世界生物学发展史

世界生物学发展史生物学的发展经历了萌芽期、古代生物学时期、近代生物学时期和现代生物学时期。生物学发展的萌芽时期是指人类产生（约300万年前）到阶级社会出现（约4000年）之间的一段时期。这时人类处于石器时代，原始人开始了栽培植物、饲养动物并有了原始的医术，这一切为生物学发展奠定了基础。到了奴隶社会（约4000年前开始）和封建社会后期，人类进入了铁器时代。随着生产的发展，出现了原始的农业、牧业和医药业，有了生物知识的积累，植物学、动物学和解剖学还停留在搜集事实的阶段。但在搜集的同时也进行了整理，并被后人叫做所谓的古代生物学。古代的生物学在欧洲以古希腊为中心，著名的学者有亚里士多德研究（形态学和分类学）和古罗马的盖仑（研究解11剖学和生理学），他们的学说在生物学领域内整整统治了1000年。中国的古代生物学，则侧重研究农学和医药学。从15世纪下半叶到18世纪末是近代生物学的第一阶段，这一时期，在生物学研究中，主要的有维萨里等人的解剖学，哈维的生理学，林耐的分类学以及从18世纪末并继续到19世纪初的拉马克等人的进化学说。19世纪的自然科学，进入了全面繁荣的时代。近代生物学的主要领域在19世纪都获得重大进展。如细胞的发现，达尔文生物进化论的创立，孟德尔遗传学的提出。巴斯德和科赫等人奠定了微生物学的科学基础，并在工农业和医学上产生了巨大影响。17世纪建立起来的动物（包括人体）生理学到19世纪有了明显的进展，著名学者有弥勒、杜布瓦•雷蒙、谢切诺夫和巴甫洛夫等人。由于萨克斯、普费弗和季米里亚捷夫的努力，使植物生理学在理论上达到了系统化。20世纪的生物学即属于现代生物学的范畴，始于1900年孟德尔学说的重新发现。此后，遗传学向理论（包括生物进化）和实践（主要是植物育种）两个方面深入发展。与此同时，由于物理学、化学和数学对生物学的渗透以及许多新的研究手段的应用，一些新的边缘学科如生物物理、生物数学应运而生。50年代中期，由于华生和克里克等人的努力，产生了分子生物学。随着分子生物学和分子遗传学的发展以及形态研究的深入，细胞学也进入分子水平，出现了细胞生物学。20世纪蓬勃发展的生态学在生物学中的地位日益增长。它的研究范围从群落扩大到生态系统，以至包括多种类型生态系统的综合考察和全球性的“生物圈”。它与地学、环境科学以及社会科学的结合，对生产和社会已产生重大的影响。此外另一门崭新的学科——神经生物学猛然崛起，人们愈来愈体会到神经系统，尤其是大脑的研究对生物学和人类发展的作用。20世纪的进化论研究也有明显的突破，集中表现在对进化机制和微观层次规律的揭示方面。总之，现代生物学正向微观和综合方向深入。亚里士多德亚里士多德（Aristotle,公元前384〜公元前322）,古希腊伟大的哲学家和科学家。亚里士多德的学识十分广博，他对哲学、逻辑学、心理学、自然科学、政治学、伦理学、修辞学和美学等都有研究,是古代知识的集大成者。在哲学上,他动摇于唯物主义和唯心主义之间,但最终却陷入唯心主义。在对科学的认识活动中,他将归纳法与演绎法的作用、关系作出了说明,提出科学研究的归纳一演绎法,但他更重视的是演绎法。他将科学分为三类：1.理论的科学数学、自然科学、哲学；2.实践的科学伦理学、政治学、经济学、战略学、修辞学；3.创造的科学即诗学。在自然科学上,对物理学、生物分类学、解剖学和胚胎学等发表过许多好的见解。