Лекции по Истории и методологии биологии Основная литература:
реклама
Лекции по Истории и методологии биологии Основная литература: 1. История биология (с древнейших времен до наших дней). Под ред.С.Р.Микулинского, Изд-во "Наука", Москва, 1972. 2. История биологии (с начала ХХ века до наших дней). Под ред. Л.Я. Бляхера, Изд-во "Наука", Москва, 1975. 3. Вопросы философии, 1964, 9, стр.35 4. Никифоров А.Л. Философия науки: история и методология.- М., 1998. Дополнительная литература: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. Биология и современное научное познание. ч.1,2.М.,1975. Вернадский В.И. Избранные труды по истории науки. М.,1981. Кемп П., Армс К. Введение в биологию. М.,1986. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Законы эволюции и самоорганизации сложных систем. М.,1994. Кун Т. Структура научных революций. М.,1975. Медников Б.М. Аксиомы биологии. М.,1986. Найдыш В.М. Научная революция и биологическое познание. М..1987 Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. Учебное пособие. М.,1999. Очерки истории естественнонаучных знаний в древности. М.,1982. Развитие концепции структурных уровней в биологии. М., 1972. Рузавин Г.И. Методы научного исследования. М.,1975 Тимофеев-Ресовский Н.В., Воронцов Н.Н., Яблоков А.В. Краткий очерк теории эволюции. М., 1977 Энгельгардт В.А. Познание явлений жизни. М.,1984 Содержание: Введение Часть I. Первоначальные представления о живой природе и первые попытки научных обобщений 1. Биологические представления в древности 1.1. Накопление сведений о растениях и животных в первобытном обществе 1.2. Знания о живой природе в раннерабовладельческих государствах Азии и Восточного Средиземноморья 1.3. Биологические представления в древней Индии и Китае 2. Биология в древней Греции, в эпоху эллинизма и в древнем Риме 2.1. Биологические знания в древней Греции до начала V века до н.э. 2.2. Биологические воззрения греческих философов-натуралистов (Анаксагор, Эмпедокл, Демокрит) V век до н.э. 2.3. Гиппократ и его школа 2.4. Платон и Аристотель. Биологические воззрения Теофраста. IV-III века до н.э. 2.5. Развитие биологических знаний в период эллинизма и в древнем Риме (Лукреций, Плиний, Гален и другие). II век до н.э. - II век н.э. 3. Биология в средние века 3.1. Особенности средневековых воззрений на природу 3.2. Биологические знания в средние века II. Расширение и систематизация биологических знаний в XV -XVIII веках 4. Социально-экономические и культурно-исторические условия, общее состояние естествознания и философские воззрения в XV -XVIII веках 4.1. Введение 4.2. Эпоха Возрождения и революция в идеологии и естествознании 4.3. Развитие принципов естественнонаучного познания природы в трудах Бэкона, Галилея и Декарта 4.4. Лейбниц и идея "лестницы существ" 4.5. И.Ньютон 4.6. Французский материализм XVIIIвека 5. Развитие ботанических исследований 5.1. Попытки классификации растений в XVI веке 5.2. Систематика и морфология растений в XVII веке 5.3. Развитие микроскопической анатомии растений в XVII веке 5.4. Система К.Линнея 5.5. Попытки создания "естественных" систем в XVIII веке 5.6. Зарождение физиологии растений 5.7. Развитие учения о поле и физиологии размножения растений 6. Развитие зоологических исследований 6.1. Описания и попытки классификации животных в XVI - XVII веках 6.2. Зоологические исследования в XVIII веке 6.3. Изучение ископаемых организмов 7. Развитие исследований по анатомии, физиологии, сравнительной анатомии и эмбриологии животных 7.1. Анатомия животных и человека в XVI - XVII веках 7.2. В. Гарвей и становление физиологии 7.3. Микроскопическая анатомия и изучение простейших 7.4. Физиология в XVIII веке 7.5. Становление сравнительной анатомии 7.6. Эмбриология животных. Преформизм и эпигенез 8. Господство метафизического мировоззрения в естествознании XVII - XVIII веков 8.1. Достижения биологии XVII - XVIII веков 8.2. Господство метафизического мышления 8.3. Концепция постоянства видов и преформизм 8.4. Идеалистическая трактовка органической целесообразности 9. Возникновение и развитие представлений об изменяемости живой природы 9.1. Допущение ограниченной изменчивости видов 9.2. Представление о "естественном сродстве" и "общих родоначальниках" 9.3. Фактор времени в изменении организмов 9.4. Последовательность природных тел. "Лестница существ" 9.5. Идея "прототипа" и единства плана строения организмов 9.6. Идея трансформации органических форм 9.7. Идея самозарождения и ее отношение трансформизму 9.8. Естественное возникновение органической целесообразности Приложение: Летопись биологических открытий Лекция 1. Введение 1. Термин биология 2. Отличия религиозного познания от научного 3. Период протанауки ВВЕДЕНИЕ Биология – наука о жизни. Термин биология, как наука о жизни, впервые предложили независимо друг от друга в 1802 г. два естествоиспытателя Тревиранус и Ламарк. Однако, так исторически сложилось, авторство термина стали приписывать лишь Жан-Батисту Ламарку, необоснованно забывая Готфрида Рейнхольда Тревирануса. Но это не означает, что биология, как наук, образовалась лишь в 18 веке. Многие ученые считают, что человек начал накапливать биологические знания уже в начальный период своего развития. Он добывал знания об окружающем мире в суровой борьбе за существование. От случайных и неосознанных применений палок и камней для защиты и добывания пищи он перешел к изготовления орудий сначала в виде грубо и примитивно обработанных кусков камня, затем ко всем более совершенными каменным орудиям, к луку и стрелам, рыболовным снастям, охотничьим ловушкам. Люди пытались лечить себя и ослаблять боль с помощью трав, различных органов животных. В этих условиях формировалось сознание человека, развивалась речь, накапливались знания и представления о мире, возникли первые антропоморфные объяснения окружающих явлений. Другого способа понять природу, как уподоблять ее себе, живому существу, наделить ее чувствами и сознанием, у первобытного человека не было. Из этого источника развивались научные и религиозные представления. Чем отличается научное познание от религиозного? Надо признать что, процесс познания окружающего мира является одним из самых спорных вопросов в философии науки. Под термином познание подразумевают приобретение или результат приобретения знаний. Знание — это высший уровень сведений о мире, получаемых человеком с помощью сознания. Как я уже сказал различают религиозное и научное познание, которое основанное в свою очередь на религиозном или научном знании. К религиозному познанию относят особую форму осознания мира, которая обусловлена верой в существование сверхестественное. К науке относят сферу человеческой деятельности, функция которой — выработка и теоретическая систематизация объективных знаний о действительности; это одна из форм общественного сознания; включает как деятельность по получению нового знания, так и ее результат — сумму знаний, лежащих в основе научной картины мира. В чем отличия религиозного познания от научного, мы более детально разберем на нашем следующем семинарском занятии. На сегодняшний день, можно константировать тот факт, что религия и наука находятся в противоположных лагерях в своих попытках объяснить основы мироздания. Конечно, прямого противоборства и прямых столкновений в наше время не происходит, однако, ученые не признают объяснения религиозных деятелей и наоборот. Наука вступает в противоборство не только с религией, но и лженаукой. Классическая наука описывает окружающую действительность на основе последовательных приближений и гипотез. И только тогда научное знание считается верным, когда количество гипотез (приближений) уменьшается до минимума. Часть гипотез признаются ошибками, часть заменяются на теории. Без ошибок наука развиваться не может, однако зачастую с целью получения выгоды ученые преднамеренно умалчивают об ошибках, формируют новое знание и выдают такое знание за объективную действительность, не признавая критику со стороны. Лженаука это сфера деятельности, куда относятся научные публикаций с преднамеренной фальсификацией экспериментов, прямой или косвенной цензуры, а также методов уголовного мошенничества, использующих научную терминологию, научные степени и звания, в частности, при рецензировании научных работ. В отличие от лженаучного знания, наука старается при формировании научной картины мира опирается на логические доказательства, опирающиеся на достоверные факты. Конечно, существуют ряд в вопросов, решение которых пока невозможно подкрепить фактами, и они объясняются на основе теоритических выкладок. Так, известный астроном А. Эддингтон когда-то сказал о своем предмете: “Пока астрономические наблюдения не подтверждаются теорией, верить им нельзя”. Действительно, вопросы космогонии, формирования жизни на Земле и возможности их формирования на других планетах, объяснения резких смен одних типов животных и растений на другие, все эти вопросы настолько глубоко теоретизированны, что их с легкостью можно поставить на один уровень с религиозным знанием, где ведущую роль играет вера. Почему в современной науке имеется место фальсификации данных, формирования нелепых направлений для изучения биологических основ и законов экологии, непонятных (искусственно запутанных) для обывателей отчетов по предмету изучения и т.д., вот на эти вопросы мы и попытаемся ответить, проанализировав всю историю развития биологии и смежных с ней наук. Период протанауки Первоначальные знания о живых организмах стали формироваться, когда человек наконец осознал свое отличие от окружающего мира. Когда люди стали пытаться избавится от недугов, облегчить боль, восстанавливать здоровье, спасаться от смерти. Делали они это посредством религиозных или магических обрядов в надежде умилостивить богов и духов, в обрядах использовали различные растения и животных, в качестве приношений или как часть ритуала. Появление первых мистических/религиозных верований приходится на мустьерскую культуры (культура неандертальцев). Они уже хоронили своих мертвецов и украшали могилы и тела цветами. С появлением первых поселений у человека разумного, начало развиваться земледелие и скотоводство. Человек обогащался реальными знаниями о небесных светилах, растениях и животных, о движении и силах, метеорологических явлениях и т.д. Накопленные знания и практические навыки, передаваясь от поколения к поколению, образовывали первоначальный фонд будущей науки. По мере развития общества и общественного труда накапливались предпосылки для создания устойчивой цивилизации. Решающую роль здесь сыграло возникновение земледелия. Там, где сложились условия для получения устойчивых урожаев на одном и том же месте и из года в год, создавались поселения, города, а затем и государства. Такие условия возникли в Северной Африке в долине Нила, ежегодные разливы которого оставляли на полях плодородный ил, в Двуречье между реками Тигр и Евфрат, где уже в IV тысячелетии до н. э. стали складываться древнейшие рабовладельческие государства, ставшие колыбелью современной европейской науки. Конечно, не стоит забывать, про государства, которые были сформированы в Америке и в Азии. Ацтеки, инки, мая, индусы и китайцы не только не уступали по знаниям египтян и вавилонцев, но в в некоторых вопросах превосходили их. Более подробны об особенностях древнекитайской науки и об уровне знаний других древних цивилизациях мы поговорим на четвертой лекции. Итак, система орошаемого земледелия, добыча металла (меди) и его обработка, развитие техники и изготовление орудий создали предпосылки для возникновения сложного общественного организма с развитой экономикой. Общественные потребности привели к появлению письменности: иероглифов в Египтe, клинописи в Вавилонии, к возникновению астрономических и математических знаний. Однако, большую часть явлений природы человечество не могло объяснить на основе имеющихся (накопленных эмпирическим путем) знаний, поэтому главенствующую роль в познании природы играла религия. Вскрывая туши животных для религиозных обрядов и мумифицируя тела фараонов и их приближенных, именно жрецы стали первыми анатомами. Сохранившиеся до наших дней великие пирамиды Египта свидетельствуют о том, что уже в III тысячелетии до н. э. государство могло организовывать большие массы людей, вести учет материалов, рабочей силы, затраченного труда. Следовательно в обществе были сформированы различные классы, в которых люди разделялись на инженеров, строителей, астрономов, писцов и т. д., т. е. Формировался слой работников умственного труда. Астрономия была первой из естественных наук, с которой началось развитие естествознания. Сначала возникла астрономия из наблюдения времен года и потому абсолютно необходимая для пастушеских и земледельческих народов. Определение времени начала разлива Нила требовало тщательных астрономических наблюдений. Египтяне разработали календарь, состоявший из двенадцати месяцев по 30 дней и пяти дополнительных дней в году. Месяц был разделен на три десятидневки, сутки — на двадцать четыре часа, двенадцать дневных, двенадцать ночных. Поскольку продолжительность дня и ночи менялась со временем года, величина часа была не постоянной, а менялась со временем года. Высокого уровня достигли вавилонская математика и астрономия. Вавилоняне знали теорему Пифагора, вычисляли квадраты и квадратные корни, кубы и кубичные корни, умели решать системы уравнений и квадратные уравнения. Практические потребности общества способствовали развитию научных знаний по арифметики, геометрии, алгебры, астрономии, механики и других естественных наук. Следует подчеркнуть, что все науки носили практический характер. Так современные ученые считают, что все сооружения древних государств были построены на основе лишь эмпирических знаний математики, геометрии и строительной механики. При строительных работах находили применение простые машины: рычаги, катки, наклонные плоскости. Несмотря на огромные заслуги науки Древнего Востока, подлинной родиной современной науки стала Древняя Греция. Именно здесь возникла теоретическая наука, разрабатывающая научные представления о мире, не сводящиеся к сумме практических рецептов, именно здесь развивался научный метод. Если египетский или вавилонский писец, формулируя правило вычисления, писал: «поступай так», не поясняя, почему надо «поступать так», то греческий ученый требовал доказательства. Таким образом, вавилонская и египетская наука, как уже было сказано, возникли из потребностей практики. Что касается теоретического мышления египтян и вавилонян, то оно не выходило за рамки мифологии; вопросы мироздания и окружающего мира объяснялись только жрецами на основе их фантазии, которые легли в основу религиозного знания. Лекция 2. Античный период 1. Характеристика социально-политической жизни Древней Греции 2. Архаический период развития науки. 3. Философы-натуралисты Общая характеристика периода Считается, что подлинной колыбелью европейской науки была Античная Греция, культура которой в период своего расцвета и породила науку. Рассмотрения этого периода, мы с вами начнем с характеристики социально-политической жизни Древней Греции на становление науки. Характеристика социально-политической жизни Древней Греции Стремительное преимущественное расслоение общины с сосредоточением частной собственности в руках представителей знатных родов привело к массовому разорению землеобработкчиков и развитию кабальных отношений. В результате на протяжении VII-V вв д.н.