БИОЛОГИЯ. Исторический очерк

Биологический энциклопедический словарь.

БИОЛОГИЯ

Исторический очерк

Современная биология уходит корнями в древность и берёт начало в странах Средиземноморья (Древний Египет, Древняя Греция). Крупнейшим биологом древ­ности был Аристотель. В средние века на­копление биологических знаний диктовалось в основном интересами медицины. Однако вскрытия человеческого тела были запрещены, и преподававшаяся по Галену анатомия бы­ла в действительности анатомией живот­ных, главным образом свиньи и обезьяны. В эпо­ху Возрождения широко распространя­ются и комментируются сочинения античных философов и натуралистов (первыми ботаническим трудами были комментарии к сочинениям Теофраста, Плиния Старшего и др.). В дальнейшем появляются оригинальные «травники» — краткие описания лекарств, растений. А. Чезальпино сделал попытку (1583) создания классификации растений на основе строения семян, цветков и пло­дов. С введением анатомирования чело­веческого тела блестящих успехов доби­вается анатомия человека, что отражено в классическом труде А. Везалия «О строении человеческого тела» (1543 г.). Работы анато­мов подготовили великое открытие 17 в.— учение У. Гарвея о кровообращении (1628 г.), применившего для физиологических иссле­дований количеств, измерения и законы гидравлики. Плеяда микроскопистов открывает тонкое строение растений (P. Гук, 1665 г.; М. Мальпиги, 1675 – 79 гг.; Н. Грю, 1671 – 82 гг.) и их половые различия (Р. Камерариус, 1694 г., и др.), мир микроскопических существ, эритроциты и сперматозоиды (А. Левенгук, 1673 г. и др.), изучает строе­ние и развитие насекомых (М. Мальпиги, 1669 г.; Я. Сваммердам, 1669 г. и др.). Эти от­крытия привели к возникновению про­тивоположных направлений в эмбриоло­гии — овизма и анималькулизма и к борь­бе концепций преформизма и эпигенеза. В области систематики Дж. Рей описал в «Истории растений» (1686 – 1704 гг.) свыше 18 тыс. видов, сгруппированных в 19 классов. Он же определил понятие «вид» и создал классификацию позвоночных, основанную на анатомо-физиологических признаках (1693 г.). Ж. Турнефор распределил растения по 22 классам (1700 г.).

В 18 веке фундаментальную «Систему природы» (1735 г. и позже), основанную на призна­нии неизменности изначально сотворен­ного мира, дал К. Линней, применив бинарную номенклатуру. Сторонник огра­ниченного трансформизма Ж. Бюффон построил смелую гипотезу о прошлой исто­рии Земли, разделив её на ряд периодов, и в отличие от креационистов относил по­явление растений, животных и человека к последним периодам. Опытами по гибри­дизации Й. Кёльрёйтер окончательно доказал наличие полов у растений и по­казал участие в оплодотворении и разви­тии как яйцеклеток, так и пыльцы расте­ний (1761 г. и позже). Ж. Сенебье (1782 г.) и Н. Соссюр (1804 г.) установили роль сол­нечного света в способности зелёных ли­стьев выделять кислород и использовать для этого углекислый газ воздуха. В конце 18 века Л. Спалланцани осуществил опыты, опровергающие господствовавшую до тех пор в биологии идею возможности самозарожде­ния организмов.

Уже со второй половины 18 века и в начале 19 века всё настойчивее в той или иной форме возни­кают идеи исторического развития живой природы. Ш. Бонне развил (1745 г., 1764 г.) идею «лестницы существ», которую эволюционно истолковал Ж. Б. Ламарк (1809 г.). Эволю­ционные идеи Ламарка в то время успеха не имели и подвергались критике со сто­роны многих учёных, среди которых был Ж. Кювье — основоположник сравни­тельной анатомии и палеонтологии живот­ных, выдвинувший (1812 г.) учение о ката­строфах (Катастроф теория). Ан­тиэволюционные концепции Кювье ут­вердились в 1830 г. в результате дискуссии с Э. Жоффруа Сент-Илером, пытавшимся обосновать натурфилософское учение о «един­стве плана строения» животных и допу­скавшим возможность эволюционных из­менений под прямым воздействием внеш­ней среды. Идея развития организмов нашла убедительное подтверждение в эм­бриологии, исследованиях К.Ф. Вольфа (1759 г., 1768 г.), X. Пандера (1817 г.) и К.М. Бэра (1827 г.), в установлении Бэром принципов сравнительной эмбриологии позво­ночных (1828 – 37 гг.). Обоснованная Т. Шванном (1839 г.) клеточная теория сыграла огромную роль в понимании единства органического мира и в развитии цито­логии и гистологии.