在生物科学中,亚里士多德没有停留在搜集、观察和纯粹的自然描述上,而是进一步作出哲学概括；在解释生命现象时,亚里士多德同他的先辈们一样,认为有机体最初是从有机基质里产生的,无机的质料可以变成有机的生命。亚里士多德将目的论引入生物学,直到达尔文的进化论创立以后才被社会所逐渐否定。但是,亚里士多德对生物界的认识、见解和研究,以及对后来生物学发展的影响，是不可磨灭的。维萨里维萨里(Vesalius.A,1514〜1564),比利时解剖学家，人体解剖学的奠基人，现代医学的创始人之一。维萨里出生于布鲁塞尔的医生家庭，年轻时就喜欢自然科学，于1533年到蒙彼利埃和巴黎等地学医。他对于巴黎大学的解剖课仍操在仆人之手的教学方法深感不满，于是他自己寻觅尸体进行解剖研究。1537年，维萨里返回意大利担任帕多瓦大学的外科学和解剖学教授。在那里，他勇敢地推翻了在当时被视为经典的盖仑的解剖学基础理论，指出盖仑的记述只适用于动物，主要是猴子与猪，对于人体的论述不完善或是错误的。1543年，维萨里发表了划时代的《人体之构造》一书，在该著作中，维萨里第一次详细描述了静脉和人类心脏的解剖，以及纵隔和系膜的结构，纠正了盖仑关于肝、胆管、子宫和颔骨的解剖学上的错误……总之，《人体之构造》一书，纠正盖仑的错误约200余处，给予人们全新的人体解剖知识。维萨里在《人体之构造》一书的序言中提到医生必须要有解剖学知识，同时他反对由当时的市侩商来掌管医药，并指出医师地位低下是阻碍医学发展的原因；他提倡医师必须亲自操作解剖，亲自了解人体的结构。维萨里的革新精神及先进方法，迅即赢得各国科学家的响应，他的“种子”洒遍了欧洲各国。从此解剖学得到了深入的发展，近代医学在这个基础上逐步形成。哈维哈维(WilliamHarvey.W,1578〜1657),英国医生，因发现和创立血液循环理论而著名。哈维早年致力于古典医学著作的研究,发现先辈的著作中对于心脏及血液运动没有一个明晰的概念。他在意大利帕多瓦大学学习期间,法布里修发现的静脉瓣给他以深刻的影响。1616年,在哈维的演讲手稿内,已形成了血液循环概念。但是,哈维未曾发表己见,为了使他的观点建立在事实的基础上,经过12年的努力,采用80余种动物进行实验研究,最后,将他多年来的研究成果写成《心血运动论》,于1628年公之于世。哈维也是近代胚胎学的奠基人之一。他对动物在子宫内的发育进行了研究,并于1651年发表《论动物的生殖》一书。恩格斯对哈维的发现给予了高度的评价,他说：“哈维由于发现了血液循环而把生理学(人体生理学和动物生理学)确立为科学)。”范•海尔蒙特范•海尔蒙特(VanHelmont,1577〜1644),17世纪医师兼化学家，化学医学派的创始人。范•海尔蒙特是由炼金术过渡到近代化学的代表人物。他做过不少科学实验，并指出胃液是酸性的,胆汁是碱性的,这两种体液在十二指肠内中和；认为酸碱平衡失调是疾病的原因。范•海尔蒙特强调每一种疾病都有其特殊的起因、效果和部位,对于不同的疾病必须采用特殊的化学药物治疗。他相信人体的自然痊愈力,反对用内含多种成份的万灵药和放血疗法,主张用食疗方法。范•海尔蒙特是气体化学的先驱，他是二氧化碳的发现者，首先创用“gas”一词,他在实验中广泛使用了天平秤,清楚地表述物质不灭定律,指出金属溶解于酸后并没有被消灭，可以用适当方法使之复原。他曾经测量小便的质量，发现热性病患者的小便密度较正常人大。他在小便中又发现两种固体盐，并在尿石患者的小便中测得固体物质。范•海尔蒙特反对阿里士多德的四原素说，认为水是万物的元素。他对古代的传统思想，曾经进行了猛烈的批评。