生物科学史.ppt

生物科學史階段報告2,健康照護博士班護理組葉莉莉,近代生物學的研究主題,生源論構造與生命現象生物個體發育進化論遺傳與優生學,TheodosiusDobzhansky(1900-1975),NothinginBiologyMakesSenseExceptintheLightofEvolution,沒有一件事可以在不參照其歷史的情況下被完全理解！演化論之歷史意義-此問題具有最長的時間尺度,蘇俄Geneticist,演化論在生物學中的地位,為何與如何？為何植物會朝向有陽光的地方生長？為何植物的祖先演化出尋光生長的能力？演化論者企圖型構終極之解釋（phylogeneticexplanation）歐陽敏譯（2000）生物演化的哲學思維.台北：韋伯。,EvolutionshistoricalrootsAncientGreeks,Thales(624-546BC)Heproposedthefirstnaturalisticcosmologyinwhichthecosmosarosefromwater.au/sejones/pe04hist.html#hstryrtsncntgrksmpdcls,EvolutionshistoricalrootsAncientGreeks,Anaximander(611-546BC)Thalesstudent：proposedacompletetheoryofevolution,Lifearoseoutofaprimordialmud,producinganimals,plantsandthenhumanbeings.Humanswereoriginallyformedasfishes,livedinthewater,andthencastofftheirfish-skin,thenwentupandlivedondryland.au/sejones/pe04hist.html#hstryrtsncntgrksmpdcls,EvolutionshistoricalrootsAncientGreeks,Empedocles(495-435BC)philosopherandpoet“Thefatheroftheevolutionideaproposedatheoryofabiogenesis,orspontaneousgeneration.Plantsfirst,andanimalslaterTeachingcontainedtheoryofthesurvivalofthefittest,ornaturalselection“.au/sejones/pe04hist.html#hstryrtsncntgrksmpdcls,EvolutionshistoricalrootsAncientGreeks,Aristotle(384-322B.C.)Organismsrangedfrombeingrelativelysimpletoextremelycomplex.Naturepassedfrominanimateobjectstoplantsandthentoanimals.Alllivingthingscouldbearrangedonascaleofincreasingcomplexity./evolutionweb/history.html,EvolutionshistoricalrootsAncientGreeks,Aristotle(384-322B.C.)GreatChainofBeing-aladderoflifeandeachspecieshasanallottedrungalongthisladder.Speciesarefixedorpermanentanddonotevolve.Aristotlesworldviewwasentrenchedinthemindsofwesternphilosophersforsometwothousandyears./evolutionweb/history.htm,CharlesDarwin(1809-1882),AboutDarwin,青春時代的漂泊-對博物學的興趣與美國總統林肯同年、月、日誕生。父親是醫生，母親是陶工的女兒。祖父伊拉斯莫斯達爾文是名醫兼博物學家及詩人。少年時非優等生，熱衷於採集植物及昆蟲，對希臘語及拉丁語不感興趣。父親本想讓其學習法律愛丁堡學醫(對醫不感興趣，見習外科手術嚇得魂不附體)劍矯大學學做牧師在Henslow指導下，閱讀許多動植物書籍。,航海歷史記事,1405鄭和下西洋（印度.阿拉伯.非洲）1492哥倫布發現美洲1498葡萄牙人至印度1517葡萄牙人至廣州1519-1522麥哲倫航行世界1624荷蘭人佔領台灣1831-1836達爾文航海記,生物學研究有成就之航海船,TheEndeavour(竭力號)1768JamsBanks(1743-1820)TheInvestigator(調查號)-1801RobertBrownTheBeagle(小獵犬號)-1831-1836CharlesDarwin(1809-1882)，出航時僅22歲TheChallenger(挑戰者號)-1872-1876CharleW.Thompson(1830-1882)http:/www.unbf.ca/psychology/likely/voyage/falkland.htm,DarwinsVoyage(1831-1836),小獵犬號其他任務量測智利、秘魯的海岸和太平洋島嶼利用環繞地球的機會鑑定精密計時計-供天文觀測用，可決定經度，是當時天文學、大地測量學的重要課題。送回初航時由火地島帶往英國的三位原住民。