э отмечаются выступления народа за отмену долгов, передел земель, созданию сводов закона, рождению демократии. В итоге общественном сознании укореняются принципы исегории — свобода слова, исотомии — гражданская свобода участия (равенство в занятии должностей), исономии — гражданское равенство (равенство перед законом). Демократическая форма греческого общественного устройства способствовало максимальному раскрытию талантов и возможностей. Отсутствие «привилегий рождения» содействовало развитию политики, науки, искусству, спорта. Особая роль в карьерном росте отводилась ораторскому искусству. Зачастую искустный оратор мог повлиять на решение большинства. Именно в такой атмосфере рождалось рациональное доказательство, формировался аппарата логического обоснования. На этом фоне складывалась наука как доказательное познание. Для уточнения предпосылок появления науки заставляет обратить внимание на такую черту греческой жизни, как использование труда рабов. Повсеместное применение рабского труда, высвобождение свободных граждан из сферы материального производства на уровне общественного сознания обусловило радикальное неприятие греками всего, связанного с орудийно-практической деятельностью. Греки различали деятельность ума и производственно-трудовую деятельность. Первая считалось достойным занятием гражданина и именовалось наукой, вторая приличествовала рабу и звалась ремеслом. Интересно, что и в самой науке греки обосабливали подлинную науку от приложений, занятие которыми порицалось. Например физика и механика. Механика была средством перехитрить природу, но не познать ее. В рамках нашего исследования может возникнуть закономерный вопрос, отрицание эмпирических начал, отсутствие проверки теоретических знаний приводит к рождению религиозного знания и отступления от научных суждений, так почему мы говорим о зарождении науки, где присутствует острая неприязнь к прикладным исследованиям? Здесь стоит иметь ввиду, что протонаучное знание в Древнем Мире было полностью собрано на основе наблюдении, в этот период не хватало рациональных объяснений полученных знаний, и наоборот у древних греков уже существовал накопленный пласт знаний (который достался от Древнего Востока), и который необходимо было реструктуризовать, чтобы определить их в системе мироздания. Поэтому только в Античный период возникли такие формы познания как систематическое доказательство, рациональное обоснование, логическая дедукция, идеализация, из которых в дальнейшем могла развиться наука. Архаический период развития науки. Переход от вербальной трансляции знаний к абстрактным (умопостигаемым) доказательствам было впервые осуществлено в «физике». Физика греков — нечто совсем иное, нежели современная дисциплина. Древние греки физику рассматривали как науку о природе в целом, которая включала познание не путем опыта, а путем умозрительного уяснения происхождения и сущности природного мира как целого. Античные физики искали первоосновы сущего — архе, и его элементов — стихий. Ионийская школа Первыми учеными (философы) искавшие причины и формы создания мироздания были Фалес, Анаксимандр, Анаксимен и Гераклит. Для Фалеса (VII - VI вв. до н. э.) этим первоначалом была вода. Анаксимандр (610 - 546 до н. э.) также считал, что мир возник из единого и вечного материального первоначала. Это первоначало он назвал «апейрон», что значит «беспредельное»; он считал его материей неопределенной, находящейся в вечном движении. Живые существа, согласно учению Анаксимандра, образуются из алейрона по тем же законам, что и предметы неживой природы. Животные, по мысли Анаксимандра, родились первоначально из влаги и земли, нагретых солнцем. Первые животные были покрыты чешуей, но, достигнув зрелости, они вышли на сушу; чешуя их лопнула, и, освободившись от нее, животные начали вести свойственный каждому из них образ жизни. Все виды животных возникли независимо друг от друга, так что в учении Анаксимандра нет и намека на генетическую связь между видами, на мысль об историческом развитии животного мира. Только в отношении человека Анаксимандр допускал возможность его происхождения от организмов другого вида. Он считал, что зародыши первых людей образовались в чреве существ, похожих на рыб. Лишь достигнув возмужалости, они скинули рыбью оболочку и вышли на землю в виде мужчин и женщин. Третий ионийский философ Анаксимен (ок. 588 - 525 до н. э.) считал материальным первоначалом мира воздух, из которого все возникает и в который все возвращается обратно. Величайшим из ионийских натурфилософов был Гераклит Эфесский (544 - 483 до н. э.). Его учение не содержит каких-либо специальных положений о живой природе, тем не менее оно имело огромное значение как в истории биологии, так и в истории естествознания и философии в целом, ибо в нем был выражен стихийно-диалектический подход к пониманию природы. Гераклит впервые ввел в философию и в науку о природе четкое представление о постоянном изменении. Он считал, что материальным первоначалом мира является огонь, который в силу необходимости закономерно воспламеняется и снова закономерно угасает. Он учил, что всякое изменение есть результат борьбы. Пифагорская школа. Во второй половине VI в. до н. э. в Южной Италии возникла философская школа, основанная легендарным Пифагором и имевшая по сравнению с ионийцами совсем иную направленность. Пифагорейцы стремились прежде всего установить господствующие в мире числовые закономерности; в связи с этим они много занимались арифметикой, геометрией, астрономией; им принадлежат также первые важные открытия в области музыкальной акустики. Большим уважением у пифагорейцев пользовалась медицина. В математике они разработали теорию логического доказательства. Так, первоначально ненаучные эмпирические математические знания, древних греков и египтян, подверглись теоретической переработке, логической систематизации, дедуктивизации. Можно говорить, что именно ими была оформлена теория доказательства. Близко к пифагорейцам стоял врач, астроном и философ Алкмеон Кротонский, живший предположительно в конце VI — начале V в. до н. э. Его по справедливости считают основоположником анатомии и физиологии в древней Греции. Сообщают, что он первый начал анатомировать трупы животных для научных целей, что позволило ему сделать ряд важных заключений о роли отдельных органов. Алкмеон признал мозг средоточием ощущений и мышления и уяснил роль нервов, идущих от органов чувств (глаз и ушей) к мозгу. На основе своих физиологических наблюдений он развил обстоятельную теорию ощущений. Различие между животными и человеком он усматривал в том, что животные обладают только ощущениями, человек же не только ощущает, но и мыслит. Как и все пифагорейцы, Алкмеон признавал бессмертие души. Философы-натуралисты Основы материализма, заложенные в VI в. до н. э. ионийскими натурфилософами, в дальнейшем успешно развивали древнегреческие философы-натуралисты, которые пытались разрешить проблему строения и развития материи с позиций античной атомистической теории. В тесной связи с атомистическими представлениями находилось учение Анаксагора (500 - 428 до н. э.). Он считал, что материя состоит из мельчайших частиц, которые он сам называл «семенами». Согласно Анаксагору, семена различных встречающихся в природе веществ — земли, воды, воздуха, огня, золота, железа, мяса, костей, крови и т.д. — подобны по своим свойствам телам, в состав которых они входят. В соответствии со своим общефилософским учением Анаксагор объяснял и процессы питания и роста живых организмов. По его мнению, пища (например, хлеб или вода) только по виду кажется однородной, на самом же деле представляет собою смесь всевозможных семян, в том числе и таких, из которых состоят ткани нашего тела. В процессе пищеварения эти семена разделяются, причем частички мышц соединяются с мышцами тела, частички крови попадают в кровь и т. д. Анаксагор полагал, что первоначально организмы образовались из соединения семян, увлеченных каплями дождя с неба на землю, с семенами, находившимися в земле. При этом во влаге возникли зародыши, из которых развились живые существа; в дальнейшем последние приобрели способность рождаться друг от друга. Различие полов заключено уже в семени, причем семя исходит от самца; самка же лишь предоставляет для него место. Зародыши мужского пола попадают в правую сторону матки, женского же - в левую. В ходе развития у зародыша прежде всего формируется мозг, с которым связаны чувства зрения, слуха, вкуса, обоняния и осязания. Анаксагор не проводил принципиального различия между животными и растениями; в частности, он утверждал, что растения способны ощущать, радоваться и печалиться и что у них, как и у животных, есть ум и знание. Человек — самое разумное из всех животных вследствие того, что у него имеются руки. Эмпедокл (ок. 490 - 430 до н. э.) положил в основу своего учения представление о четырех элементах (стихиях), или «корнях». Эти четыре элемента мировой материи (огонь, воздух, вода и земля) состоят из вечных частиц, которые, вступая в соединение друг с другом в разных количественных соотношениях, образуют тела природы (живую и неживую материю). Возникновение живых существ Эмпедокл представлял себе так. Сначала частицы четырех элементов, соединяясь, образовали органы и части тела животных, которые существовали самостоятельно. Затем из отдельных членов и частей тела возникли разного рода уродливые неполноценные существа, нежизнеспособные по той причине, что у них не было всех органов, необходимых для жизни и размножения; лишь в дальнейшем, также в результате случайных сочетаний, возникли гармоничные организмы, которые стали размножаться половым путем. В отличие от Анаксагора, Эмпедокл считал, что зародыш образуется из смешения мужского семени с женским, причем пол зародыша зависит от температуры, в которой он развивается. При развитии зародыша прежде всего образуется сердце как главный орган жизни. Ребенок больше похож на того из родителей, чье семя при зачатии было более горячим и обильным. Демокрит (460—370 до н. э.) утверждал, что мир состоит из мельчайших неделимых частиц — атомов, движущихся в пустоте. Атомы вечны и неизменны; они никогда и никем не были созданы и не могут быть уничтожены. Все состоит из атомов, рождение любой вещи есть соединение атомов, а смерть - их разъединение. Живые существа произошли, по мнению Демокрита, в тот период развития нашего мира, когда земля, будучи насыщена влагой, вся состояла из мягкого ила. Под действием солнечного жара в отдельных местах, где скапливалась влага, возникло гниение, давшее начало образованию оболочек, или пузырей, внутри которых зародились первые животные. Гиппократ. Современником Демокрита был величайший врач античного мира Гиппократ (ок. 460—377 до н. э.). Гиппократа и его последователи окончательно порвали с религией и мистикой в медицине, отказавшись от объяснения происхождения и сущности болезней вмешательством сверхъестественных сил. Они учили, что медицина должна основываться не на умозрительных натурфилософских спекуляциях, а на тщательном наблюдении и изучении больных, на накоплении и обобщении практического опыта. В гиппократовской медицине были заложены первые основы метода эмпирической индукции. Гиппократ и его последователи разработали представление о естественных причинах болезней, причем они различали факторы, исходящие от внешней среды, и наряду с ними учитывали возраст, наследственность, образ жизни больного и т. п. Важнейший принцип гиппократиков состоял в том, что надо лечить не болезнь, а данного больного; поэтому все назначения врача должны быть строго индивидуализированы. Гиппократ был создателем учения о четырех жидкостях тела — крови, слизи, желтой желчи и черной желчи, количественное и качественное соотношения которых лежат якобы в основе всех нормальных и патологических процессов в организме человека. К сожалению, большинство трудов этого времени по медицине подписывались или признавались за Гиппкратом, однако сейчас считается, что это были труды его учеников и последователей. Поэтому, чтобы быть более точным, мы будем говорить, что в трудах того периода было хорошо известно о строение скелета человека, всех костей конечности и их сочеления, некоторых внутренних органов, желудка, тонкой и толстой кишки, печень с ее долями, желчный пузырь, селезенка, почки, мочеточники и мочевой пузырь. Были описано строение сердца, различали желудочки и предсердия и полулунные клапана. Важнейшим результатом демократизации общественно-политической сферы античной сферы Древней Греции явилось формирование аппарата логического обоснования. Истина, у греков, воспринималась не как продукт догматической веры, поддерживаемый авторитетом, а как продукт рационального доказательства, основанный на обосновании. На этом фоне уже могла складываться наука как доказательное познание. Первые философы изучали вопросы бытия, зарождение жизни, объясняли происхождение видов животных и растений, исследовали вопросы познания, что подтолкнуло к изучению вопросов функционирования мозга (а следовательно и его анатомии) и органов чувств. Лекция 3. Античный период. Классический период 1. Развитие идеалистических представлений. 2. Развитие биологических знаний в период эллинизма Период расцвета Древней Греции приходиться на V – III век до н.э., период смены древнегреческой рабовладельческой демократии на аристократию. В этот период вопросы о первоосновах, материи сменились на изучение вопросов человеческого познания, рассматривались категории истины (софийцы). Человек был объявлен “мерой всех вещей”, а ощущения — единственным источником познания. Человек и его разум был поставлен во главу мира, и разум формирует тот мир, который он видит перед собой. В противовес это точки зрения, была разработана идеалистические представления, по которым познание мира является недосягаемым продуктом для большинства людей, которые имеют лишь мнение о мире. Развитие идеалистических представлений. Принято считать, что первым идеалистом был Платона (427— 347 до н. э.). Согласно учению Платона мир - это не просто совокупность предметов и явлении, а наполнен божественным смыслом и живёт, существует и развивается в соответствии с общими закономерностями, теми правилами, что устанавливают идеи. Идеи - основа всего мира, они не видны людям и их нельзя почувствовать, т.е.. с помощью органов чувств истинную природу вещей познать невозможно. Высшая идея - идея абсолютного добра; мировой Разум; Божество; Демиург. Таким образом, Идеи обладают собственным ни от кого не зависимым бытием. Таким образом, Платон в своем учение впервые разделил, людей и богов и показал, что первые не могут влиять на последних. Для Платона всё, доступное познанию, которое он делит на два рода: постигаемое ощущением и познаваемое умом. Ощущаемое вновь делится на два рода — сами предметы и их тени и изображения. Взятые вместе, эти способности составляют мнение. Мнение не есть знание в подлинном смысле этого слова, поскольку касается изменчивых предметов, а также их изображений. Сфера умопостигаемого также делится на два рода — это идеи вещей и их умопостигаемые подобия. Идеи представляют собой вечные и неизменные сущности, доступные одному лишь разуму. Ко второму роду относятся математические законы, которые нуждаются в системе аксиом, принимаемых бездоказательно. Способность производить такие понятия есть рассудок. Разум и рассудок вместе составляют мышление, и лишь оно способно на познание сущности. Таким образом, Платон недооценивал чувства как способ познания окружающего вещественного мира. Он полагал, что ощущения и восприятие обманывают человека. Лишь разум может познать истину. Биологические взгляды Платона, изложенные им в диалоге «Тимей», несут на себе печать его общефилософских взглядов. Жизнь, по мнению Платона, началась на Земле с появления человеческого рода. Демиург, создал человека как самое совершенное существо, в наибольшей степени приближающееся к божественному образу. Все остальные виды живых существ возникли из людей как их несовершенные модификации. Платон придавал особое значение мозгу, который, по его словам, является местопребыванием высшей, бессмертной части души. Две другие части души имеют смертную природу и расположены соответственно в сердце и в области живота. Эти воззрения Платона оказали влияние на учение Аристотеля о трех родах душ. Попытку преодолеть платоновский идеализм предпринял Аристотель (384—322 до н. э.). Он утверждал реальность материального мира и его пребывание в состоянии постоянного движения. В противовес идеалистической теории Платона, он развил сенсуалистическую теорию познания, согласно которой источником познания являются ощущения, перерабатываемые затем разумом. Однако, Аристотель, так же был идеалистом, он противопоставлял материи, которую он считал пассивной, активную нематериальную форму, объясняя жизненные явления существованием божественного «первого двигателя». Вопросы биологии занимают большое место в творчестве Аристотеля. В 4 больших и 11 малых биологических трактатах Аристотеля охвачен весь круг знаний того времени об организмах, что дает нам полное право считать его основателем биологии как науки. В общебиологических представлениях Аристотеля нашел отражение его философский дуализм. Во всех телах природы Аристотель различал две стороны — материю, обладающую различными возможностями, и форму, под влиянием которой реализуется именно данная возможность материи. В понимании явлений жизни Аристотель также основывался на указанном противопоставлении материи и формы. Зародыш образуется из смешения семени самца с выделениями самки. Последние образуют материю, но возможность формирования зародыша может реализоваться лишь при воздействии на материю формы, происходящей из семени самца. Таким образом, в семени самца, заложен принцип развития, которое есть не что иное, как душа. По Аристотелю, существуют души трех родов: душа растительная, или питающая, душа чувствующая и, наконец, разум. Растениям свойственна только питающая душа, животным сверх того — чувствующая, человеку кроме двух первых свойствен разум. Крупнейший из биологических трактатов Аристотеля — «История животных». Здесь после некоторых предварительных сведений о животных дается сначала описание наружных и внутренних органов человека, которое служит введением к сравнительноанатомическому описанию животных. Далее рассматриваются половые различия у животных, различные способы размножения у яйцекладущих и живородящих животных и особо размножение у человека. Аристотель описывает биологию спаривания и размножения многих видов животных, пишет о развитии цыпленка в яйце, об особенностях развития рыб и птиц, о течке и беременности. Касаясь образа жизни и нравов животных, Аристотель говорит об их питании (и, в частности, об откормке домашних животных), описывает места их обитания, передвижение, зимнюю спячку, линьку, заботу о потомстве, психические особенности, а также рассматривает вопрос о благоприятных и неблагоприятных условиях для жизни. В трактате, носящем название «О частях животных», Аристотель различает в организме однородные части, которые впоследствии получили название тканей, и неоднородные, т.