一旦證實了達爾文理論的正確性,他馬上放棄了原先對孟德爾遺傳學和達爾文進化論的懷疑,并以自己的科學成果證實、豐富和發展了先輩們的理論。

  在摩爾根的科學生涯中,最負盛名的成果還是對果蠅的研究。1910年,摩爾根在一個培養瓶里出乎意外地發現了白色眼睛的雄蠅,這個細小而明晰的變異現象引起了摩爾根的興趣和注意。他通過雜交試驗,發現基因在染色體上是按直線排列的。 1926年,摩爾根發表了著名的《基因論》,提出了“連鎖互換規律”。這個規律成為當代遺傳學的經典規律。

  摩爾根在科學行政管理上也有突出表現,以他的實驗室逐漸演變成摩爾根學派的培養基地,吸引并造就了一批批青年生物學家,并為以后分子生物學的發展奠定了基礎。

  華生和克里克

  華生(James Dewey Watson, 1928出生)與克里克。(FrancisHarry Compton Crick,1916出生)是二位杰出的分子生物學家。并由于對蛋白質脫氧核糖核酸結構的研究,而同時榮獲諾貝爾獎。

  華生在大學畢業后,主要從事動物學的研究,克里克則是一位對數學和物理十分感興趣的科學家,一段時間的偶然合作,使得華生和克里克在劍橋大學對脫氧核糖核酸的分子結構產生了濃厚的興趣,并經過周密、細致的研究測算,提出了“華生、克里克雙螺旋模型”。根據華生—克里克的雙螺旋模型,人們馬上便可說明DNA是怎樣既作為一個穩定的晶體分子而存在,同時又為變異和突變提供足夠的物質、結構基礎。

  華生和克里克對DNA雙螺旋結構的闡述,被公認是20世紀生物學上最偉大的成就之一,并導致了許多分子生物學和遺傳學的新發現、新成就。

  米丘林

  米丘林(Иван Владимирович Мичурин,1855~1935)前蘇聯植物育種學家和農學家,米丘林學說的奠基人。

  米丘林經過60年的連續研究,育成了300多個果樹和漿果植物新品種。他從有機體與其生活條件相統一的原理出發,提出關于遺傳性、定向培育、遠緣雜交、無性雜交、氣候馴化改變植物遺傳性的原則和方法,發展成為米丘林學說,在世界生物學史上產生重要影響。

  米丘林學說繼承并發展了拉馬克和達爾文等生物學家的理論,其內容主要包括三個方面:1.人工雜交的理論和方法;2.有機體定向培育的理論和方法;3.人工選擇的理論和方法。

  米丘林學說的基本思想認為生物體與其生活條件是統一的,生物體的遺傳性是其祖先所同化的全部生活條件的總和。如果生活條件能滿足其遺傳性的要求時,遺傳性保持不變;如果被迫同化非其遺傳性所要求的生活條件時,則導致遺傳性發生變異,由此獲得的性狀與其生活條件相適應,并在相應的生活條件中遺傳下去。從而主張生活條件的改變所引起的變異具有定向性,獲得性狀能夠遺傳。這個學說中關于無性雜交、輔導法和媒介法、雜交親本組的選擇、春化法、改造秋播作物為春播作物、氣候馴化法、階段發育理論等,對提高農業生產和獲得植物新品種具有實際意義。但是,米丘林關于生活條件的改變所引起的變異具有定向性,獲得性狀能夠遺傳的理論,缺乏足夠的科學事實根據,帶有一定思辨的性質,曾被李森科強硬推行,壓制和排斥不同的學述觀點。20世紀50年代米丘林學說在蘇聯和我國盛行一時,對生物學研究造成不良影響。
  巴甫洛夫