,DarwinandBeaglesVoyage,出航許多襯衫、拖鞋、衣物手槍、步槍、照相機(1841)書籍-西班牙書、希臘遺囑LyellsPrincipleofGeology(1830-1833)三卷MiltonsPoems,DarwinsVoyage(1831-1836),242噸之船備有一帆船及2補鯨小船，76名工作人員,DarwinsVoyage,劍橋大學植物學教授-JohnHenslow船長-海軍上校RobertFitz-Roy(比Darwin大四歲)達爾文與其關係原不融洽(宗教信仰)認同達爾文觀察事物的態度和採集博物的積極作風選定小獵犬號航線上的三個地方以達爾文為名火地島(TierradeFuego)的達爾文山和達爾文海峽及澳洲的達爾文港,DarwinsVoyage(1831.12.27-1836.10.2),DarwinsVoyage(1831-1836),http:/www.unbf.ca/psychology/likely/voyage/falkland.htm,DarwinsVoyage(1831-1836),TheVoyageHome,Australia,Africa,DarwinsVoyage,到達南美洲積極採集標本l832年l月6日抵達加那利群島的田內瑞非島，7月26日到達烏拉圭的孟都此後兩年往返於此地和南美洲南瑞，量測拉布拉他河南方、南美洲東海岸和南端等地方。達爾文數次離船，前往阿根廷的布蘭加灣和布宜諾斯艾利斯、拉布拉他河下游流域、巴塔哥尼亞、福克蘭群島、合恩角附近等地採集旅行。,DarwinsVoyage,很久以前，草原曾是巨型動物的棲息地達爾文在由布蘭加灣往布宜諾斯艾利斯的旅途中，發現巨獸化石：大樹懶.，已絕跡的馬，厚皮獸的牙齒，箭齒獸的化石等。曾是巨獸出沒的草原，只剩侏儒般的小型動物，造成如此大變化的原因何在？達爾文心中產生大疑問！,DarwinsVoyage,智利大地震對達爾文是一大震撼為了探查智利海岸，l835年2月8日到達智利的巴第瓦。2月20日地震，約持績2分鐘。3月4日船停靠巴第瓦和法耳巴拉索之間的康塞普森。此地很接近2月20日大地震的震央，幾乎所有房屋都倒塌，海岸地區尚留有地面隆起數公尺的痕跡。,DarwinsVoyage,達爾文在安地斯山脈中確定Lyell主張的正確性Lyell(l797-l875)於l830-1833出版地質學原理，航海中常閱讀。該書以蘇格蘭地質學家哈頓(l726-l797）的均變說為根據-地球表面常發生由空氣和水造成的風化和侵蝕；地震及火山爆發等現象，有時能將海底變成高山，此學說所需耍的只是十分悠久的地球年齡。安地斯山脈數千公尺高的地層中，發現中生代（距今2億5000萬到6500萬年前）淺海中的貝類化石。表示海底徐徐隆起成為山脈，而且含有貝類化石的地層厚達數千公尺，顯示最初形成時是位於數千公尺深的海底，也就是說地殼在很長的一段時間內時而沈陷，時而隆起數千公尺。,ApagefromDarwinsnotebook,DarwinsVoyage,烏龜之島加拉巴哥群島上發現很多新品種1835.9抵加拉巴哥群島。群島多無珊瑚礁，也沒有椰子樹，且降雨量少，此群島中南、北方島嶼生態有些不同。加拉巴哥是西班牙語大龜的意思，達爾文遇見重100公斤以上的巨龜，長1公尺以上的鬣蜥科動物，且分為棲息於海岸地區的永棲型和在內陸活動的陸棲型。此群島遠離大陸，許多生物與其他地方大不相同，可見類似鵜鶘的軍艦鳥、雀科鳥類和可長期不攝餌的爬蟲類。不僅是鳥類和爬蟲類，其他魚貝類、昆蟲和花木也都不一樣。達爾文所採集的l5種魚類，還有l6種陸棲貝類中的l5種，都是新種。,DarwinsVoyage,加拉巴哥群島上的生物，各自適應島上的自然環境加拉巴哥群島有13種雀科鳥類，基本上都很相似，但喙的長短、彎曲角度等特徵，各島鳥類都有些微變化。由種產生亞種，由一種產生其他種的演化是否是自然淘汰的結果，此問題盤旋於達爾文腦中。由自然淘汰而產生新種必須經過很長的歲月，達爾文在安地斯山脈的觀察，可知地球存在的時間足夠產生這些演化。,DarwinsVoyage,加拉巴哥群島的生物-明顯的差異與微妙類似之典型群島上的生物與一千公里外的南美太平洋岸的生物有徵妙相似處。鷽鳥共有十三種，基本上形態都很相似，但喙的長度及彎曲度即各不相同。差異可能和各島上的鳥類食物，如植物種子、毛蟲、昆蟲等不同有關。如果真是這樣，那麼導致各物種間差異的原因就很明顯了？達爾文從觀察加拉巴哥群島的生物所得的靈感，為日後論生物進化的不朽名著物種原始奠下了基礎。,IntheseIslandsagreatloggerheadduckorgoose.Theirwingsaretoosmallandweaktoallowflight,butbytheiraid,partlyswimmingandpartlyflappingthewater,theymoveveryquickly.Ifwethinkofawingasforflyingitisdifficulttounderstandhowitcouldhaveevolved,becausearudimentarywingmighthindermorethanhelping.Ifwethinkofflyingassomethingthatabirdmightdiscoverifithappensalreadytohaveamore-or-lesswing,evolvedforotherpurposes,thescenarioismuchmoreplausible.http:/www.unbf.ca/psychology/likely/voyage/falkland.htm,影響達爾文進化論思想的人物,Buffon(1707-1778)TheFrenchgeologistsuggestedthattheEarthmightbeasmuchas168,000yearsold!CharlesLyell(1797-1875)Jean-BaptisteLamarck(1744-1829),CharlesLyell(1797-1875),地質學原理是Lyell承繼十八世紀蘇格蘭地質學家哈頓（JHutton）的理論寫成的。哈頓認為海底變成高山是因地震或火山爆發而來。這種自然法則的變動，自古至今都一樣，此學說稱為均變說(uniformitarianism），印證此學說的證據是地球經長期歲月變動所留下的痕跡。,CharlesLyell(1797-1875),Earthtodayresultfromthecumulativeeffectsofslowbutcontinuousprocessesoverlongexpansesoftime.InbookPrinciplesofGeologyLyellaffirmedtheEarthmustbeextremelyoldandthatslowgradualchangesoverexpansiveamountsoftimecanyieldsubstantialchange./evolutionweb/history.html,CharlesLyell(1797-1875),達爾文讀地質學原理後想如果地球的年齡真的這麼老，那麼由微生物演變成溫血動物並非不可能。