但是，他的理论并未建立在事实的基础上，其思想是唯心、唯灵论和经验的自然科学的混杂。林耐林耐(CarlvonLinne,1707〜1778),瑞典博物学家，动、植物分类学和双名制命名法的创始人。在分类学上,林耐采用阶梯等级分类法,将自然界分为“三界”,即动物界、植物界和矿物界。界以下依次是纲、目、属、种,实现了分类范畴的统一。对植物界他以种为分类的最小单位,再根据花的数量、形状和位置分成属,并以雌蕊的数目决定某一植物应归的目,以雄蕊的数目确立应归入的纲,另总括隐花植物为一纲,构成所谓“林氏24纲”。把动物界分为六个纲,即哺乳纲、鸟纲、两栖纲、鱼纲、昆虫纲和蠕虫纲。林耐早在1753年出版的《植物的种》和1758年出版的《自然系统》第10版中,已初步建立了对生物的“双名制命名法”,即用二个拉丁字(或拉丁化形式)构成生物某一物种的名称。第一个字是属名,第二个字是种名,两者组成一个学名,后面还附有定名人的姓名。林耐的分类法和命名法,使已知的各种生物可以排成一个有规则的系统,结束了过去生物学在分类命名上的混乱现象。这就为生物进化的研究打下了基础。在物种起源问题上,最初他是一个神创论者。但他毕竟是伟大的科学家,在大量生物进化事实的冲击下，晚年他的神创论观点发生了动摇。在《自然系统》第10版中，他删去了造物主创造的物种数目始终不变以及不能产生新物种的断列文虎克列文虎克(A.V.Leeuwenhoek,1632〜1723),微生物学先驱，最早的显微镜制造家。荷兰人，工人家庭出身的列文虎克，当过布店学徒，开过洋货铺，他的许多研究工作都是在业余时间完成的。列文虎克是当时最杰出的磨镜专家，他的显微镜能放大270倍，因此，他发现了原虫和细菌，他从桶底的积水、胡椒水以及口腔、齿石、有机腐败物中均发现有微生物，并画出了微生物的主要形态：球形、杆形和螺旋形。列文虎克在组织学上也有许多发现，他发现了毛细血管，观察到了红细胞的形态，并看到了红细胞的细胞核。列文虎克首先把医生哈姆所发现的精子向伦敦皇家学会报告，以后他又报道过鸡，青蛙，苍蝇等昆虫以及各种动物的精虫，并多次描述原虫交媾生殖。列文虎克对于横纹肌、血管、牙齿、眼球水晶体、皮肤、骨胳的显微结构均作过研究报道。列文虎克一生向伦敦皇家学会、法兰西学会以及朋友的报告自己发现的信件达375份之多，为生物科学的成熟发展作出了杰出的贡献。巴斯德巴斯德(L.Pasteur,1822〜1895),十九世纪法国微生物学家和化学家。巴斯德年轻时在巴黎学习时，化学家杜马的一次学术演讲，对他产生了极大影响，使他首先涉猎于化学研究领域，尤其对有机化合物旋光性的研究，为后人建立立体化学体系提供了理论基础。同时，巴斯德观察到微生物在发酵及酒类变质中的作用，并提出加温灭菌的防腐方法，为近代消毒防腐提供了科学依据，奠定了工业微生物学和医学微生物学基础。关于微生物来源的研究，巴斯德在实验中严格控制无菌条件，并以长曲颈瓶净化与无菌肉汁接触的空气，证实了肉汁腐败的原因只能是来自外界的微生物污染，肉汁本身并不能产生细菌而致腐败，因此使根深蒂固的“自然发生说“谬误得到澄清。在巴斯德细菌学说启发下，外科医生重视手术后感染与细菌的关系，开始了外科消毒法，使术后感染率大大下降。1865年，巴斯德发现了蚕的病害起因于一种遗传性、寄生性感染——蚕孢子虫病，病原菌存在于蚕食的桑叶上，巴斯德指出必须消灭病蚕及病害桑叶，方能控制疾病蔓延。1868年，他又发现了另一种致病微生物——炭疽杆菌，并证实它是引起炭疽病的唯一原因。