  巴甫洛夫(Иван Петрович Павлов,1849~1936),俄國生理學家,1904年獲諾貝爾生理學和醫學獎,高級神經活動生理學創始人。

  巴甫洛夫對生理學的重要貢獻有三個方面:即血液循環生理、消化生理和高級神經活動生理。

  1.在研究血液循環生理時,巴甫洛夫注意到神經系統對心臟的影響,發現了支配心臟活動的四種神經,第一次說明了神經調節心臟活動的機制,并斷定神經系統存在著營養性機能。

  2.在消化生理研究中,巴甫洛夫創造了慢性生理實驗法。取代了傳統的實行活體解剖的急性實驗法,由于實驗方法的改進,致使他可能有控制地長期觀察有機體某些腺體在正常生命活動條件下的分泌情況,從而證明了動物的所有主要消化腺都有專門的分泌神經。這一突出成就使巴甫洛夫實際上成為現代消化生理學的開創者。并因此獲得了諾貝爾生理學和醫學獎。

  3.在研究消化生理過程中因發現所謂“心理性分泌”現象而導致巴甫洛夫提出條件反射概念。從而開辟了高級神經活動生理研究的新領域。他把有機體看成一個完整的系統,研究在環境條件下,大腦皮質對有機體的調控作用和對外界刺激的信號反映功能,以大量的實驗研究,揭示了形成條件反射的基本條件、方式和程序,研究了形成條件反射的大腦高級神經活動的機制以及中樞神經系統的基本活動過程和它們的主要活動規律。

  巴甫洛夫是生理學與醫學相結合的積極倡導者,他認為,用生理學的實驗方法研究機體病態的起源、本質和治療等問題,是生理學最重要的任務之一。他的高級神經活動學說在醫學上產生了極大的影響。

  奧巴林

  奧巴林(Александр Иванович опарин,1894~1980)前蘇聯生物化學家,莫斯科大學畢業,受植物生理學家季米里亞捷夫等的影響,研究植物生理化學。曾任莫斯科大學教授、巴赫生物化學研究所所長。1924年,在奧巴林出版《地球上的生命的起源》一書上,他第一次按照唯物主義觀點詳盡地探討了生命的起源問題,提出了生命起源的化學學說,即奧巴林假說。

  奧巴林認為在地球的早期階段,由于遠古時代大氣中物理化學變化的結果,形成了簡單的有機化合物,這些化合物可溶于遠古的海洋中,通過大量微小的自發反應步驟,凝成原始多聚體,這些多聚體自身組成大分子凝集體(即團聚體),終于產生了第一個活細胞。奧巴林根據他自己提出的這一假說,通過模擬實驗,即用天然的蛋白質、核酸、多肽和多核苷酸溶液,在一定的溫度和酸堿度的條件下,分離出團聚體(多聚體),這種團聚體在酶作用下,有代謝的萌芽現象,它們正是形成原始生命系統的起點。他強調指出,在團聚體的世界中發生著與自然選擇完全類似的過程,他寫道:“在地球水圈中形成的團聚體小滴并不是沉在簡單的水中,而是沉在多種有機物質和無機鹽類的溶液中。這些物質和鹽類被團聚體小滴所吸收,然后與團聚體本身的物質發生相互的化學作用。這時產生了合成過程。但與此同時還進行著分解過程。兩個過程的速度都與團聚體小滴的內部組織狀態有關。只有具有一定動態穩定性的團聚體小滴,它們在給定的外部介質條件下的合成速度超過分解速度時,才能比較長久地存在下去。否則,團聚體小滴就會消失掉。”

  奧巴林認為團聚體的形成過程是最早的多分子體系形成的合理過程。并指出生物進化階段前的這一過程,延續約20億年以上的時間。1975年奧巴林又提出,蛋白質、核酸等復雜分子以及其他重要的生物化合物并不是偶然形成的,而是由于愈來愈趨復雜的有機物在地球表面化學進化的結果。近年來,利用模擬實驗,確實找到了多分子系統進化過程,從致生分子合成了有生單體。奧巴林還研究生物細胞中酶系的狀態與作用的方法。主要著作還有《生命的起源和進化》。


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