е. органы, выполняющие те или иные функции. Третий биологический трактат Аристотеля, озаглавленный «О возникновении животных», посвящен эмбриологии животных и человека. В нем рассматриваются также вопросы, связанные с происхождением пола, наследованием признаков, возникновением уродств. Для суждения о биологических воззрениях Аристотеля чрезвычайно важен последний из четырех его больших биологических трактатов «О душе». В нем рассматриваются ощущения, воспринимаемые органами чувств, умственная деятельность человека, вопрос о взаимоотношении между душой и телом. Считается, что Аристотеля был искусственным анатомом. Он был знаком с анатомическими, эмбриологическими и физиологическими особенностями млекопитающих. Он знал, что главнейшими признаками, характеризующими млекопитающих, являются наличие у них органов воздушного дыхания — легких и горячей крови; он знал, что они живородящи, питают детенышей молоком и что плод, находящийся в утробе матери, прикреплен к матке посредством пуповины. Учитывая все эти особенности млекопитающих, Аристотель отделил от китов от рыб и поместил их, в своей классификации в непосредственном соседстве с млекопитающими. Отметив живорождение как признак, отличающий млекопитающих от рыб, Аристотель писал, что существует группа рыб — он назвал ее селахе (акулы и скаты),— характеризующаяся способностью ее представителей рождать живых детенышей. Ему было также известно, что у одной формы селахе — акулы Галеос — яйца прикрепляются к стенке матки с помощью органа, сходного с последом млекопитающих. Это наблюдение Аристотеля долго считалось ошибочным и только в середине XIX в. Иоганн Мюллер подтвердил, что описания Аристотеля были совершенно правильны. Формально Аристотель не оставил классификации животных. Однако в его трудах встречаются в достаточном количестве определения, позволяющие создать аристотелеевскую классификационную схему животных. Всех животных Аристотель делил прежде всего на животных с кровью (энайма) и без крови (анайма). Первые соответствуют позвоночным, вторые — беспозвоночным. Энайма делятся на живородящих и яйцеживородящих (птицы, яйцекладущие четвероногие, змеи и рыбы), а анайма подразделяются на животных с совершенными яйцами (головоногие, ракообразные), с яйцами особого рода (насекомые, пауки, скорпионы) и на животных, образующихся из генеративной слизи, из почек или возникающих самопроизвольно (моллюски, исключая головоногих, иглокожие и др.). В ходе изучения многообразия живых существ Аристотель составил «Лестницу природы», что является самой ранней классификацией животного мира. Лестница природы начинается с неорганических тел и через растения идет к прикрепленным животным — губкам и асцидиям, затем к голотуриям и далее к свободно-подвижным морским организмам и животным ведущих наземный образ жизни. Лестница существ Аристотеля является первой идеей об усложнении форм природы, о ступенчатом развитии живых существ. На основе изучения трудов Аристотеля, многие ученые считают его отцом зоологии. Взгляды и познания Аристотеля в этой области получили развитие в работах его ученика Теофраста (370—285 до н. э.). Из трудов последнего для нас наибольшее значение имеет работа «История растений». Наряду с народными поверьями и прикладными сведениями о лечебных растениях, о способе их собирания и применения Теофраст сообщил также некоторые данные о строении и размножении растений. Он впервые ввел в употребление термины — плод, околоплодник и сердцевина. Он различал такие способы размножения растений, как самопроизвольное зарождение, зарождение от семян, от корня, от клубня, от ветви, ствола и черенка. Теофраст описал прорастание семян разных видов растений, отметил места закладки в семени корня и стебля, обнаружил различия между однодольными (злаками) и двудольными (бобовыми) растениями, выражающиеся не только в наличии одной или двух семядолей, но в количестве и расположении корней и стеблей — многочисленных у злаков и одиночных у бобовых. Однако, Теофраст, как и другие античные авторы, говорил о растениях мужского и женского пола, чаще всего относя их к разным видам или принимая плодущее растение за женское, а бесплодное за мужское. Только применительно к финиковой пальме он понимал различий между мужскими и женскими цветками и их значения для развития плодов. Таким образом, именно Теофраста по праву считают отцом ботаники. Развитие биологических знаний в период эллинизма Период от смерти Александра Македонского до завоевания Греции и Ближнего Востока Римом принято называть периодом эллинизма. Этот период характеризуется установлением греческого, а впоследствии и римского господства на Ближнем Востоке. Центром научной мысли сделался Египет, правитель которого Птолемей II основал в Александрии библиотеку и музей. Этот «александрииский период» в развитии науки продолжался три последних столети до н. э. В этот период не происходит накопления научного знания в области окружающего мира, а происходит доработка или систематизация ранее известных данных. Так, учения римского философа и поэта Лукреций Кара (I в. до и. э.). были основаны на идеях Демокрита. В поэме «О природе вещей» Лукреций утверждал бесконечность вселенной и допускал возможность жизни на других, удаленных от Земли мирах. Природа, по мысли Лукреция, никем не создана и управляется присущими ей самой законами. Мир материален, все тела природы состоят из атомов и подвержены изменениям. В вопросе о происхождении живых форм организмов Лукреций, как и Демокрит, предпологал, что жизнь зародилась из земли под влиянием влаги и солнечного тепла. Животные возникли из растений; например бабочки — это цветки, оторвавшиеся от стеблей и получившие способность летать по воздуху. Сходно с Демокритом, Лукреций считал, что сначала возникают уродливые, неприспособленных к жизни живые существа, и потому погибавших, а затем, или наряду с ними появляются такие, которые могли нормально существовать давая потомство. Развитие организма Лукреций представлял себе как результат смешения мужского и женского «семени», при этом происходит передача потомству признаков, присущих отцу и матери. В отличие от философии, физики и других естественных наук, бурно развивается медицина. К античным древнегреческим врачам того времени, можно указать Герофила и Эразистрата. Герофил изучал строение человеческого тела и сравнивал со строением животных. Он установил, что мозг является центром нервной системы, и рассматривал его как место сосредоточения умственных способностей. Особенно тщательно он изучал нерввые центры и нервы, причем последние подразделялись им на подчиненные воле и воле неподвластные. Герофил впервые ясно указал различие между артериями и венами, заметив, что артерии отчетливо пульсируют, в то время как пульсация вен совершенно отсутствует или едва обнаруживается. Однако он связывал движение крови не с работой сердца, а с функцией сосудов. Герофил считается первым греком, который начал практиковать вскрытие человеческих трупов. Эразистрат в своем понимании физиологии тела исходил из представления, что каждый орган является системой, состоящей из трех элементов — вен, артерий и нервов. Он предположил, что нервы имеют вид трубок в полостях которых циркулирует некоторое вещество. Эразистрат установил различие между большим и малым мозгом (мозжечком). Он обратил внимание на извилины мозга человека и животных и связал их большую сложность у человека с его более развитым интеллектом. Полагают, что Эразистрату было известно различие между передними и задними корешками спинномозговых нервов: связь передних корешков с работой мышц, а задних — с восприятием ощущений. Подобно Герофилу, он производил вскрытия человеческих трупов, а также делал живосечения на преступниках (нередко в присутствии сирийского царя, придворным врачом которого он долгое время являлся). После превращения Египта в Римскую провинцию Александрийская медицинская школа утрачивает свое преимущество в исследованиях медицины, развивается лишь область медицинской ботаники. Практические потребности сельского хозяйства и медицины того времени, стимулировали интерес к специальному изучению растений, животных и человека, появлению сочинений, прикладного характера. Одной из первых книг, посвященных определению полезных для медицины растений, было сочинение Диоскорида (I в. н. э.), оказавшее большое влияние на ботанику последующих веков. В его кратких и нередко очень точных описаниях растений зачастую отмечаются места произрастания и происхождения растений, приводятся точные изображения описанных им растений. Римский натуралист Плиний собрал огромное количество выдержек из прочитанных им античных произведений, большая часть которых не сохранилась до настоящего времени. Эти выдержки он включил без особого разбора в свое знаменитое многотомное сочинение «Естественная история». Труд Плиния получил широкое распространение в последующее время и на протяжении тысячи лет служил главным источником сведений о природе. Гален (130—200), написал множество трудов по всем отраслям медицины. Как великий врач, анатом и физиолог, Гален получил всеобщее признание еще при жизни, а его авторитет в вопросах медицины, анатомии и физиологии считался непререкаемым на протяжении полутора тысяч лет, вплоть до Везалия. Гален изучил анатомию овец, быков, свиней, собак, медведей и многих других позвоночных животных. Он подметил сходство в строении тела человека и обезьяны. Объектом его анатомических исследований была берберийская обезьянка. Она послужила Галену моделью для изучения мышечной системы, костей и суставов. Гален занимался физиологическими исследованиями, им было детально изучена центральная и периферическая нервная система; в частности, он исследовал функции нервов спинного мозга и пытался определить способ их действия на дыхание и биение сердца. Одной из крупных ошибок, допущенных им и долго удерживавшейся в науке под влиянием его авторитета, было его убеждение в том, что воздух поступает непосредственно в сердце через дыхательные пути, а кровь проходит из одного желудочка сердца в другой через отверстие в перегородке между желудочками. В соответствии с религиозными представлениями Гален развивал мысль, что каждый орган человеческого тела был создан богом в наиболее совершенной форме и в предвидении той цели, для достижения которой этот орган предназначен. Это обстоятельство способствовало упрочению авторитета Галена в средневековой христианской Европе. Его работы признавались непогрешимыми. Ни одна из описанных Галеном деталей строения тела не подлежала проверке, и все его ошибки повторялись в последующие века. Вплоть до эпохи Возрождения анатомия и физиология представляли собой лишь слабое и все более тускневшее отражение того, что было сделано Галеном. Все же действительно прогрессивное в его работах оставалось без внимания и забывалось. Философы Древней Греции в период V – III в.до н.э. сформировали основные представления о мире (материалистические и идеалистические воззрения), с помощью которых они искали истинное знание о сущности бытия и принципах его познания. В этот период формирования науки к рациональному доказательству присоединяется эмпирическая составляющая (сбор и описание животного и растительного мира). Практические потребности сельского хозяйства и медицины в эпоху Римской империи приводят к снижению интереса вопросов бытия и возникновения жизни, на первый план выходят работы по практической медицине и траволечению, что способствовало развитию описательных методов в естествознании. Лекция 4. Развитие науки в Древней Индии и Китае. 1. Культура древней Индии 2. Наука древнего Китая Вселенная, пространство, время, формы жизни сплошь покрыты тайной, как же мы исследуем эти вещи? С помощью разума, ответит древнегреческий философ, ученый с востока — с помощью сознания и высокой морали. Перед исследователями с Востока стояла задача поддерживать нравственность, благодаря которой сохраняются врожденные человеческие способности. Культура древней Индии Ранняя индийская цивилизация была создана древним местным населением Северной Индии в 3 веке до н.э. Центрами древней Индии были города Мокенджо-Даро и Хараппы. Основными достижениями этой цивилизации были система водопровода и канализации; оригинальная письменность - санскрит; наличие многочисленных религии, брахманизм (индуизм и джайнизм), буддизм и ислам; развитие науки. Наука Древней Индии отличалось от Древнегреческой наличием особого типа мышления у ученых основанного на нравственных принципах и их сверхъестественных способностей, что позволяло им видеть вещи, находящиеся в других пространствах, объяснять человеческие заболевания, раскрывать тайны вселенной и жизни. В отличие от древнегреческих философов, знания не требовали логических доказательств, их было достаточно увидеть обладая сверхъестественными способностями. Настоящего расцвета древнеиндийская культура и наука достигла в эпоху «Ригведи» — период написания религиозных текстов жрецами арийских племен. В этот период складывается кастовая система (варны): брахманы (жрецы, философы, ученые), кшатриев (воины, правители), вайшьев (торговцы, земледельцы и скотоводы), шудры (рабочие и слуги). Однако из-за того, что достижения науки Древней Индии были изложены на санскрите, основные достижения той науки стали известны Западу только в конце 18, начале 19 века. К основным достижениям науки Древней Индии можно отнести следующее. Древние индийцы знали, что Земля вращается вокруг Солнца и своей оси, о существовании атома и умели его измерять, ввели число «нуль». Большинство естесвеннонаучных знаний в Древней Индии передавалось в мифологической форме. Примером тому может послужить перечень последовательных обличий одного из индийских богов Вишну, которые он, согласно мифу, принимал для зашиты Земли от демонов. Сначала это была рыба, спасшая первого человека от потопа, затем, черепаха для поиска напитка бессмертия; кабан, поднявший Землю из преисподни; человеко-лев, сокрушивший очередного демона; Парашурама - человек яростного и необузданного нрава; Рама - человек благородный; Кришна — богочеловек. На этом примере можно проследить эволюцию хордовых в биологии, а четыре последних воплощения - с социальной эволюцией. Особо успеха достигла древнеиндийская медицина (аюрведа), которая была заложена в 3 веке до н.э. Аюрведа - это больше, чем медицина, это - наука о жизни. В ней есть основы естествознания, физики, химии, биологии и космологии. Основным отличием аюрведы от медецины (в современном понимании) состоит в использовании целостного подхода при рассмотрении заболеваний человека, так болезнь рассматривалась не только как заболевание физического тела, но и исследовалось духовное и психическое состояние пациента. Человек был представлен как целостная психофизическая единица Космоса. Аюрведу можно считать прародительницей всех медицинских направлений, она дала основу медицине китайской, тибетской, арабской. В Древнюю Грецию Аюрведа пришла целостной системой, но греки разделили физическое и психическое в человеке, поэтому сейчас западная медицина имеет только физическую направленность. Наука древнего Китая Наиболее древним периодом китайской цивилизации считается эпоха существования государства Шан, которая расположилась в долине реки Хуанхэ. Ее столицей стал город Шан. В эпоху Шан была открыта идеографическая письменность, которая впоследствии превратилась в иероглифическую каллиграфию. В ранную эпоху развития Китая были уж изобретены компас, сейсмограф, позже книгопечатание и порох, изобретены механические часы и создана техника шелкоткатства. Поскольку древнекитайское общество было аграрным, централизованная бюрократия должна была решать сложные технические вопросы, связанные с использованием и охраной водных ресурсов, поэтому высокого развития достигли астрономия, математика, физика и гидротехника. Китайские строители прославились грандиозными сооружениями — Великой китайской стеной и Великим каналом. Характерную особенность древнекитайской цивилизации составлял культ образованности и грамотности. Основные направления философско-теоретического мышления древнего Китая придавали исключительную важность гуманитарному фактору, признавали человека венцом природы и ставили его вровень с небом и землей; в этой космической триаде человек, как связующее звено, обусловливал единство мира. Наиболее важное место в этом направлении занимает конфуцианство — этикополитическое учение философа-идеалиста Конфуция. Его идеалом есть высокоморальный человек (учение об изначальной доброте человеческой природы), опирающийся на традиции мудрых предков. В оппозиции к конфуцианству находился даосизм. Древние даосы признавали объективность мира, выступали против обожествления неба, учили, что небо, так же как и земля, - часть природы. Однако не отрицали существование богов, считая их порождением дао. Мир, в представлении даосов, состоит из мельчайших неделимых материальных частиц ци и находится в состоянии постоянного изменения. Возникновение материалистических и антирелигиозных идей в Древнем Китае тесно связано с развитием науки, особенно астрономии. Установленная астрономами периодичность движения светил сыграла важную роль в выдвижении идеи объективной закономерности - дао, управляющей всем происходящим в природе. Уже в XI вв. до н. э. в Китае было выдвинуто положение: „Высшее существо не может существовать! Мир образован из пяти первоэлементов: из металла, дерева, воды, огня и земли”. Материалистические и антирелигиозные идеи получают развитие у Сунь Цзы (III в до н. э.), отрицавшего существование бога или какой-нибудь иной сверхъестественной силы. Философ Ван Чун (I в. н. э.) провозглашает, что мир вечен, его основу образует субстанция (ци), из которой все вещи возникают и в которую они превращаются. Вселенная не имеет никакой цели. Вещи возникают сами собой, они не суть творение какого-нибудь духа Все совершается по естественному закону, в соответствии с которым все возникающее рано или поздно гибнет. В центре философии Ян Чжу (440-334). стоит наивно-материалистическое учение о человеке. Он считал, что природа и человек как ее составная часть подчинены необходимости, заложенной в самих вещах. В объективно существующем мире “все совершается само собой”, поэтому “все следует предоставить естественному течению”. Человек должен постичь дао (экологический закон природы) и не действовать вопреки ему. Рассматривая человека как элемент природы, Ян Чжу принципиально не выделяет его из остальных существ. Человек состоит из тех же “пяти элементов”, что и вся природа, отличаясь от других живых организмов лишь разумом. Прогресс науки Древнего Китая определялся ее прикладным характером, в отличие от Древней Греции, где наука противопоставлялось технике. Больших успехов достигла математика, так в II в. до н. э. был составлен трактат «Математика в девяти книгах». Это своего рода руководство для землемеров, астрономов, чиновников и т. д. В книге помимо чисто научного знаний, были представлены цены на различные товары, показатели урожайности земледельческих культур и т. д. С развитием математики были тесным образом связаны значительные достижения древних китайцев в области астрономии и календаря. Солнечно-лунный календарь древних китайцев был приспособлен к нуждам сельскохозяйственного производства. В ремесле и земледелии усовершенствовался плуг, созданы механические двигатели, использующий силу падающей воды, создан водоподъемного насоса. В ранних сочинениях содержатся описания грядковых культур полеводства, системы переменных полей и чередования посевов, описаны различные способы удобрения почвы и предпосевной пропитки семян, имелись специальные руководства по орошению и мелиорации. Вершиной древнекитайского научного знания в области биологии было разведение шелковичных червей и создании техники шелководства. На основе которого, была изобретена бумага (из отходов коконов шелка), что впоследствии привело к ее созданию из древесного волокна. Весьма значительное развитие получила в Древнем Китае медицина. Древнекитайские врачи еще в IV—III вв. до н. э. стали применять иглоукалывание, метод прижиганий, разработали руководства по диетологии и лечебной гимнастике, пособие по лечению методом прижиганий, сборник различных рецептов, который содержал 280 предписаний, предназначенных для лечения 52 болезней. Среди рекомендуемых средств наряду с лекарствами, упоминаются и некоторые магические приемы. Однако в более поздних сочинениях магические приемы лечения полностью отсутствовали. К III в. относится применение знаменитым врачом Хуа То местной анестезии при полостных операциях. Научное знание, достижения и открытия Древнего Востока задолго опередили научную мысль Запада. Ключом такого успеха многие учение считают особого взгляда на природу, научная мысль Востока искала гармоничный синтез деятельности человека и природы, что выражалось в особом, высоконравственном восприятии окружающего мира. Лекция 5. Биология в средние века 1. 