世界生物学史

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。

诺贝尔生理学医学奖诺贝尔（Nobel.A，1833～1896），瑞典化学家、发明家、企业家。因硝化炸药、无烟炸药等的发明和制造而著称。拥有发明专利355项以上。1895年立遗嘱，将其遗产作为基金，把此基金的利息每年发给世界各国对于物理、化学、生理学、医学、文学、和平最有贡献的人。为此，瑞典政府设立了诺贝尔基金董事会。1901年诺贝尔奖金首次颁发。诺贝尔科学奖金，评选严格，纪录了近百年中主要的自然科学发明和发现，反映了20世纪以来重要科学技术的发展概况，成为国际学术界的一种崇高荣誉，对科学的发展起了推动作用。诺贝尔生理学、医学奖由瑞典卡洛林斯卡医学院主持评选。除极个别外*，它确实选中了现代生理科学和医学科学的一些重大成就。纵观1901年到现在历年诺贝尔生理学和医学奖金获得者的工作成就，可以对现代生命科学的发展有一个大致的了解，对于掌握当代生物医学的主要动向也有所启发。例如，对于基础医学理论研究的重视，对分子生物学、免疫学和遗传学等学科的重视，在近几十年的诺贝尔生理学、医学奖的授奖中，都表现得很明显。胡克胡克（Hooke.R，1635～1703），17世纪英国科学家、组织学的先驱。生于英格兰怀特岛的弗雷施瓦特的牧师家庭。曾担任汤姆生和波义耳的助手，以及英国皇家学会的实验管理员。胡克是实验仪器、机械工具的发明家和制造家。胡克改进了显微镜的许多使用方法。他不仅改进了采光法，并注意到在物体与透镜之间注入液体可以提高物象的清晰度。胡克是最早应用显微镜观察植物组织的学者。1665年发表《显微镜学》，内载生物学史上最早的细胞结构图——软木栓细胞，并对此命名为“cell”。但是，他对于细胞的概念尚十分模糊，所以观察到的只是细胞壁而已。胡克对于空气和呼吸生理也提出了合理的见解。他指出，“动物在呼吸时，必然从空气中吸入某种生命粒子，这是一种有弹性的成份，所以在呼吸时，必有一种绝对重要的气体被吸入血液而周流全身”，胡克并为此专门做了一系列实验，还发现了肺的生理功能。这一系列的工作为后来的呼吸生理学提供了资料。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（Jean

Baptiste

Lamarck，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”以及唯心主义观点等。达尔文和《物种起源》达尔文（Charles

Robert

Darwin，

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（cregor

Johann

Mendel，

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（James

Dewey

Watson，

1928出生）与克里克。（FrancisHarry

Compton

Crick，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（Иван

Владимирович

Мичурин，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（Иван

Петрович

Павлов，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。1.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。2.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。3.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活动的机制以及中枢神经系统的基本活动过程和它们的主要活动规律。巴甫洛夫是生理学与医学相结合的积极倡导者，他认为，用生理学的实验方法研究机体病态的起源、本质和治疗等问题，是生理学最重要的任务之一。他的高级神经活动学说在医学上产生了极大