除此以外，巴斯德发现并命名了葡萄球菌和链球菌，提出了传染病的细菌病原说。19世纪后期，巴斯德以极大的兴趣研究疾病的控制和预防，制成了炭疽菌苗和狂犬疫苗，开创了人工免疫治疗的先河，为实验免疫学奠定了基础。1889年，巴斯德研究所在巴黎成立，巴斯德任所长，直到1895年逝世。施莱登和施旺施莱登(M.J.Schleiden,1804〜1881)和施旺(Th.Sch-wann,1810〜1882)都是19世纪德国的动、植物学家。施莱登生于汉堡，是著名医家后裔。他十分热衷于植物学，在研究中，他发现了细胞核核仁，并提出了细胞增殖是一种以核仁为起点的结晶化的假说。1838年，他发表报道，确认细胞是所有植物结构的基本生命单位，同时也是所有植物发展的最基本的个体。施莱登在实验观察及形成假说中，虽然有过谬误，但他对细胞深入的研究，为细胞学说的建立作出了贡献。施旺，德国动植物学家。1839年发表《动植物构造及生长相似性之显微研究》，论述了细胞结构是一切动物所具有的共同特性。他将施莱登与自己的发现概括起来，论证了动植物均由细胞组成。他将细胞学说修正为：“所有生物都是由细胞组成。”他以“细胞质体”一词形容已定名为“原生质”之生命物质，并以“新陈代谢”一词表示细胞内进行的一切化学过程。施旺认为细胞不但是生物的结构单位，而且是生命单位。施旺和施莱登的研究、理论，为现代细胞学说的建立作出了重要贡献，也为细胞生物学的发展奠定了基础！拉马克拉马克（）02口BaptisteLamarck,1744〜1829）,法国博物学家。拉马克在长期的植物园工作中，为动、植物学的分类和生物进化论提出了许多新的理论。他把昆虫和蠕虫的两类无脊椎动物分为10个不同的纲,他的分类成了现代分类学的基础。接着,他又将无脊椎动物10个纲按一条直线排列起来,并将脊椎动物4个纲,即鱼类、爬虫类、鸟类和哺乳类,按发展次序排列成一定阶梯。在他的著作《动物学哲学》中,拉马克提出了科学的进化理论,认为物种不是不变的,而是可变的,明确提出环境条件对有机体物种的变化起主导作用。他研究了动物习性与器官的相互作用,提出二条规律：一条是“用进废退”,器官常用，就发达，不用，就退化；另一条是“获得性遗传”，就是说，因环境条件影响获得的新性状，可遗传给后代。拉马克还认为生物进化是有方向的，遵循生物逐渐复杂化的进化路线，不断向上发展。而这种向上发展的内在倾向是造物主所赋予的。达尔文称赞拉马克是“第一个进化论者”。当然，拉马克的进化理论还存在许多值得争论的地方。如“用进废退”、“获得性遗传”以及唯心主义观点达尔文和《物种起源》达尔文(CharlesRobertDarwin,1809〜1882),英国博物学家，进化论的奠基人。生于英国施鲁斯伯里，卒于肯特郡奥宾顿城的达温宅。出身于医生家庭。从小喜欢搜集矿物和化石,采集动植物标本,对植物变异性显示出强烈兴趣,并极有兴趣地阅读生物学著作和科学旅行记,立志要在自然科学上作出贡献。1831年,剑桥大学毕业,并取得神学士学位,但他没有去当牧师,经推荐,他以博物学家的身份乘英国海军勘探船“贝格尔”号，作历时5年(1831〜1836)的环球旅行。从此达尔文背叛了神学教义,最终实现了自己的理想,走上了进行科学考察,探索生物进化,献身于科学伟大事业的道路。在5年的环球旅行中,达尔文采集标本,挖掘化石,比较了化石动物和现存动物的相互关系、地理分布,以及生物在地质期内出现的程序等,积累了极其丰富的实际资料,为其以后的科学研究打下了基础。