2. 3. 4. Арабский период. Развитие науки в Западной Европе. Представления о природе Медицина средневековой Европы. Период с V по XV в., принято называть «средними веками», или «средневековьем». Это было время возникновения и развития феодализма со свойственной ему политической и идеологической надстройкой. Религия являлась господствующей идеологией феодального общества в средние века как на Западе, так и на Востоке. Становления феодализма в Западной Европе сопровождалось разобщением и изоляцией отдельных районов сначала внутри Римской империи, а впоследствии и отдельных государств, утратой многих достижений науки и техники и установлением безраздельного господства церковной идеологии (католичества). В отличие от забвения Европы, на территории Малой и Средней Азии, на Севере Африки и юга Испании расцветает арабская цивилизация. Арабская культура с ее фанатичной жаждой завоеваний проявила высокий уровень терпимости к чужеземным традициям и знаниям. Драгоценные греческие и римские рукописи, которые сжигались и уничтожались, в руках первых христиан, были заботливо сохранены, переведены, снабжены комментариями и приняты в качестве основных законов и правил в арабской науке и философии. Развитие философской мысли Запада и Востока до XVI в. шло своими путями: в арабском мире философия находилась под меньшим воздействием религии, чем в Европе. Ряд арабских философов создавали свои труды в русле научно-философской традиции, рожденными учениями древних греков. В европейской философии господствующей формой идеологии была религиозная идеология, которая из философии стремилась сделать служанку богословия. Арабский период. Мусульманские завоевания в 7 и 8 веках поставили под власть халифатов обширные земли юга Европы, Северной Африки и значительной части Азии, возникает арабская цивилизация, которая была многонациональной (персы, сирийцы, испанцы и евреи), единственное, что их объединяло - арабский язык. Халифы с первых же шагов новой религии сделали обретение светских знаний, развитие науки, техники, искусства одним из требований Ислама. Период расцвета исламской культуры характеризуется бурным подъемом во всех областях науки. В то время, когда Европа переживала упадок, в мусульманских странах расцвели философия, математика, астрономия, историография, лингвистика, химия, фармакология, медицина. Арабский мир познакомил Западную Европу со многими новыми сельскохозяйственными продуктами. Арабы начали систематически ввозить сахар в Западную Европу. В VIII веке они стали возделывать рис в Южной Испании, гранатовое дерево, финиковую пальму, ввели шелководство, начали выращивать хлопок. Поливное земледелие нашло применение в Европе также благодаря арабам, которые обучили европейцев технике подъема воды, орошения и осушения почвы. Арабы распространили в Европе систему оросительных каналов с общественным контролем за распределением воды. При халифах Харун ар-Рашиде и Аль-Мамуне научная деятельность переживала период подъема: строились астрономические обсерватории, здания для научной и переводческой работы, библиотеки. Получило развитие школьное дело. Однако наивысшего развития среди биологических наук получила медицина. Предшественниками арабской медицины являются несториане - христианская секта основанная патриархом Константинополя Несторием. Под преследованием католической церкви они были вынуждены бежать в город Гандешапур (Персия), где они создали самый крупный медицинский центр. Они перевели множество греческих и латинских текстов на арабский язык и вели медицинские исследования. Самым выдающимся среди них был Хунайн ибн-Исхак ал-Ибади (809-877), его трактат Альтерация глаза - самый ранний из известных арабских текстов по офтальмологии. Другой арабский врач ар-Рази написал около 200 сочинений по медицине, включая энциклопедию «Всеобъемлющая книга по медицине», которая к сожалению была лишена систематизации. По каждой болезни он приводит в своей книги точку зрения греческих, сирийских, индийских, персидских и арабских авторов, а затем присовокупляет к ним замечания и наблюдения из собственной практики и выносит заключительное суждение. К одному из его ценных трудов можно отнести сочинение «Об оспе и кори», содержащее описание различий между этими болезнями. Создание медицинских энциклопедий было продолжено Ибн Аббасом, который написал «Царская книгу», но в отличие от ар-Рази, его труд был намного лучше составлен и систематизирован. Однако обе эти книги затмил знаменитый «Канон» Авиценны. Этот труд, суммировавший достижения греко-арабской медицины, был главным источником медицинских знаний для Азии и Европы в течение последующих шести веков. Субстратом любых жизненных и психических явлений Авцена считал пневму — летучую субстанцию, зарождающуюся из четырех парообразных соков организма. Пневма, может быть носителем различных, в том числе и душевных сил, но они не присущи ей изначально. Развивая эту точку зрения он допускал смертность души. «Канон медицины», «Книга исцелений» наряду с изложением и комментированием античных авторов, содержали оригинальные данные и мысли в области медицины и биологии. Труды Авиценны знаменуют высшую точку развития арабской медицины. В 10 веке центр арабской цивилизации переместился в Испанию (Кордовской халифат). В это время работал знаменитый арабский хирург — Альбукасис, который придавал хирургии важное значение в лечении пациента Его сочинения являются одними из самых древних иллюстрированных книг по хирургии. Альбукасис был также первым ученым, который описал гемофилию. Развитие науки в Западной Европе. Основными формами развития философской мысли в период раннего средневековья были апологетика (философское учение обосновающее и защищающее христианство) и патристика (философские учения «отцов церкви»). Наиболее-ярким представителем патристики был Августин Блаженный (354–430). Его основными работами являются: «Град божий», «Град человеческий», «Исповедь». Для Августина «истинная философия и истинная религия – одно и то же». Обоснование христианства он пытался найти в философии Платона. В основу его учений были положены следующие тезисы. 1) Бог создал мир из ничего. 2) Имеется два противоположных вида человеческой деятельности – «град земной», т.е. государственность, которая основана «на любви к себе, доведенной до абсолюта, презрения к Богу», и «град божий» – духовную общность, которая основана «на любви к Богу, доведенной до презрения к себе». Августин выдвигает проблему свободы личности, он считал, что субъективно человек действует свободно, но все, что он делает, делает через него Бог. А бытие Бога можно вывести из самосознания человека, из самодостоверности человеческого мышления. Фома Аквинский вводит категории материя и форма. При этом материя рассматривается как возможность, а форма – как действительность. Используя основные идеи Аристотеля о форме и материи, Фома Аквинский всецело подчиняет им учение религии. Ничто материальное без формы не существует, а форма зависит от высшей формы или «формы всех форм» – Бога. Бог же существо чисто духовное. Только для телесного мира необходимо соединение формы с материей. Познание этого процесса может достигаться только за счет веры, физика — является лишь вспомогательной наукой религиозной метафизики, природа — иллюстрацией истины божественного откровения. Представления о природе Представление о природе в этот период опиралось на ветхозаветное сказание о сотворении мира: мир создан богом, он - реальное воплощение его идей; все явления природы это проявление божественного промысла. Для античных философов природа — действительность, для ученого из средневековья — лишь символ божества. Учение о природе опиралось на идею миропорядка, выражающего божественный замысел. Так в учении Раймунда Сабундского образ мира - единое, логически стройное целое. В нем познается замысел творца, создавшего природу для человека. Утверждая, что «все вещи в мире созданы для человека, и день, и ночь работают на человека, и постоянно служат ему», что «вселенная устроена столь чудесно для человека и ради человека, и на пользу ему». Признание реальности мира во времени и пространстве сочеталось с уверенностью, что за этим несовершенным миром вещей существует мир трансцендентный, и именно он составляет предмет и цель изучения природы». Поэтому мир символов для средневекового человека представлялся более реальным, чем земной, ощущаемый. Символическое видение мира — одна из характерных черт средневекового мышления. Медицина средневековой Европы. Суеверие и догматизм были характерны для средневековой медицины. Образование, заключалось в изучении древних авторитетных текстов. Терапия вернулась к магии и молитвам, фантастическим, часто отвратительным снадобьям, заклинаниям, амулетам и религиозному целительству (проявление символического мышления). Широко применялись кровопускание и различные травы. Вскрытие трупов было полностью запрещено, и сведения по анатомии, помимо книг, можно было почерпнуть лишь при разделывании свиней. Корень мандрагоры, о котором ходило множество легенд, считался наилучшим средством. Гигиена и санитария оставались на очень низком уровне, поскольку презиралось само человеческое тело. Теория демонического происхождения болезней снова стала господствующей, а в таких случаях, как опустошительные чумные эпидемии, вина возлагалась на евреев. Знаменитая школа в Салерно, расцвет которой приходится на 10-13 вв., была первой медицинской школой, организованной в Европе. В Салерно переплелись греческие, латинские, арабские и еврейские влияния, он получил название “Гиппократова города”. Курс обучения включал три подготовительных года и пять лет медицинского образования; выпускник получал звание магистра или доктора, откуда пошло использование слова “доктор” в значении “врач”. По законам, провозглашенным в 1240 императором Фридрихом II, для получения лицензии на самостоятельную медицинскую практику надо было по окончании курса пройти еще годичную практику под началом опытного врача; владение аптекой и торговля лекарствами были запрещены, приготовление лекарств находилось под контролем инспекторов. В Салернской школе составляется в форме пословиц домашний медицинский справочник «Режим здоровья», который принадлежал к числу самых популярных книг в Средние века. Несмотря на довольно прогрессивный характер Салернской школы, в ней все еще рассматривали нагноение как часть нормального процесса заживления ран, а первый учебник анатомии был основан на изучении строения свиньи. Константина Африканский (1010-1087) известен своими обширными переводами с арабского на латынь, которые способствовали возвращению на Запад забытого грекоримского наследия. Постепенно изучение трудов Авиценны, Ибн Аббаса, Маймонида, а вместе с ними Галена и Гиппократа прочно укоренилось во всех школах средневековой Европы. После упадка школы в Салерно в конце 13 в. на первый план выдвинулись медицинские школы в Монпелье, Болонье, Падуе и Париже. В Парижском университете запрещались хирургические операции и клинические обследования. Арнольд из Вилановы, преподаватель в Монпелье, изобрел спиртовой настой трав, но он же поместил женские болезни в книгу о ядах, “поскольку женщины - ядовитые создания”. Ги де Шолиак (1300-1367), самый знаменитый средневековый хирург, одним из первых применил вытяжение при переломах, но при этом верил в учение о гное и рекомендовал масло скорпиона как мочегонное средство для лечения венерических болезней. В период раннего средневековья центр научной мысли перемещается из Римской империи в Арабский мир (Арабский халифат). Благодаря арабам сохраняются тексты философов Древней Греции и Рима, они выступают связующим звеном между Западом и Востоком. В основе их научных знаний прослеживается наследие рационализма европейских ученых и ментальность ученых из Древней Индии и Древнего Китая. В Западной Европе, все науки подчинены религиозной идеологии, познание сводится к откровению и направлено на созерцание природы, так как природа является отображением Высшего закона, которого не возможно понять, а необходимо верить. В этот период философы формируют логические алгоритмы доказательства и показывают огромное значение теоретического мышления, в объяснениях мироустройства и принципов бытия в рамках христианства и веры в Бога. Лекция 6. Биология в Средневековье. Эпоха Возрождения 1. Биологические знания в средние века 2. Первые попытки 3. Биологические знания в эпоху Возрождения. На прошлой лекции мы с вами рассмотрели период раннего средневековья, и говорили, что в текстах того времени естественно-научное и образное видение мира сливаются, что не позволяет выделить в них собственно биологические знания, поэтому о биологии в средние века можно говорить очень условно. Как уже было сказано, в сочинениях средневековых авторов многое носит символический характер. Растение или животное часто интересуют автора не столько сами по себе, сколько как символы, обозначающие и выражающие идею творца (Бога). Биологические знания в средние века В отличие от современного ученого, ученый из средневековья не мог описывать природу без привлечения религиозного толкования наблюдаемым явлениям и описаниям. Так, уши, по словам Венсана де Боье, предназначены воспринимать слова людей, глаза же, воспринимать творение Божье. Соответственно этим задачам, глаза расположены спереди, а уши по бокам, как бы обозначая то, что наше внимание должно быть прежде всего обращено на Бога, и лишь потом на ближнего. За животными, равно как и за растениями, закреплялись символические знаки, толкуемые в строго определенном, не терпящем разночтений, смысле. Это во многом определяло их собственно биологическое описание. В мире животных ягнец и единорог — символы Христа; голубь — символ Святого Духа; дракон, змей и медведь — символы дьявола и т.п. В мире растений виноградная лоза — знак Христа; лилия — невинность; кедр — стойкость и т.п. В этой связи интересен особенный принцип классификации растений и животных в трактате «О поучениях и сходствах вещей» доминиканского монаха Иоанна де Санто Джеминиано из Сиены. Расположение алфавитное, но не по объекту природы, а по символам, которыми служили те или иные растения или животные. Так, сведения о льве — символе мужества, надо было искать на слово «мужество». Источниками сведений не только о химических, но и о биологических знаниях могут служить алхимические трактаты. Алхимики оперировали не только с объектами минерального царства, но и с растительными и животными объектами. «Книга растений» знаменитого алхимика XV столетия Иоанна Исаака Голланда представляет значительный интерес как своеобразный алхимический свод биологических знаний. Изучая процессы гниения, брожения, алхимики знакомились с химическим составом растительного вещества. В связи с врачеванием к изучению животных и растений допускалось иное, порой чисто практическое отношение. Лечебные действия трав и минеральных веществ становились предметом специального интереса монахов, натуралистов и врачевателей позднего средневековья. Однако эти работы носили лиь описательный характер. Так «Травник из Гланстобери» (первая половина X в.), содержал подробное описание лекарственных растений, труд лондонского врача Эдварда Уоттона «О различии животных» и, наконец, один из первых трудов по описательной энтомологии (XVI в.) лондонского врача Моуфета, не содержали сколько-нибудь существенных теоретических обобщений, а рассматривали представителей растений и животных только с позиций надобности для человека. В пору зрелого средневековья пробудился заметный интерес к природе. Однако, этот интерес наблюдался не в области научного познания, а в поэзии. Описание растений и животных можно встретить в таких повествованиях как «Божественная комедия» Данте, «Витязь в тигровой шкуре» Руставели, «Искандер-Намэ» Низами. Поэту Мануилу Филлу (XIII—XIV вв.) принадлежат три стихотворных сочинения, содержавших большой познавательный биологический материал. Это поэмы «О свойствах животных», «Краткое описание слона» и «О растениях». Его поэмы хорошо отражают уровень зоологических знаний XIV в. Рост городов, ремесленного производства и товарных отношений подточили устои феодализма. После тысячелетнего существования наступил период его быстрого разложения, ускорилось развитие производительных сил, а вместе с ними и развитие науки и техники; начал изменяться и сам тип мышления. Религиозно-догматическое мышление и сопровождавшее его символико-мистическое восприятие мира начало вытесняться рационалистическим мировоззрением, верой в опыт как главный инструмент познания. Первые попытки Средневековая мысль еще скована страхом перед церковной ортодоксией, мистической верой, но в то же время вера иногда отступает перед мощью реального опыта, имеющего дело с фактами, составляющими содержание повседневного бытия. Это противоречие отображено в сочинениях Роджера Бэкона. Роджер Бэкон подверг решительной критике схоластику и веру в авторитеты, темпераментно и язвительно обличал он пороки духовенства и феодальной знати, невежество. В своем главном сочинении «Ojus Majus» он утверждал, что не авторитеты, а наблюдения и опыт являются надежными источниками и мерилами подлинного научного знания. Критикуя схоластику, как отвлеченные рассуждения, он настаивал на том, что описания явлений природы должны быть математически точными. Считая оптику важнейшей из физических наук, он занимался изучением строения и функционирования глаза. Несмотря на различие между живыми и неживыми телами, и те, и другие, по Бэкону, построены из одних и тех же материальных частиц. Живые существа, по мысли Бэкона, находятся в тесной зависимости от окружающей среды, солнечного света, тепла и т.