В середине 19 века установлены особенности питания растений и его отличие от пита­ния животных, сформулирован принцип круговорота веществ в природе (Ю. Либих, Ж.Б. Буссенго). В физиологии жи­вотных крупные успехи достигнуты ра­ботами Э. Дюбуа-Реймона, заложившего основы электрофизиологии, К. Бернара, выяснившего роль ряда секреторных ор­ганов в пищеварении (1845 г., 1847 г.) и дока­завшего синтез гликогена в печени (1848 г.), Г. Гельмгольца и К. Людвига, разработав­ших методы изучения нервно-мышечной системы и органов чувств. И.М. Сеченов заложил основы материалистического понима­ния высшей нервной деятельности («Реф­лексы головного мозга», 1863 г.). Л. Пастер окончательно опроверг возможность са­мозарождения современных организмов (1860 – 1864 гг.). С.Н. Виноградский обнаружил (1887 – 91 гг.) бактерии, способные путём хемосинтеза образовывать органические вещества из неорганических. Д.И. Иванов­ский открыл (1892 г.) вирусы.

Крупнейшим завоеванием 19 века было эволюционное учение Ч. Дарвина, изложенное им в труде «Происхождение видов.» (1859 г.), в котором он вскрыл механизм эво­люционного процесса путём естественного отбора. Утверждение в биологии дарвинизма способствовало разработке ряда новых направлений: эволюционной сравнительной анатомии (К. Гегенбаур), эволюционной эмбриологии (А.О. Ковалевский, И.И. Мечников) эволюционной палеонтологии (В.О. Ковалев­ский). Большие успехи, достигнутые в 70 - 80-х гг. 19 века в изучении сложных процессов клеточного деления (Э. Страсбургер, 1875 г.; В. Флемминг, 1882 г., и др.), созревания половых клеток и оплодотворе­ния (О. Гертвиг, 1875 г. и позже; Г. Фоль, 1877 г.; Э. ван Бенеден, 1884 г.; Т. Бовери 1887 г., 1888 г.) и связанных с ними законо­мерностей распределения хромосом в митозе и мейозе, породили множество теорий, искавших в ядре половых клеток но­сителей наследственности (Ф. Гальтон, 1875 г.; К. Негели, 1884 г.; Э. Страсбургер, 1884 г.; А. Вейсман, 1885 – 1892 гг., X. Де Фриз, 1889 г.). Однако закономерности наследственности, обнаруженные Г. Менделем (1865 г.), остались незаме­ченными вплоть до 1900, когда они были подтверждены и легли в основу генетики.

Отправными пунктами развития гене­тики в начале 20 века стали менделизм и мута­ционная теория (X. Де Фриз, 1901 – 03 гг.), способствовавшие в дальнейшем синтезу генетики и дарвинизма. Была сформули­рована хромосомная теория наследст­венности (Т. Бовери, 1902 – 07 гг.; У. Сеттон, 1902 г.), однако лишь Т. Морган и его школа (1910 г. и позже) обосновали и разра­ботали её полностью. На основе учения В. Иогансена о чистых линиях (1903 г.) им были введены понятия ген, генотип, фено­тип (1909 г.).

Химия, природа генов и матричный принцип их воспроизведения сначала по­стулировались чисто теоретически в фор­ме представления о «наследственных мо­лекулах» (Н.К. Кольцов, 1927 г.). В даль­нейшем было показано, что носителями генетической информации являются молекулы ДНК (1944 г.). Установление структуры ДНК (Дж. Уотсон и Ф. Крик, 1953 г.) привело к раскрытию генетического кода, дало резкий толчок развитию молекулярной биологии (в широком смысле — комплек­су направлений, объединяемых понятием физико-химическая биология), а позднее — генетической инженерии и биотехноло­гии.

В области физиологии животных И.П. Павловым разработано учение об условных рефлексах и высшей нервной деятельности; бурно развивается нейро­физиология. Физиология растений доби­лась успехов в изучении фотосинтеза.

Существенное развитие в 20 веке получи­ла эволюционная теория. В 20 - 30-х годах была вскрыта роль в эволюции мутацион­ного процесса, колебаний численности и изоляции при направленном действии от­бора. Это позволило разработать синте­тическую теорию эволюции, развиваю­щую дарвинизм (С.С. Четвериков, Дж. Б.С. Холдейн, Р.Фишер, С. Райт, Дж. Хаксли, Ф.Г. Добржанский, Э. Майр и др.) и включающую учения о факторах эволюции (И.И. Шмальгаузен и др.), о микроэволюции и макроэволюции.

Крупнейшим достижением биологии является создание В.И. Вернадским биогеохимии и учения о биосфере (1926 г.), В.Н. Сукачёвым — биогеоценологии (1942 г.), А. Тенсли — учения об экосистемах (1935 г.), на основе которых научно разрабатывается стратегия взаимоотношений человечества с природой. Трудами В. Шелфорда (1912 г., 1939 г.), Ч. Элтона (1934 г.) и многими другими разра­ботаны основы экологии как науки о взаи­мосвязи между организмами и окружаю­щей средой. С середины 20 века успехи экологии, а также становящиеся всё более серьёзными проблемы охраны природы привели к «экологизации» многих биологических наук, способствовали утверждению современного сис­темного подхода к развитию популяционной биологии.

Литература

Лункевич В.В., От Гераклита до Дарвина. Очерки по истории би­ологии, 2 изд., т. 1 — 2, М., 1960;

Ази­мов А., Краткая история биологии, пер. с англ., М., 1967;

История биологии с древ­нейших времен до начала XX в., М., 1972;

История биологии с начала XX века до наших дней, М., 1975;