至此，地球的年齡成為進化論成立的先決條件。目前科技推斷，地球年齡是四十五億年!,Jean-BaptisteLamarck(1744-1829),法國人,Jean-BaptisteLamarck(1744-1829),Philosophiezoologique(1809)動物哲學書中：羚羊為了吃高大樹木的葉子，長期以來，一直極力地把頸子伸長而變成長頸鹿。這種想法雖已不為今日人們所接受，它卻是點燃達爾文進化論的導火線。/history/lamarck.htm,Jean-BaptisteLamarck(1744-1829),Lamarckviewedevolutionasaprocessofincreasingcomplexityandperfection,notdrivenbychance;Lamarckdidnotbelieveinextinction:forhim,speciesthatdisappeareddidsobecausetheyevolvedintodifferentspecies./history/lamarck.html,Jean-BaptisteLamarck(1744-1829),LamarcksmechanismfortheevolutionoflifeUseanddisuse-thosepartsofthebodythatareusedmosttocopewiththeenvironmentbecomelargerandstrongerovertime,whilethosethatarenotuseddeteriorate.TheinheritanceofacquiredcharacteristicsrepresentsLamarcksconceptofheredity./evolutionweb/history.html,Jean-BaptisteLamarck(1744-1829),themechanismofLamarckianevolutionisquitedifferentfromthatproposedbyDarwin,thepredictedresultisthesame:adaptivechangeinlineages,ultimatelydrivenbyenvironmentalchange,overlongperiodsoftime.ItisinterestingtonotethatLamarckcitedinsupportofhistheoryofevolutionmanyofthesamelinesofevidencethatDarwinwastouseintheOriginofSpecies./history/lamarck.html,進化論發表之歷史敘事,CharlesDarwin(1809-1882),1837-NotebookonTransmutationofSpecies1838-readingofThomasMalthus(1766-1834)EssayonthePrincipleofPopulationcrystallizedhisideasintoacoherenthypothesis.TheimportanceoftheobservationshemadeaboardtheBeaglebegantomakeanimpact.,馬爾薩斯的人口論,馬爾薩斯牧師的人口論指出人口的增加率通常會超過糧食供給的增加率。達爾文推想：人類以外的生物應該也是如此。如果是這樣，那麼同時生下的小動物就註定有些會餓死，但是那一隻該餓死？大概是不能適應所居環境的要餓死吧！達爾文回想在加拉巴哥群島所看到的鷽鳥。本來都是同種，相互間可交配繁殖，為了適應各島的特殊環境而發生變異，且只有這些能隨著各島環境而產生變異的鳥才能活下來。像這樣由一種而變為多種的現象，達爾文稱之為自然淘汰,CharlesDarwin(1809-1882),1842-DarwinwroteaSketchonnaturalselectionwhichherevisedandhadcopiedin1844(andretitledEssay).Januaryof1847hehandedHookerafaircopyofthe231pagemanuscripttoreadandcommentupon./PBIO/darwin/darwin01.html,AlfredRusselWallace(1823-1913),1848-1852-inthetropicaljunglesofBrazil(AmazonandRioNegrorivers)海上災難，船失火，所收集之標本多付之一炬1853-TravelsontheAmazonandRioNegro1854to1862-MalayArchipelagoorEastIndies(nowMalaysiaandIndonesia),tocollectspecimensandstudynature.Overthenexteightyears,hemadethegreatvoyagewhichledtohisformulationofthetheoryofNaturalSelection.http:/www.iol.ie/spice/alfred.htm,Truthisbornintothisworldonlywithpangsandtribulations,andeveryfreshtruthisreceivedunwillingly.,190280歲,AlfredRusselWallace1823-1913,Darwintheywillnotbecrows,lizards,orpinetrees.,進化論爭議,DNAThediscoveryofDNA,inthe1950s,shookthefoundationsofevolutionarytheory.Itwouldbeimpossibleforamothermousetoproduceafoxorrabbit.