д. Он так же изучал инстинкты и поведение животных. Сравнивая поведение животных с сознательной деятельностью человека, он считал, что животным свойственны только восприятия, возникающие независимо от опыта, тогда как человек обладает разумом. Хотя он и выступал в защиту рационального начала против мистической веры средневековья, но порвать с ней он не смог. Говоря о наблюдении и опыте как источнике знаний, он отводит им все же подчиненное место по сравнению с «внутренним опытом», озарением, исходящим от божественного начала, мистического трансцендентального разума. Вечные истины и подлинная сущность вещей постигаются лишь в божественном откровении. Запальчиво и остро критикуя схоластический метод Р. Бэкон не мог полностью отбросить его. Для этого в то время еще не хватало знаний, и Бэкону нужно было приложить большие усилия и огромную изощренность ума, чтобы раскрыть несовершенство этого метода и очистить его, по крайней мере, от веры в магические начала, предрассудков, слепого следования за авторитетами. Эпоха Возрождения. Новая культурная парадигма возникла вследствие кардинальных изменений общественных отношений в Европе. Рост городов привёл к росту влияния сословий, не участвовавших в феодальных отношениях: мастеровых и ремесленников, торговцев, банкиров. Всем им была чужда иерархическая система ценностей, созданная средневековой, во многом церковной культурой и её аскетичный, смиренный дух. Не последнюю роль в этом сыграл протестантизм — новое течение в христианстве. Протестантское течение в христианстве образовалось как попытка реформации католицизма. Важное место в доктрине протестантов занимает свобода в мирских делах, поэтому они не являются сторонниками предопределения, Бог все знает, но не все предопределяет. Только труд самого человека формирует его поступки. Богатство становится не нареканием, а заслугой. Богатый человек не может отправится в ад, так как это сбережения являются плодом его трудов. Такое мировоззрение, способствовало развитию мануфактур, формированию буржуазии и зарождению гуманизма (общественнофилософского движения, рассматривавшего человека, его личность, его свободу, его активную, созидающую деятельность как высшую ценность). В городах стали возникать светские центры науки и искусства, деятельность которых находилась вне контроля церкви. Новое мировоззрение обратилось к античности, видя в ней пример гуманистических, неаскетичных отношений. В 40-х г. XV в. И.Гутенберг ввел печатание при помощи наборных литер. Книгопечатание бурно развивалось, и уже к началу XVI в. было напечатано около 30 тыс. книг. Разработка технологии книгопечатания имело огромное значение для распространении античного наследия и новых взглядов по всей Европе, и развития науки того времени, в том числе и биологии. Развитие знаний в XIV—XVI веках существенно повлияло на представления людей о мире и месте человека в нем. Великие географические открытия, гелиоцентрическая система мира изменили представления о размерах Земли и её месте во Вселенной, а работы Парацельса и Везалия, в которых впервые после античности были предприняты попытки изучить строение человека и процессы, происходящие в нем, положили начало научной медицине и анатомии. Биологические знания в эпоху Возрождения. Одновременно с бурным накоплением нового материала в естествознании идет разработка новых методов познания. Одним из основоположников нового экспериментального естествознания в эпоху Возрождения был Леонардо да Винчи. Он утверждал, что знания, не рожденные опытом, бесплодны и лишены всякой достоверности. Леонардо да Винчи занимался математикой, гидромеханикой, геологией и физической географией, метеорологией, химией, астрономией, ботаникой, а также анатомией и физиологией человека и животных. Им написаны такие работы как: «О летании и движении тел в воздухе», «О свете, зрении и глазе». Первоначально он рассматривал анатомию как приложение к живописи и скульптуре, однако, занятия анатомией охватывают всю оставшуюся жизнь Леонардо да Винчи - первая рукопись относится к 1484 году, а последняя - к 1515. Леонардо является одним из первых зарисовщиков анатомических поперечных срезов, им создана целая система изображений органов и частей тела в поперечном сечении. В дальнейшем этот прием стал широко использоваться при изучении анатомии человека. Кроме этого, Леонардо разработал технику передачи эффекта трехмерного пространства при анатомических зарисовках. Многопроекционное изображение частей человеческого тела впервые было воспроизведено Леонардо и использовано в дальнейшем другими анатомами. Однако его рисунки в течение многих лет были неизвестны, а “отцом анатомии” считали Везалия (1514-1564). Андре́ас Веза́лий является основоположником научной медицины. Одним из первых стал изучать человеческий организм с помощью проведения вскрытий. Изучая труды Галена и его взгляды на строение человеческого тела, Везалий исправил свыше 200 ошибок канонизированного античного автора. Трупы ему приходилось тайно добывать на кладбище, так как в то время анатомия была запрещена. В 1543 году в Базеле издаёт свой главный труд «О строении человеческого тела», в котором обобщил и систематизировал достижения в области анатомии. Текст книги сопровождался 250 рисунками художника Стефана ван Калькара, постоянного иллюстратора книг Везалия. Парацельс настоящее имя Филип Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм, знаменитый алхимик, врач и оккультист. Имя Paracelsus означает «Выше Цельса», так Гогенгейм называл себя сам, показывая, что он не согласен с Цельсом. Интересным фактом в его биографии можно указать период жизни в г. Базель. В Базельском университете он читал курс медицины на немецком языке, что было вызовом всей университетской традиции, обязывавшей преподавать только на латыни. В 1528 г., в результате конфликта с городскими властями, Парацельс переехал в другой город и был почти на 10 лет отлучён от академии. Как врач, Парацельс изобрел несколько эффективных лекарств. Одно из его крупных достижений — объяснение природы и причин силикоза (профессиональная болезнь горняков). В 1534 году помог остановить вспышку чумы, прибегнув к мерам, которые напоминали вакцинацию. Он одним из первых врачей, кто начал применять в лечении химические средства, так как на основе его «спагирической» медицины, созданную на базе учения Гиппократа, он учил, что живые организмы состоят из тех же ртути, серы, солей и ряда других веществ, которые образуют все прочие тела природы; когда человек здоров, эти вещества находятся в равновесии друг с другом; болезнь означает преобладание или, наоборот, недостаток одного из них. Парацельса считают предтечей современной фармакологии, ему принадлежит фраза: «Всё есть яд, и ничто не лишено ядовитости; одна лишь доза делает яд незаметным». Считается, что он первым обнаружил принцип подобия, лежащий в основе современной гомеопатии. В период средневековья символо-мистического восприятия мира начинает вытесняться в период позднего средневековья зачатками рационального мировозрения, которое начинает заполняем умы людей в эпоху Возрождения. В этот период формируются первые эмперические методы познания природы: опыт, наблюдение, эксперимент. Однако окончательное становление научного метода наблюдается только в эпоху Нового Времени. Лекция 7. Развитие принципов естественнонаучного познания природы в Новое Время 1. Развитие науки в Новое Время 2. Механический материализм 3. Объективный идеализм Быстрый рост производительных сил, более полное и разностороннее использование природы, открытие новых источников сырья и драгоценных металлов, а также новых рынков в результате многочисленных путешествий и расширения торговли, а также формирование нового течения в христианстве - протестантизм — все это изменило экономику Европы и привело к перевороту от феодального к капиталистическому строю общественной жизни европейских стран. Развитие науки в Новое Время Во многих областях науки начинаются смелые исследования, которые ведут ко все более глубокому познанию закономерностей природы. Перед естествознанием открылись природные явления, которые нужно было познать для того, чтобы покорить. Объем знаний, унаследованный от древности и средневековья, был невелик. В большинстве областей приходилось пересматривать унаследованный материал от античности и средневековья. В области биологии ведутся работы по накоплению и первоначальной систематизацией огромного материала в ряде дисциплин: ботаники, зоологии, анатомии и физиологии. В XVI—XVIII вв. в Европе складываются новые организационные и материальные возможности для развития естественных наук. Увеличивается число научных учреждений и обществ. В XVI - XVII в. возникают ученые ассоциации, именовавшихся академиями. Так, в 1662 г. официально открывается в Лондоне Королевское общество, в 1666 г.— Парижская, в 1700 г.— Берлинская, в 1724 г.— Петербургская, в 1739 г.— Стокгольмская, в 1739 г.— Мюнхенская Академия наук. Так же, в это время создаются многочисленные ботанические сады, перед которыми ставятся как чисто научные задачи, так и задачи, вытекающие из потребностей сельского хозяйства, медицины, промышленности. В 1627 г. закладывается знаменитый Ботанический сад в Париже, позже при нем были созданы зоологический сад и естественно-исторические музеи. В 1713 г. в Петербурге учреждается Ботанический сад. В 1759 г. открылся ботанический сад в Кью (Англия). Развертывает свои работы ботанический сад в Упсале (Швеция), где трудится Линней. Для изучения и «освоения» индийской флоры в 1786 г. открывается Ботанический сад в Калькутте. Организуются крупные зоологические музеи. Одним из первых в Европе естественнонаучных музеев стала «Кунсткамера», учрежденная в 1714 г. С 1753 г. в Лондоне начинает работать знаменитый Британский музей. Создается или расширяется ряд крупных государственных библиотек. Существовавшая еще в XIV в. французская королевская библиотека переводится в 1595 г. в Париж, где на ее основе возникает знаменитая «Национальная библиотека». В 1661 г. организуется Государственная библиотека в Берлине, в 1753 г.— библиотека Британского музея, в 1714 г.— библиотека в Петербурге, ставшая основой академической библиотеки, а в 1795 г.— Петербургская публичная библиотека. Начинают выходить труды многочисленных академий. Издаются естественнонаучных сочинений на самые различные темы. Академии разных стран объявляют конкурсы на премии. Развитию биологических наук в то время способствовали, во-первых, использование изобретенных в ту эпоху приборов (микроскоп, термометр, барометр и т.д.), во-вторых, многочисленные путешествия. Невозможно точно определить, кто изобрёл микроскоп. Считается, что голландский мастер очков Ханс Янссен и его сын Захария Янссен изобрели первый микроскоп в 1590, но это было заявление самого Захария Янссена в середине XVII века. Другим претендентом на звание изобретателя микроскопа был Галилео Галилей. Он разработал «оккиолино» или составной микроскоп с выпуклой и вогнутой линзами в 1609 г. Галилей представил свой микроскоп в Академии деи Линчеи (Италия). Кристиан Гюйгенс изобрел простую двулинзовую систему окуляров в конце 1600-х, которая ахроматически регулировалась. Антон Ван Левенгук считается первым, кто сумел привлечь к микроскопу внимание биологов. Изготовленные вручную, микроскопы Ван Левенгука представляли собой очень небольшие изделия с одной очень сильной линзой. Они были неудобны в использовании, однако позволяли очень детально рассматривать изображения лишь из-за того, что не перенимали недостатков составного микроскопа (несколько линз такого микроскопа удваивали дефекты изображения). За великими географическими открытиями связанными с именами Колумба, Васко да Гама, Магеллана и других, последовало множество путешествий. Голландские моряки в начале XVII в. открывают Австралию. В XVIII в. важнейшие географические открытия связаны с экспедициями Бугенвиля, Лаперуза, Ванкувера, Кука и др. Огромное значение приобретают предпринятые в России «Великая северная экспедиция» (1733—1743) и так называемые «академические экспедиции» (1768—1777). Со всех концов света, в Европу начинают поступать в большом количестве сведения о флоре и фауне различных регионов Земли. Механический материализм Исторической особенностью Нового Времени было упрочение и становление новых общественных отношений - буржуазных, это порождает изменения не только в экономике и политике, но и в сознании людей. Человек становится более свободным от влияния религиозного мировоззрения, стремится к преобразованию земной жизни. Неслучайно в этот период общество стало опираться на достижения науки, только ее истины считались достоверными. Наука была необходима для дальнейшего развития цивилизации, была понятна для большинства, происходит формирование механистической научной картины мира на базе экспериментально математического естествознания. В философии науке, на первый план, выходят гносеологические проблемы и формируются два важнейших направления эмпиризм и рационализм. Широкую попытку сблизить науку с философией и обосновать новые материалистические принципы познания природы предпринял в XVI в. английский философ Фрэнсис Бэкон. Бэкон призывал к изучению природы, к открытию ее законов. Одной из целью познания природы Бэкон видел в расширение власти человека над природой. Благодаря ему, отношение ЧЕЛОВЕК-ПРИРОДА трансформируется в отношение СУБЪЕКТ-ОБЪЕКТ. Такое вид отношения к природе мы можем наблюдать и в современном мире у европейских ученых (и европейского общества соответственно). Человек представляется как познающее и действующее начало (субъект), а природа - как объект, подлежащий познанию и использованию. Призывая подчинить себе природу Ф.Бэкон восставал против господствующей в то время схоластики. В силу того, что схоластика опиралась на логику Аристотеля, то Бэкон отказывается от авторитета Аристотеля. Сознание должно быть очищено от предрассудков, ложных понятий, которые он именует «призраками», «идолами». Существуют четыре вида призраков, которые осаждают умы людей: призрак рода, второй - призраками пещеры, третий - призраками рынка, четвертый - призраками театра. Под призраками рода Бэкон понимает устойчивость некоторых человеческих представлений; призраки пещеры - это заблуждения одного отдельного человека, обусловленные его индивидуальными особенностями; призрак рынка - мнение толпы или большинства; призраки театра - это вера в высшие авторитеты - ученых, религиозных догматов и т.д. Не слепое преклонение перед авторитетами, а изучение самой природы, ее законов, наблюдения и сравнения, опыт и эксперимент, индукция и анализ — вот что должно лечь в основу познания природы. Выдвинутый Бэконом опытный, индуктивный, аналитический метод был важным вкладом в развитие материалистической философии и естественных наук. Вместе с тем взглядам Бэкона были присущи черты механистической, метафизической ограниченности. Они выражались в одностороннем понимании индукции и анализа, недооценке роли дедукции, сведении сложных явлений к сумме составляющих их первичных свойств. Механистическая трактовка природных явлений и метафизический способ мышления укрепились в дальнейшем в естествознании и философии XVII—XVIII вв. Идея, что только опытное исследование явлений может дать истинное знание, овладевает умами ученых. Лондонское Королевское общество избирает своим девизом слова «Ничему не верить на слово». Знаменитая флорентийская Академия дель Чименто берет своим девизом слова «Проверять и снова проверять». Большое влияние на развитие всех отраслей естествознания оказали труды Галилео Галилея. Он вошел в историю науки и философии как один из основоположников современного естествознания и экспериментального метода познания. Он развил и упрочил материалистические воззрения на природу. Общеизвестны его выдающиеся открытия в области механики, астрономии, его вклад в защиту и развитие гелиоцентрической системы Коперника, в открытие и обоснование важнейших принципов механики. Галилей утверждал, что бесконечный и вечный мир построен из неизменных атомов, движущихся по незыблемым законам механики, и его познание в конечном счете сводится к раскрытию количественных математических отношений; математика, естественно, рассматривалась им как высшая форма познания. Выдвигая на первый план метод индукции и анализ, он подчеркивал значение синтетической работы человеческого ума («композитивного метода»). Разработка идей рационализма и его места в процессе познания природы принадлежит Рене Декарту, который кроме достижений в гносеологии, создал в XVII в. первую систему природы, содержащую не только учение о строении мироздания, но и о его происхождении. Основное содержание физического учения Декарта сводится к следующим положениям. Единая материальная субстанция, из которой построена вся вселенная, состоит из бесконечно делимых и полностью заполняющих пространство частиц-корпускул, находящихся в состоянии непрерывного движения. В бесконечном мире вихреобразно движущиеся частицы сочетаются друг с другом; по законам механики происходит упорядочение, объединение частиц, и естественным путем возникают все тела природы. Образование мира не направляется никакой сверхъестественной силой, не идет в направлении какой-то цели, а подчинено естественным законам природы. Аналогичным образом Декарт пытался подойти к вопросу о происхождении организмов, которые с его