1836年,达尔文回到英国,立即着手整理在旅行期间所写的日记和采集的标本。在这些实际资料的基础上,经过综合探讨,长期研究和反复的认识,终于摈弃了上帝创造万物的说教,形成了生物进化的概念。1859年达尔文出版了震动当时学术界《论借助自然选择(即在生存斗争中保存优良族)的方法的物种起源》,简称《物种起源》,一译为《物种原始》。该书从变异性、遗传性、生存竞争和适应性等方面论证了生物界进化的现象,提出了以自然选择、适者生存为基础的进化学说,不仅说明了物种是可变的,而且对生物适应性也作了正确解释,从而摧毁了各种唯心主义神造论、目的论和物种不变论。随后，达尔文于1868年又发表了《动物和植物在家养下的变异》，1971年发表了《人类起源和性的选择》等书，对人工选择作了系统的叙述，解释了物种的起源和发展、变异和遗传等生物属性，从而提出性选择及人类起源的理论，进一步充实了进化学说的内容。孟德尔孟德尔（cregorJohannMendel,1822〜1884）,奥地利遗传学家，近代遗传学奠基人。早年从事植物杂交试验研究，并在自然科学学会杂志发表《植物杂交试验》论文。他还从事气象学和园艺学的观察研究。1884年因心脏病复发与世长辞。《植物杂交试验》一文是遗传学经典论著之一,被湮没35年,直到1900年才被德国的柯灵斯、荷兰的德弗里斯和奥地利的丘歇马克等三位植物学家分别发现,并予以证实,成为近代遗传学的基础。文中提出遗传单位“因子”（现在称为“基因”）的概念,阐明关于生物遗传的基本规律,即分离规律和自由组合定律（亦称独立分配定律）。总结和指出了一整套科学的杂交研究方法,如纯系培育、性状分类、回交实验等,开创性地引进和运用数理统计方法,把遗传学研究从单纯的观察和描述推行到定量的计算分析,为现代遗传学研究奠定了方法论基础。在阐述质量性状遗传的同时,孟德尔还提出了数量性状遗传的思想,并用因子的组合作用来解释。孟德尔生于乡村农艺世家,父亲安顿是有名的果树嫁接能手。由于受家庭影响,他曾刻苦攻读果树栽培学和植物育种学,培育出不少观赏植物和有核果树新品种,先后被国家和地区聘为园艺学博览会的评委和主持人,晚年,荣获奥地利皇家园艺学会颁发的勋章。摩尔根托马斯•亨特•摩尔根(T.H.Morgan,1866〜1945)是20世纪最重要的生物学家之一。摩尔根早期主要从事胚胎学的研究，在科研中，他摒弃了当时颇为流行的单纯描述法，运用了实验法和定量分析法。他认为，只有通过实验才能发现生物发生和发展的规律，尤其对于遗传学和进化论，他想方设法用实验和定量分析的方法来证实。一旦证实了达尔文理论的正确性，他马上放弃了原先对孟德尔遗传学和达尔文进化论的怀疑，并以自己的科学成果证实、丰富和发展了先辈们的理论。在摩尔根的科学生涯中，最负盛名的成果还是对果蝇的研究。1910年，摩尔根在一个培养瓶里出乎意外地发现了白色眼睛的雄蝇，这个细小而明晰的变异现象引起了摩尔根的兴趣和注意。他通过杂交试验，发现基因在染色体上是按直线排列的。1926年，摩尔根发表了著名的《基因论》，提出了“连锁互换规律”。这个规律成为当代遗传学的经典规律。摩尔根在科学行政管理上也有突出表现，以他的实验室逐渐演变成摩尔根学派的培养基地，吸引并造就了一批批青年生物学家，并为以后分子生物学的发展奠定了基础。华生和克里克华生(JamesDeweyWatson,1928出生)与克里克。