точки зрения, также являются механизмами, сформировавшимися по законам механики. Однако, в процессах познания Декарт был идеалистом, он признавал кроме материальной субстанции, субстанцию мышления, и высшую субстаницю — Бога. Идеалистический характер носит и его теория о врожденных идеях, к числу которых он относил идею о боге, духовной и телесной субстанциях. К воззрениям Декарта критически относился философ-материалист Спиноза. Он считал природу вечной и бесконечной, причиной самой себя, подчиняющейся во всем строгой необходимости. Все элементы природы находятся в причинной закономерной взаимозависимости. Спиноза резко критиковал теологию и считал мышление и протяженность атрибутами единой субстанции — природы и поэтому решительно отбрасывал декартовский дуализм. Джон Локк ориентировался на эмпирические науки и “врожденным идеям” Декарта противопоставлял метафору сознания как “чистого листа” (”tabula rasa”). В качестве источника знания он называл опыт, из которого посредством бэконовской эмпирической индукции получают научное знание. Локк, однако, не склонен к чрезмерному восхвалению разума; он не считает возможности разума безграничными. Разум не способен помочь людям избавиться от заблуждений и найти все истины. Напротив, он часто ставит ложь на место истины. Разум не дан человеку сразу и заведомо в силу самого факта рождения. Разумная способность формируется лишь в процессе жизненного опыта и благодаря собственным усилиям каждого индивида. “Человек разумный” — это свободно и активно формирующийся человек. Знания, идеи, принципы не “вложены” Богом в человеческие души, не даны человеку с рождения, но добыты благодаря восхождению разума и других познавательных способностей по соответствующим ступеням опыта и разумения. Наиболее крупным, ярким и более агрессивным материалистическим течением того периода был французский материализм. Французские материалисты (Ламеттри, Дидро, Гольбах) стремились доказать, что вся вселенная, начиная от простейших тел и кончая человеком с характерными для него сложнейшими душевными свойствами, образуется по естественным законам природы, по законам движения материи. Они утверждали, что движение является неотъемлемым свойством материи, и, таким образом, преодолели ошибочные воззрения Декарта и Ньютона, которые говорили о «первом толчке». Вселенную французские материалисты рассматривали в ее вечном движении, в непрерывном и всеобщем изменении. Идеи превращения — трансформации одних природных тел в другие, мысль о вечном круговороте красной нитью проходят через произведения этих философов. Основной вопрос философии — познание — французские философыматериалисты безоговорочно разрешали с позиций материализма. Источник мышления, познания — это ощущения, чувства, отражающие внешний мир. Это было развитием идей материалистического сенсуализма, прежде всего учения Локка. Объективный идеализм Одной из центральных фигур в философии и естествознании Нового Времени был Готфрид Вильгельм Лейбниц. Он создал собственную философскую систему объективного идеализма, ядром которой явилось его учение о монадах. Под монадами Лейбниц понимал абсолютно простые, неделимые духовные субстанции, составляющие «элементы вещей». Монады абсолютно самостоятельны и образуют весь окружающий мир. Несмотря на божественные свойства монад, единственно простой и первичной монадой является сам Бог. Он никогда не начинался и никем не был сотворен. Все остальное бесчисленное множество монад произведено Богом путем собственных «беспрерывных излучений», а раз мир состоит из божественных монад, значит и сам мир является божественным. Живой мир, наполнен не прекращающимся ни на мгновение биением божественной жизни. Следовательно, в мире нет места ни рождению, ни смерти, а существуют только такие понятия, как появление и исчезновение, прирост и снижение, развитие и регресс. На естественные науки особое влияние оказало учение Лейбница о континууме — признании абсолютной непрерывности явлений; ему принадлежит ставший впоследствии весьма популярным афоризм: «Природа не делает скачков». Этот принцип он стремился распространить на всю природу; исходя из него, он пытался, в частности, объяснить историю Земли. Распространение принципа непрерывности на биологические явления привело Лейбница к разработке учения о «лестнице существ», получившей широкое признание в XVIII в. Согласно этому учению, все живые существа составляют единый, непрерывный ряд; все дело лишь в том, чтобы отыскать промежуточные формы. Даже между растениями и животными, считал Лейбниц, должны существовать промежуточные формы. Однако все ступени лестницы существ Лейбниц мыслил существующими одновременно, изначальными, созданными богом и вечными. Хотя таким образом в идее «лестницы существ» не было ничего эволюционного, она послужила впоследствии одним из источников зарождения эволюционной идеи. Материализм Нового Времени был механическим, потому что из всех естественных наук к тому времени достигла известной законченности только механика. Ограниченность механистического материализма заключалась в неспособности его понять мир как процесс, который находится в непрерывном историческом развитии. Природа находится в вечном движении; однако это движение вечно вращалось в одном и том же круге, и таким образом оставалось на том же месте. Лекция 8. Развитие ботаники, зоологии и физиологии в Новое Время 1. 2. 3. 4. Первые попытки классификации. Ботанические и зоологические исследования Нового Времени. Изучение ископаемых организмов Физиологические исследования Главным результатом развития философии того времени было создание механистического материализма, который сыграл огромную роль в раскрепощении ученых от религиозных догм, и способствовало созданию новых принципов научного познания. Наблюдение, описание, опыт и эксперимент становятся главными методами при исследовании окружающего мира, в том числе и человека, так как он является частью природы. Первые попытки классификации. К концу 16 века ботаника располагало ограниченными сведениями, основными источниками ботанических сведений были труды Теофраста, Плиния, Диоскорида, Колумеллы, Альберта Великого и различные травники, содержащие описание и изображения лекарственных растений. Главным результатом развития ботаники в Новое Время было описание и классификации большого числа видов растительных видов. Поэтому этот период часто называют период первоначальной инвентаризации. Немецкий флорист И.Бок описал около 567 видов растений, объединив близкие растения в группы, которые известны сейчас как семейства губоцветных, сложноцветных, крестоцветных, лилейных и др. Однако у него отсутствовали принципы классификации, он группировал растения по общему сходству. Однако и такая система классификации была уже большим прорывом в систематизации растительных форм того времени, так как современники Бока описывали растения просто в алфавитном порядке. Во второй половине 16 века, голландский ботаник К. Клюзиус после изучения европейской флоры и итродуцированных растений из других стран, предложил классифицировать все растения на следующие группы: 1 — деревья, кусты и кустарники, 2 — луковичные растения, 3 — хорошо пахнущие растения, 4 — не пахнущие растения, 5 — растения ядовитые, 6 — папоротники, злаки, зонтичные и др. Значительный успех в развитии ботаники в конце 16 века связан с швейцарским ученым Каспера Баугина, который изучил и описал около 6000 видов растений. Большим достижением его работ было точное описание многих форм и определения синонимов вида. В его работах встречаются зачатки бинарной номенклатуры, однако его система не носила системный характер, так встречались виды, которые имели четырехчленное название, например Anemona alpina alba major и Anemona alpina alba minor. Однако это не сколько не ставит под сомнения его метод классификации, а свидетельствовало о его умении диагностировать вид до его разновидностей. К. Баугин пытался объединить виды по признаку общего сходства в определенные группы. Он подразделял все растения на 12 групп (книг), каждая группа разделялась на секции, секция на группы, группа на виды. Многие секции соответствовали современным представления систематики. Однако систематические единицы выше ранга секции были ошибочно объединены в группы, так хвощи, злаки, и эфедра были в одной группе. Следует отметить труды французского ботаника Ж. Турнефора. Он изучил и описал около 500 родов растений. В основу их классификации он положил строение венчика. Турнефор ввел в ботанику новое четырехчленное разделение систематических категорий: класс, секция, род и вид. Теоретические воззрения Турнефора не отличались особой оригинальностью, тем не менее они оказали влияние на работы многих ботаников последующего периода. Интенсивная работа по систематике животных началась в 16 веке. Типичным образцом зооологических исследований того времени можно считать работы швейцарского натуралиста Кондрата Геснера. Геснер — автор книги «история животных» в пяти томах, в первом томе было описание млекопитающих, во втором — яйценесущим четвероногим, в третьем — птицам, четвертый — водным животных, а пятый был посвящен сборным животным. Материал был расположен в алфавитном порядке. Описание каждого вида приводилось в определенном порядке, сначала приводилось название вида, затем сообщались сведения о географическом распространении, строении тела и жизнедеятельности, описывались инстинкты, нравы, поведение, значение для человека и сведения имеющиеся по этому виду в литературе. У Геснера не было четкой номенклатуры и терминологии при описании вида. В некоторых случаях он сближал близкие формы, в других группировал произвольно. Главная ценность его труда заключается в том, что он составил обширную зоологическую сводку животных. В трудах, составленными современниками Геснера ни где не прослеживается выработка новых принципов систематики животных. Так, классификация животных в работах Э. Уотона, Дж. Рея и других исследователей была построена на аристотелевском делении животных, здесь стоит отметить, что конечно в отлитие от Аристотеля, в этих работах указывалось большее число животных и происходило разделение групп на основе не только морфологических признаков, среды обитания и образа жизни, но и анатомических достижений того времени. В целом с выработкой принципов систематики в зоологии дело обстояло хуже, чем в ботанике. Особенно не ясными были подразделения в пределах крупных систематических групп. Конечно такое положение происходило в силу распределения сил, так ботаническим исследованиям того времени уделялось больше времени и средств, так ботаника обслуживала потребности медицины, сельского хозяйства и производства. Ботанические и зоологические исследования Нового Времени. Морфология растений Важное значение для развития ботаники имели работы немецкого натуралиста Иоахима Юнга. Труды Юнга заложили основание ботанической морфологии и органографии. Он настаивал на введении в науку следующего принципа: все растительные органы, сходные по своей «внутренней сущности», должны носить одно и то же название, хотя бы даже они и были различны по форме. Таким образом Юнг близко подошел к понятию гомологии органов растений, уточнил существующую и ввел новую ботаническую терминологию. Изучение ископаемых организмов Ископаемые организмы были известны с древнейших времен, на основании этих находок многие народы сложили легенды о драконах и других гигантских мистических животных. В период Нового Времени палеонтологические сведения сильно расширились. Различные натуралисты того времени собирали коллекции окаменелостей и выставляли свои экспозиции на обозрение публики, к таким можно отнести: Бернара Палисси, Георга Бауэр (Агрикола), Джона Хантера. Швейцарец Н. Ланге в 1708 г. выпустил сочинение «История ископаемых», содержавшее 163 таблицы хороших рисунков остатков ископаемых животных. Французских натуралистов А. Жюссье в 1718 г. описал многочисленные отпечатки ископаемых растений, обнаруженных им во Франции в районе разработок угля. В ранних работах Нового Времени об остатках вымерших организмов не было понимания того, что ископаемые формы являются звеньями в цепи развития живых существ. Только некоторые ученые высказывали предположения, что это вымершие формы животных. К их числу принадлежали Леонардо да Винчи, Агрикола, Рей, Бюффон, Ломоносов, Адансони и др. Микроскопическая анатомия растений Одно из первых описаний тонкой структуры растений было дано в книге английского ученого Роберта Гука «Микрография или некоторые физиологические описания мельчайших телец при помощи увеличительных стекол» (1665). Гук описал некоторые растительные ткани и заметил их клеточное строение. Истинную природу этих образований он понять не мог и трактовал клетки как поры, пустоты, «пузырьки» между растительными волокнами. Итальянский ученый М. Мальпиги во второй половине XVII в. тщательно описал микроструктуру листьев, стеблей и корней. Особенно детально он изучил строение стебля (коры, древесины и сердцевины). Он обнаружил сосудисто-волокнистые пучки и их отдельные элементы, указал на их непрерывность в теле растения. Так, описав в своей классической работе «Анатомия растений» ряд микроскопических структур стебля наполненные воздухом сосуды со спиральными утолщениями в стенках (он называл их трахеями), Мальпиги тут же привел наблюдения, касавшиеся функций этих образований, проводящих питательные вещества. Почти одновременно с Мальпиги исследовал строение растений и английский натуралист Неэмия Грю, автор «Анатомии растений» (1682). Он сделал много тонких и тщательных наблюдений, установил понятие «ткань», описал строение разных тканей растения. Отметив, что любая ткань состоит из переплетений сходных элементов — волокон, он трактовал ткани по аналогии с кружевами и тканями, вырабатываемыми человеком, а клеточки — как пузырьки между волокнами. Мироскопическая анатомия и изучение простейших Успехи в этой области связаны с деятельностью двух крупнейших натуралистов — Марчелло Мальпиги и Антони Левенгука. Мальпиги первый, кто обнаружил капилляры. Это открытие имело крупнейшее значение, так как дополняло учение Гарвея о кровообращении, показывая действительную связь артериальной и венозной систем. Мальпиги описал микроскопическое строение легких, печени, почек, селезенки. Он исследовал беспозвоночных животных и открыл у них особые образования, выполняющие выделительную функцию, названные впоследствии «мальпигиевыми сосудами». Антони Левенгук обнаружил красные кровяные тельца, углубил исследование капилляров, изучал микроскопическую анатомию глаза, нервов, зубов. Ему принадлежит открытие в 1677 г. сперматозоидов. Левенгук указывал, что на сперматозоиды обратил его внимание студент-медик Иоганн Гам, наблюдавший их в изверженном семени мужчины. Кроме микроскопических исследований человека, Левенгук положил начало изучению простейших. Он открыл инфузорий, саркодовых, бактерий. Все эти формы он объединил под общим названием «анималькули», т.е. зверьки. Он описал не только строение многих из них, но и способы движения и даже размножения. Голландский ученый Ян Сваммердам написал труд «Библия природы» (работа была опубликована лишь 50 лет спустя после смерти автора), в описал технику вскрытия мелких животных и уточнил связь между мальппгиевыми тельцами и мочевыводящими трубками, описал капсулы и извитые канальцы почки, а также открыл сосудистые клубочки («клубочки Шумлянского»). Микроскопические исследования сделали возможным новый подход к проблеме заразных заболеваний. Левенгук в 1647 г. впервые увидел микроорганизмы, а Доббель г. 1676 г. высказал предположение, что «червячки» Левенгука могут быть причиной распространения заразных болезней. Физиологические исследования Развитие анатомии создало предпосылки для зарождения физиологических дисциплин в биологии. Однако темпы развития физиологии различались в каждой из дисциплин, что было связано с предпосылками их становления. Так, формирование физиологии растений было обусловлено потребностями сельского хозяйства, нуждавшегося в выяснении условий, позволяющих успешно получать хороший урожай. Поэтому первые фитофизиологические исследования касались преимущественно проблем питания растений. Важную роль в возникновении физиологии сыграло распространение в XVII в. экспериментального метода и, в частности, использование методов химии и физики для объяснения различных явлений в жизни растений. Первая попытка научного толкования вопроса о почвенном питании растений принадлежит французскому ремесленнику Б. Палисси. В книге «Истинный рецепт, посредством которого все французы могут научиться увеличивать свои богатства» (1563) он объяснял плодородие почв наличием в них солевых веществ. Однако первым ученым поставивший физиологический эксперимент принято считать голландского естествоиспытателя ван Гельмонта. Выращивая ивовую ветвь в сосуде с определенным количеством почвы при регулярном поливе, он через пять лет не обнаружил какой-либо убыли в весе почвы, в то время как ветка выросла в деревцо. На основании этого опыта ван Гельмонт сделал вывод, что своим ростом растение обязано не почве, а воде. Несовершенство применения экспериментального метода к изучению процесса питания растений привело первых исследователей к ложному выводу о том, что для нормального роста и развития растений достаточно одной чистой воды. Однако положительной стороной водной теории был отказ от средневековой теории, в которой питание растений рассматривалось как пассивное всасывание корнями из земли уже готовой пищи. В 1699 г. английский ученый Джемс Вудворд показал, что в свободной от минеральных примесей воде растения развиваются хуже. Эти опыты убедительно свидетельствовали о несостоятельности водной теории, однако они, не повлияли на ее распространение и водная теория пользовалась широким признанием в научных кругах Европы вплоть до 19 века. На основании наблюдений за развитием семян тыквы, ее семядолей и листьев Мальпиги высказал предположение, что именно в листьях растений, подвергающихся действию солнечного света, должна происходить переработка доставляемого корнями «сырого сока» в пригодный для усвоения растением «питательный сок». Это были первые высказывания и объясняющие участия листьев и солнечного света в процессе питания растений. Посредством кольцевания стеблей он установил, что вода с растворенными в ней питательными веществами, передвигается по волокнистым элементам древесины к листьям. Это движение он объяснял разницей давления окружающего воздуха и воздуха, находящегося в трахеях. Из листьев переработанный сок передвигается по коре в стебель и к другим частям растений, осуществляя их питание и рост. Таким образом Мальпиги установил существование в растении восходящих и нисходящих токов и их непосредственную связь с процессом питания растений. Стивен Гейлс в своем труде «Статика растений» раскрыл механзм всасывание воды через корень и передвижение ее по растению, который связан с капиллярными силами пористого тела. Он обнаружил корневое давление, а в наблюдениях над испарением растений — засасывающее действие листьев в этом процессе. Таким образом, Гейлс установил нижний и верхний концевые двигатели, обусловливающие передвижение воды в растении снизу вверх. Им также была вычислена скорость движения воды в растении и определено количество воды, испаряемой за день растением . Физиология животных В 1757—1766 гг. выходит сочинение швейцарского ученого А. Галлера «Элементы физиологии». В нем освещались многие вопросы, касающиеся функций организма. Галлер высказал положение, что мышечное волокно способно сокращаться благодаря присущему ему особому свойству — раздражимости. Это свойство лежит в основе движения мышц, сердца, внутренних органов. Галлер изучал функции нервов, искусственно раздражая их. Важный вклад в изучение нервной системы внес чешский ученый Иржи Прохаска. Он развивал рефлекторный принцип функционирования нервной системы. Он различал чувствительные и двигательные нервы. Переход импульса с чувствительных на двигательные нервы, писал Прохаска, осуществляется только в центральной нервной системе. Физиология человека B 1628 г. Гарвей выпустил труд «Анатомическое плиссе». В нем были приведены доказательства наличия кровообращения, даны описания его большого и малого кругов. Гарвей установил, что сердце подобно мышце является центром кровообращения. Ставя опыты с перерезкой и зажимом сосудов, Гарвей выяснил вопрос о направлении движения крови, о значении клапанов. Таким образом, Гарвей открыл кровообращение. Джованни Борелли изучал физиологию движения. В труде «О движении животных» описываются механизмы хождения, бегания, плавания, прыганья, полета, дыхательных движений и т.д. Свести сложные законы жизнедеятельности к простым законам механики считалось в XVII в. важнейшей задачей. Характерны в этом отношении слова знаменитого немецкого медика Ф. Гофмана, который говорил, что наше тело подобно машине, составленной из органов различной формы и величины и приводимой в движение жидкими частями нашего тела. Это направление получило название ятромеханики. Наряду с «ятромеханическим» направлением в физиологии развивалось и «ятрохимическое», сторонники которого стремились истолковать жизненные явления на основе химических представлений той эпохи. К этому направлению относятся труды французского врача Сильвия, пытавшегося в XVII в. создать химические представления о процессах пищеварения. Сильвий рассматривал жизнедеятельность как ряд реакций, определявшихся соотношением кислот и щелочей и стимулированных особыми веществами (речь о ферментах). В период Нового Времени описание новых видов в ботанике и зоологии привело к мысли ученых о необходимости объединения видов в группы и созданию унифицированных названий для каждого вида и групп, куда они входят. Однако созданные группы носят искусственный характер и еще далеки от приближения к естественной классификации видов. Изобретение и совершенствование микроскопа в XVII в. вызвало к жизни микроскопическую анатомию, благодаря которой стали развиваться физиологические дисциплины. Лекция 9. Возникновение представлений об изменяемости живой природы 1. 2. 3. 4. Разработка классификаций Попытки создания «естественных» систем Развитие представлений об изменяемости живой природы Концепция эволюции органического мира Ж.-Б.Ламарка Разработка классификаций Искусственная классификация К. Линнея Вершиной искусственной классификации явилась система, разработанная шведским натуралистом Карлом Линнеем, автором выдающихся трудов: «Основания ботаники», «Философия ботаники», «Роды растений», «Виды растений», «Система природы» и др., пользовавшихся широкой известностью и оказавших глубокое влияние на науку XVIII в. Линней описал большое количество растительных и животных форм, произвел их точную диагностику и разработал их систематизацию. Так, в сочинении «Виды растений» было описано 1260 родов и 7540 видов. В отличие от Турнефора, классифицировавшего растения на основе строения венчика, Линней, положил в основу своей классификации, получившей название сексуальной, характерные особенности тычинок и пестиков. В своей классификации К. Линней делил растения на 24 класса. Первые 13 классов Линней различал по числу тычинок, 14 и 15-й — по различной длине тычинок, 16, 17 и 18-й — по характеру срастания тычинок, 19-й — по признаку срастания пыльников, 20-й класс по способу срастания нитей тычинок со столбиком пестика, к 21-му классу относятся однодомные, к 22-му — двудомные растения, к 23-му — растения, одна часть цветков которых раздельнополая, другая обоеполая, и наконец, к 24-му — тайнобрачные. Внутри классов Линней выделял отряды по характеру строения женских органов растения — пестиков. Система Линнея была искусственной, растения относились к той или иной группе на основании единичных признаков, что приводило к множеству ошибок при из описании. Основной заслугой Линнея является окончательное утверждение бинарной номенклатуры, усовершенствование и «стандартизация» ботанической терминологии. Вместо громоздких определений он ввел краткие и четкие диагнозы, содержавшие в определенном порядке перечень характеристик растений. Попытки создания «естественных» систем Искусственная систематика это «технический» прием, позволяющий расположить растения в системе относительно друг друга для их описания. Однако большинство ученых того времени искали более совершенные методы классификации, которые позволили бы отразить «естественный порядок» в природе, естественную близость отдельных форм. Уровень науки той эпохи, недостаток критериев для систематики, отсутствие эволюционной составляющей не позволял сформировать естественную классификацию растительных и животных форм. Однако в 18 веке наблюдаются попытки построения естественной системы. Бернар Жюссье в 1759 г. сгруппировал на грядках королевского сада в Трианоне в Версале около 800 родов растений, объединив их в 65 «естественных порядков». Племянник Б. Жюссьена — Антуан Лоран Жюссье опубликовал работу “Роды растений”, которая содержала 15 классов, 100 порядков, около 20 000 видов. Классы были объединены в три большие группы: бессемядольных, однодольных и двудольных. Внутри однодольных и двудольных классы выделялись сообразно наличию верхней, нижней или полунижней завязи. Многие группы в системе Жюссье носят естественный характер и с теми или иными видоизменениями вошли в современные системы классификации. Однако наблюдалась и искусственная группировка растений, в частности 15-й «класс», куда были собраны все раздельнополые покрытосеменные. Жан-Батист Ламарк в своем труде «Флора Франции» (1778) критически пересмотрел системы растительного мира Линнея, Жюссье и Турнефора, четко провел бинарную номенклатуру, выявил многие синонимы, впервые предложил определительные таблицы, основанные на дихотомическом принципе. В работе «Классы растений» (1786) Ламарк подразделил растительный мир на 6 классов и 94 семейства и в известной мере приблизился к естественной классификации. Здесь он высказал мысль о градации различных уровней организации. В «Естественной истории растений» (1803) Ламарк, разделил растительный мир на 7 классов, заключающих 114 семейств и 1597 родов. Он расположил все формы в порядке восхождения от простого к сложному. В основании растительного мира он поместил грибы, водоросли и мхи, на его вершине многолепестковые цветковые растения. Таким образом, в своем стремлении построить естественную систему растений ботаники 18 века добивались использования не какогонибудь одного признака, а их комплекса. Их работы имели большое научное значение и создавали предпосылки для эволюционного учения. Развитие представлений об изменяемости живой природы Мысль о том, что живые организмы могут изменяться под влиянием разнообразных условий внешней среды — климата, пищи, почвы, под влиянием упражнения и неупражнения органов, одомашнения, гибридизации, причуд наследственности и т. п.,— была довольно широко распространена в 16-17 вв. Однако мысль о постепенном превращении одних видов в другие была чужда ученым того времени. Одним из первых ученых, который высказал сомнения о постоянстве форм был французский ботаник М. Маршан. В 1707 г. в статье по поводу обнаружения необычной формы розы Маршан писал, что эта форма «не могла быть такой от начала света», и пытался объяснить появление подобных форм измененным движением соков в теле растения. По мнению Маршана Бог создает только родоначальные формы каждого рода, а эти формы, «размножаясь, производят разновидности, среди которых некоторые остались константными и перманентными, образовав виды». В вопросе об изменчивости интересна позиция К.Линнея. В 1736 г. в книге «Fundamenta botanica» Линней еще решительно отрицал изменчивость видов, а несколько лет спустя он писал о новом виде Feloria, который, по его мнению, произошел от льнянки Linaria vulgaris. Он также допускал, что чертополох Carduus tomentosus pyrenaicus произошел путем изменения другого вида — Corduus capita rotundo, и сделал заключение, что виды могут изменяться под влиянием климата и почвы, а также в результате гибридизации. Путем скрещивания разных видов могут возникнуть новые виды, которые в строении цветка будут в известной мере походить на мать, в строении листвы — на отца. В 18 веке опыты по гибридизации растений получили весьма широкое развитие,что было обусловлено запросами сельского хозяйства - получить новые сорта, которые отличались либо большей продуктивностью, либо привлекали бы к себе внимание с эстетической точки зрения. Одним из первых французских гибридизаторов был А. Дюшен. Он известен своим сочинением «Естественная история земляник» (1766) и выведением новой цельнолистной расы этой культуры — Fragaria monophylla. В связи с этим открытием Дюшен ввел понятие расы, высказал мнение о необходимости разграничения понятий вида и разновидностью. Он настаивал на изменяемости видов и их естественном возникновении в пределах рода. Концепция эволюции органического мира Ж.-Б.Ламарка Первым натурфилософом 18 века, который обратился к изучению проблеме эволюции был Жан-Батист Ламарк. Его учение может быть названа первым в истории целостным учением об эволюции, в котором было представлены вопросы о происхождении жизни, сущности жизни, развитии живых организмов. Ламарк считал, что живое в его простейших формах возникло из неживого, причиной жизни являются флюиды, которые воздействуя на вещества способны превращать их в первые зачатки жизни. При этом первые животные и растения возникли разными путями, что предопределило в дальнейшем и разные пути их эволюционного развития. Он также предполагал, что в настоящее время наиболее простые организмы продолжают образовываться из неживой материи. Таким образом, Ламарк рассматривал самозарождение как естественный закономерный процесс, являющийся отправной точкой для дальнейшей эволюции органического мира. Вместе с тем он отмечал ошибочность распространения самозарождения на широкий круг организмов и отмечал, что таким путем возникают лишь организмы, которые представляют собой зачатки живых организмов. В ходе дальнейшего развития, первые самозародившиеся организмы дали начало всему многообразию органических форм. Так естественным путем возникло все видовое богатство живых организмов, которые развивались от простых форм к более сложным. При описании и классификации растений и животных Ламарк разработал учение о градации, которое легло в основу его эволюционной концепции. Им было показан, процесс развития одних форм из других на протяжении бесконечного числа поколений. Главной причиной процесса градации, по мнению Ламарка, является присущее живой природе постоянное стремление к усложнению и совершенствованию организации, которое заложено в каждом индивидууме в виде его врожденной способности. Главная цель развития природы – формирование организма наивысшей степени совершенства. Вторым фактором развития, определяющим приспособительную дифференцировку видов и нарушающим правильность градации, Ламарк считал влияние на организмы различных внешних условий - “обстоятельств”. Именно внешней средой определяется состояние видов: пока она не изменилась, виды постоянны; как только она стала иной, виды также меняются. В зависимости от организации живых существ Ламарк различал две формы приспособительной изменяемости видов под влиянием внешних условий: прямое приспособление организма и тренировка органа. Растения и низшие животные изменяются, под непосредственным воздействием среды, которая способна формировать необходимое строение для существования организма в этих условиях. Следовательно изменение среды непосредственно приводит к изменению видов. Изменения высших животных под действием внешних условий среды происходит косвенным образом. Так, перемена во внешних условиях приводит к изменению потребностей обитающих в данной местности животных; изменение потребностей влечет за собою изменение привычек, направленных на удовлетворение этих потребностей; изменение привычек приводит к усилению употребление или неупотребление органа; у животных, которые не достигли предела своего развития (специалисты), употребление органа вызывает его усиленное развитие, а неупотребление — постепенное ослабление и исчезновение. Изменения, приобретенные в результате употребления или неупотребления, передаются по наследству, и потомство изменившегося животного продолжает развиваться дальше в том же направлении пока не адаптируется к условиям внешней среды, что приводит к превращению одного вида в другой. В иллюстрацией своего закона Ламарк приводил множество примеров, например слепыш, у которого глаза почти полностью редуцированы вследствие того, что его предки жили в темноте. В этих условиях глаза для них были совершенно излишни и от неупотребления постепенно уменьшались. Ламарк распространил принцип эволюции не только на весь растительный и животный мир, но и на самого человека, предполагая, что человек развился из каких-то обезьян. Психическая деятельность человека является продуктом длительного, исторического развития, связывал ее с эволюцией нервной системы и ее высшего отдела — головного мозга. Правда, свои рассуждения о происхождении человека он вынужден был маскировать. В работе «Философия зоологии» Ламарк предпринял попытку составления естественной классификации животных, на основании которой выделил шесть последовательных ступеней усложнения организации. Наивысшей ступенью он считал человека и высших млекопитающих, все остальные формы он располагал по ступеням близости к высшим млекопитающим. Приняв принцип градации, Ламарк обнаружил, что процесс ступенчатого повышения организации может быть прослежен лишь при сопоставлении крупных систематических подразделений — типов и классов. Внутри классов правильной градации нет, она нарушена наличием частных приспособительных признаков, связанных с адаптацией к разнообразным внешним условиям. В дальнейшем Ламарк пришел к мысли, что соотношение между организмами нельзя выразить в форме единого прямого ряда, а необходимо их располагать в виде родословного древа, связующими веточками которого были переходные формы. В следствии слабого развития сравнительной анатомии того времени, Ламарк часто допускал серьезные ошибки в составлении связей между организмами. Так, отметив отсутствие «переходной формы» между птицами и млекопитающими, он утверждал, что такие формы должны существовать, например утконос и ехидна. Черепахи являются переходными формами от рептилий к птицам, змеи и угри связывают рептилий с рыбами. На основе разработанного учения о градациях живых форм (виды изменчивы и текучи) он сделал заключение, что реальных границ между видами в природе нет, т.е. он отрицал реальность видов. Природа, по его мнению, представляет собой непрерывную цепь изменяющихся индивидуумов, а систематики искусственно, ради удобства классификации разбивают эту цепь на отдельные систематические группы. Таким образом классификация живых организмов привела ученых к мысли о необходимости создания естественных групп растений и животных в связи с их родственными связями. Это подтолкнуло ученых к разработке представлений о развитии живых организмов путем усовершенствования своих форм под действием факторов окружающей среды. Первой эволюционной теорией можно считать учение Ж.