(FrancisHarryComptonCrick,1916出生)是二位杰出的分子生物学家。并由于对蛋白质脱氧核糖核酸结构的研究，而同时荣获诺贝尔奖。华生在大学毕业后，主要从事动物学的研究，克里克则是一位对数学和物理十分感兴趣的科学家，一段时间的偶然合作，使得华生和克里克在剑桥大学对脱氧核糖核酸的分子结构产生了浓厚的兴趣，并经过周密、细致的研究测算，提出了“华生、克里克双螺旋模型”。根据华生—克里克的双螺旋模型，人们马上便可说明DNA是怎样既作为一个稳定的晶体分子而存在，同时又为变异和突变提供足够的物质、结构基础。华生和克里克对DNA双螺旋结构的阐述，被公认是20世纪生物学上最伟大的成就之一，并导致了许多分子生物学和遗传学的新发现、新成就。米丘林米丘林(0BaHBnaguMupoBuqMuqypuH,1855〜1935)前苏联植物育种学家和农学家，米丘林学说的奠基人。米丘林经过60年的连续研究，育成了300多个果树和浆果植物新品种。他从有机体与其生活条件相统一的原理出发，提出关于遗传性、定向培育、远缘杂交、无性杂交、气候驯化改变植物遗传性的原则和方法，发展成为米丘林学说，在世界生物学史上产生重要影响。米丘林学说继承并发展了拉马克和达尔文等生物学家的理论，其内容主要包括三个方面：1.人工杂交的理论和方法；2.有机体定向培育的理论和方法；3.人工选择的理论和方法。米丘林学说的基本思想认为生物体与其生活条件是统一的，生物体的遗传性是其祖先所同化的全部生活条件的总和。如果生活条件能满足其遗传性的要求时，遗传性保持不变；如果被迫同化非其遗传性所要求的生活条件时，则导致遗传性发生变异，由此获得的性状与其生活条件相适应，并在相应的生活条件中遗传下去。从而主张生活条件的改变所引起的变异具有定向性，获得性状能够遗传。这个学说中关于无性杂交、辅导法和媒介法、杂交亲本组的选择、春化法、改造秋播作物为春播作物、气候驯化法、阶段发育理论等，对提高农业生产和获得植物新品种具有实际意义。但是，米丘林关于生活条件的改变所引起的变异具有定向性，获得性状能够遗传的理论，缺乏足够的科学事实根据，带有一定思辨的性质，曾被李森科强硬推行，压制和排斥不同的学述观点。20世纪50年代米丘林学说在苏联和我国盛行一时，对生物学研究造成不良影响。巴甫洛夫巴甫洛夫(0BaHnempoBuqRaBnoB,1849~1936),俄国生理学家，1904年获诺贝尔生理学和医学奖，高级神经活动生理学创始人。巴甫洛夫对生理学的重要贡献有三个方面：即血液循环生理、消化生理和高级神经活动生理。.在研究血液循环生理时，巴甫洛夫注意到神经系统对心脏的影响，发现了支配心脏活动的四种神经，第一次说明了神经调节心脏活动的机制，并断定神经系统存在着营养性机能。.在消化生理研究中，巴甫洛夫创造了慢性生理实验法。取代了传统的实行活体解剖的急性实验法，由于实验方法的改进，致使他可能有控制地长期观察有机体某些腺体在正常生命活动条件下的分泌情况，从而证明了动物的所有主要消化腺都有专门的分泌神经。这一突出成就使巴甫洛夫实际上成为现代消化生理学的开创者。并因此获得了诺贝尔生理学和医学奖。.在研究消化生理过程中因发现所谓“心理性分泌”现象而导致巴甫洛夫提出条件反射概念。从而开辟了高级神经活动生理研究的新领域。他把有机体看成一个完整的系统，研究在环境条件下，大脑皮质对有机体的调控作用和对外界刺激的信号反映功能，以大量的实验研究，揭示了形成条件反射的基本条件、方式和程序，研究了形成条件反射的大脑高级神经