-Б. Ламарка, он впервые построил целостную эволюционную концепцию. Большой заслугой его было то, что он показал неразрывную связь организмов со средой и развитие организмов представил не только с позиций линейного усовершенствования форм. Лекция 10. Эволюционное учение Дарвина 1. Первые работы Дарвина 2. Работа над основами эволюционного учения Чарльз-Роберт Дарвин, родился 12 февраля 1809 г. в Шрюсбери, где его отец, занимался врачебной практикой. На 9 году жизни он поступил в элементарную школу, а спустя год перешел в гимназию д-ра Бётлера и оказал весьма посредственные успехи. Здесь налегали главным образом на классические языки, словесность и т. п. предметы, к которым у Дарвина не оказалось ни охоты, ни способностей. Зато весьма рано пробудились у него любовь и интерес к природе, выразившиеся сначала собиранием растений, минералов, раковин, насекомых, птичьих гнезд и яиц, рыбной ловлей и охотой. В 1825 г. Дарвин поступил в Эдинбургский университет, где изучал медицину, но безуспешно. Тогда он решил сделаться священником, для чего поступил в 1827 поступил в Кембриджский университет, где в течение трёх лет изучал богословие. В 1831 по окончании университета отправился в кругосветное путешествие на экспедиционном судне королевского флота «Бигл» в качестве натуралиста и вернулся в Англию лишь в октябре 1836. Первые работы За время путешествия Дарвин побывал на о. Тенерифе, о-вах Зёленого Мыса, побережье Бразилии, в Аргентине, Уругвае, на Огненной Земле, в Тасмании, на Кокосовых островах и сделал большое количество наблюдений. Результаты изложил в трудах «Дневник изысканий натуралиста», «Зоология путешествия на корабле «Бигл» », «Строение и распределение коралловых рифов», «Усоногие раки», «Опыление у орхидных», «Выражение эмоций у человека и животных», «Действие перекрестного опыления и самоопыления в растительном мире». Основное внимание Дарвина во время экспедиции привлекали вопросы геологии и палеонтологии, а также наблюдения над животными и собирание зоологических коллекций. Сделанные наблюдения натолкнули Дарвина на мысль о естественных законах, которые лежат в основе превращения видов. Первые заметки на эту тему были сделаны в записной книжке в 1837 г. В 1842 и 1844 гг. Дарвин сделал первые наброски этой теории. Вплотную вопросами эволюции Дарвин смог заняться только в 1854 г.; в 1856 г. он приступил, по совету Лайеля, к написанию обширного труда. В 1858 г. молодой английский натуралист А. Уоллес, работавший на овах Малайского архипелага, прислал на рецензию Дарвину свою статью «О стремлении разновидностей к неограниченному уклонению от первоначального типа», в которой излагались взгляды, весьма близкие к представлениям Дарвина. Лайель и Гукер, знавшие, что Дарвин значительно раньше и на основе гораздо более обширного материала пришел к тем же выводам, что и Уоллес, убедили Дарвина напечатать краткую заметку. Обе статьи появились в одном выпуске «Журнала заседаний Линнеевского общества» и привлекли очень мало внимания. В 1859 г. побуждаемый настойчивыми советами друзей, Дарвин подготовил к печати и выпустил книгу «Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь». Первое издание этого труда было раскуплено в один день, в последующие годы книга неоднократно переиздавалась и была переведена на многие европейские языки. Впервые за пределами Англии «Происхождение видов» было издано в Германии (1860 г.), вторым по времени был русский перевод профессора Московского университета С. А. Рачинского (1864 г.). В 1868 г. вышла книга Дарвина «Изменение домашних животных и культурных растений», а в 1871 г.— «Происхождение человека и половой отбор». Эти сочинения дополняют к «Происхождение видов». Не располагая достаточными доказательствами животного происхождения человека, Дарвин не спешил с опубликованием этих соображений. Первоначально он хотел издать книгу «Происхождение человека» только после своей смерти, однако все же решился издать труд при жизни, это сочинение противоречило традиционным взглядам, опирающимся на религиозные догматы и вызвало массу дискуссий в научной среде и обществе. Так, его супруга Эмме Веджвуд, плакала по ночам и просила Бога принять его душу после смерти несмотря на то, что он утверждал, что Всевышний не принимал роль в сотворении человека. Работа над основами эволюционного учения Однако уже в ближайшее время его эволюционное учение стало приниматься широким кругом общественности, благодаря, во-первых, совокупности доводов в пользу утверждения, во-вторых, им были разработаны основные положения о движущих силах эволюции, в-третьих, представления о путях эволюционных преобразований. Конкретные факты, служащие доказательством эволюции, Дарвин черпал из самых различных областей биологии: Обнаружение в более древних слоях Земли организмов, сильно отличающихся от современных, и постепенное увеличение сходства ископаемых форм с ныне живущими по мере приближения к недавно образовавшимся земным слоям позволяют составить представление о последовательности эволюционных изменений. Сопоставление признаков строения взрослых, относящихся к разным систематическим группам показывают наличие признаков сходства между, что может быть объяснено только единством происхождения. Сравнение зародышей показывают наличие сходных признаков между некоторыми группами животных, что позволяет судить об их родстве. Дарвин обратил внимание на то, что животное и растительное население островов, давно отделившихся от материка, сходно с материковым населением, что говорит об общности происхождения, но в то же время характеризуется своими специфическими особенностями, появление которых объясняется тем, что эволюция на островах и материке протекала в разных направлениях з зависимости от неодинаковых условий существования. Определенная и неопределенная изменчивость Движущими силами эволюции Дарвин считал изменчивость, наследственность и естественный отбор. Возможность эволюции зависит от присущей всем живым существам способности изменяться в различных направлениях (процесс адаптации) при условии, если возникающие изменения оказываются наследственными (формируются адаптивные признаки). Из числа измененных особей выживают только те, которые оказались более приспособленными к условиям существования. Ламарк так же отождествлял эволюционный процесс с изменчивостью, под действием которой сразу создаются полезные, приспособительные признаки за счет упражнения признаков. Дарвин различал наследственные изменения на определенные и неопределенные. Определенные изменения, возникают при перемене внешних условий причем эти изменения совершаются в одном определенном направлении и в этих условиях формируются полезные, приспособительные признаки. Неопределенными изменениями происходят в различных направлениях, однако именно эти изменения Дарвин относил к важнейшим, которые могут быть или полезными, или безразличными, или вредными. Дарвин не ставил задачей выяснить непосредственные причины отдельных неопределенных изменений. В конечном счете этими причинами, являются воздействия окружающей среды. В современной биологии под этим процессом понимают мутационный процесс, который способен незначительно изменять генотип, а признаки способны проявляться под действием естественного отбора. Одной из нерешенной проблемой для Дарвина был вопрос о передаче половым клетках информации от телесных клеток, которые адаптировались к внешних условиям среды (). Гипотеза пангенезиса Эта гипотеза была построена на тех соображениях, которые за 2300 лет перед тем высказал Гиппократ. Гипотеза пангенезиса покоится на допущении существования субмикроскопических зародышей — геммул, способных перемещаться по циркуляторным системам из всех частей тела в половые клетки. Геммулы, собирающиеся в половых клетках, передают в них те изменения, которые возникают в разных частях тела, так что потомки, развившиеся из этих половых клеток, получают соответственно измененные признаки. Искусственный отбор Уделяя наибольшее внимание неопределенным изменениям, Дарвин тем самым брал на себя обязанность объяснить факт закономерных преобразований живых существ в процессе эволюции, факт изумительной приспособленности организмов к условиям их существования. Решение этого кардинального вопроса эволюционной теории, который эволюционисты додарвиновского периода даже не ставили, было облегчено успехами практики растениеводства и животноводства, владеющей методом произвольного изменения культурных растений и домашних животных. Этот метод в области разведения растений и животных Дарвин назвал искусственным отбором. Отмечая у домашних животных и культурных растений наличие признаков, отвечающих хозяйственным потребностям или эстетическим склонностям человека, Дарвин обратил внимание на то, что эти признаки только в редких случаях могли возникнуть внезапно. Среди многообразных признаков, имеющихся у культурных растений и домашних животных, человек отбирает те, которые считает для себя нужными. Одновременно с отбором производителей, человек уничтожает весь остальной приплод, в котором эти свойства недостаточно выражены. Скрещивая между собой особи, обладающие намеченными к воспроизведению и усилению свойствами, получают формы, у которых из поколения в поколение желательный признак выражен все более резко. Так были созданы разнообразные породы кур, голубей; породы собак, породы рогатого скота, выведены новые сорта декоративных и сельскохозяйственных растений. Сложнее обстоит как будто бы дело с эволюционным процессом в естественном состоянии. Что является источником целесообразной организации живых существ? Ответ на этот вопрос был раскрыт Дарвином в учение о борьбе за существование и естественном отборе. Борьба за существование Дарвин употреблял понятие борьбы за существование в широком смысле включая в это понятие зависимость одного живого существа от другого и от неорганической среды. При изменении условий, не носящем катастрофического характера, гибнут только те особи, которые недостаточно приспособлены к подобным изменениям внешних условий, и выживают наиболее приспособленные. Борьба за жизнь между организмами может иметь характер подлинной борьбы или же разного рода конкуренции. Борьба в форме активного уничтожения проявляется прежде всего при межвидовых отношениях (травоядные животные – растения; хищник — жертва; паразит – хозяин). Однако эти взаимоотношения не линейны и носят более сложный характер. Так, Дарвин показал зависимость урожая клевера от количества кошек в данной местности. Цветки клевера опыляются шмелями. Численность шмелей зависит от численности полевых мышей, разоряющих шмелиные гнезда. Мышей поедают кошки, почему вблизи жилья человека, где есть кошки, шмелей гораздо больше, видимо, за счет истребления мышей. Другими словами, чем больше кошек, тем меньше мышей, тем больше шмелей, тем выше урожай клевера. Внутривидовая борьба сводится по преимуществу к конкуренции между особями одного и того же вида за пищу, свет и другие условия, необходимые для существования. Конкуренция, по Дарвину, носит более ожесточенный характер, чем межвидовая борьба, «так как они обитают в одной местности, нуждаются в одинаковой пище и подвергаются одинаковым опасностям…».Неизбежным следствием борьбы за существование является естественный отбор. В борьбе за жизнь выживают те особи, которые обладают какиминибудь, подчас весьма незначительными, преимуществами, более-отчетливо выраженными приспособительными признаками. Естественный отбор Любое полезное изменение организации повышает для его обладателя вероятность выжить и оставить потомство, которое также воспользуется возникшим преимуществом. Сохранение-благоприятных индивидуальных различий и изменений и уничтожение вредных, Дарвин назвал Естественным отбором или Переживанием наиболее приспособленных. Во времена Дарвина еще не было прямых доказательств выживания наиболее приспособленных особей вида. Сознавая это, Дарвин предоставил доказательство своей идеи. Например, сладкий сок, выделяемый некоторыми покрытосеменными растениями, привлекает питающихся этим соком насекомых. Растения вырабатывают нектар внутри цветков с тем, чтобы насекомые, добывая нектар, переносили с цветка на цветок пыльцу и способствовали опылению. Естественно, такие растения, оказались в более благоприятных условиях по сравнению с теми, у которых нектар не вырабатывается, и этот признак был закреплен естественным отбором. Идея естественного отбора теснейшим образом связана с положением о неопределенных изменениях. В сочетании этих двух принципов Дарвин смог отойти от теологического толкования целесообразности изменения организмов (учение Ламарка) и встать на путь материализма. Дивергенция признаков В тесной связи с теорией естественного отбора стоит учение Дарвина о путях эволюции. Важнейшая сторона этого учения — представление о дивергенции, или расхождении признаков. Если в течение длительного времени условия оставались относительно неизменными, то некоторые древнейшие формы могли сохранить исходные признаки почти без изменений, так как возникавшие уклонения, оказавшиеся бесполезными или вредными, устранялись естественным отбором. Организмы, условия жизни которых существенно менялись, испытывали в процессе эволюции значительные изменения. В результате естественного отбора должны были выжить те формы, которые наиболее уклонились от исходной и притом уклонились в различных направлениях. Различные пути эволюции, которые Дарвин представлял себе теоретически возможными, он изобразил в виде схемы из древовидно разветвляющихся линий, являющейся прообразом филогенетического древа, вскоре построенного Геккелем на основе дарвинова учения о дивергентной эволюции. Проблема вида В 18 веке большинство биологов признавало неизменность видов и их независимость друг от друга. Эволюционное учение Дарвина потребовала пересмотра смысла систематических категорий. Он показал, трудность отличия близстоящих видов друг от друга и их разновидностей, которые являются переходными формами. Наличие переходных форм привело Дарвина к мысли, что термины «разновидность» и «вид» произвольны и служат только для того, чтобы обозначать сходные между собой группы особей. Дарвин считал возможной естественную группировку организмов, причем полагал, что естественной системой должна быть система генеалогическая. Наличие незаметных переходов от одних видов к другим Дарвин выражал формулой Лейбница «природа не делает скачков». Отказавшись от взгляда на эволюцию как на процесс, заставляющий организмы изменяться целеустремленно, теория Дарвина, говорит что изменения организмов происходят в силу определенной естественной закономерности и в то же время они случайны по отношению к результату, определяющемуся естественным отбором. Таким образом, Дарвин сумел преодолеть метафизическое противопоставление случайности и необходимости. Лекция 10. У истоков молекулярной биологии Родиной молекулярной биологии является Россия. Для того чтобы убедиться в этом, достаточно обратиться к истории этого направления науки. На IX Всероссийском съезде естествоиспытателей и врачей 10 января 1894 г. профессор химии Московского университета А.А. Колли выступил с докладом, в котором впервые задал вопрос: как клетки хранят столько наследственных признаков? Ответа, разумеется, он не дал, но сформулировал первую задачу молекулярной биологии. На съезд был приглашен и тогда уже всемирно известный писатель Л.Н. Толстой, который к науке питал глубокое недоверие. В своей статье «Наука и культура» он утверждал: «...просвещение и культура жизненно важны для русского человека, а наука – пустое времяпровождение, пустая трата времени и народных денег, в науке ученые удовлетворяют свою любознательность за казенный кошт». Объектом своих нападок он выбрал почему-то клетки. Он любил говаривать: «Ученые открыли клетки, а в них какие-то «штучки», а для чего, и сами не знают. Ничего путного эти ученые не сделали, разве открыли картофель, да и то не они, путешественники привезли». На свою беду Л.Н. Толстой попал в зал Политехнического музея в тот момент, когда профессор МГУ М.А. Мензбир рассказывал об устройстве клетки и о том, что представляют собой хромосомы (которые Л.Н. Толстой и обозвал «штучками»). Окончательно разозлил Толстого поднявшийся на трибуну профессор Колли, который заговорил о молекулах и «какой-то наследственности». (К чести русских ученых надо сказать, что они признали атомно-молекулярное учение раньше большинства западных коллег.) Л.Н. Толстой был разочарован. Перед самым Новым годом у него гостил И.И. Мечников. Приехав в Ясную Поляну, он целый день рассказывал хозяину о достижениях науки и уехал с твердым убеждением, что Лев Николаевич все понял и согласен с ним, а вышло наоборот. Л.Н. Толстой записал в дневнике: «Был тут Илья Ильич… столько всего наговорил. Семь верст до небес, и все лесом… и молекулы, и атомы. Рассказывал, и в крови нашли какие-то лейкоциты. Тьфу, какая гадость». И это писал один из наиболее образованных и культурных людей России того времени! А что говорить о других? Среди слушателей в аудитории Политехнического музея оказался студент 4-го курса МГУ Н.К. Кольцов, которого чрезвычайно взволновали вопросы, заданные Колли, и он решил найти на них ответы. По окончании университета Кольцов был оставлен при факультете для подготовки к профессорскому званию. Его направили на биостанцию в г. Неаполь. Но жизнь ученого складывалась непросто. Он был участником революционных событий 1905 г. В этом же году его уволили из МГУ. Два года Кольцов преподавал биологию на Высших женских курсах. В 1908 г. в Москве открылся Народный университет, созданный по инициативе и на деньги генерала А.Л. Шанявского (1837–1905) и просуществовавший до 1918 г. Кольцову предложили кафедру экспериментальной биологии. Сам университет не имел аналогов в России, а кафедра Кольцова стала кузницей кадров для российской биологической науки. За 10 лет из ее стен вышли десятки высококлассных биологов. Многие ученики Кольцова считают, что в определенном смысле вся наша биология родилась здесь. Кольцов всем студентам и сотрудникам рассказывал о знаменитой задаче Колли, предлагал им высказывать свои мысли и соображения, т.е. сразу вовлекал их в исследовательскую деятельность. В 1916 г. умер профессор А.А. Колли. К этому времени авторитет Кольцова в науке вырос настолько, что немецкие коллеги попросили его помощи в организации биологических исследований в Германии (не надо забывать, что две страны в этот момент ожесточенно воевали друг с другом). Это еще раз доказывает, что Россия никогда не плелась в хвосте научно-технического прогресса, а зачастую и опережала западно- европейские страны. Происходит Октябрьская революция 1917 г. Сразу стало не до науки. Часть научных кадров разогнали, часть уехала сама. В 1919 г. Кольцов берется за восстановление биологической науки в России. Связи с зарубежными научными центрами разрушены, нет информации от коллег биологов. Окольными путями с большими трудностями приходят письма из-за границы. Не раз Кольцова вызывают в ЧК, т.к. биологические новости принимали за шпионские донесения. Большую радость у Кольцова вызывает пакет с работами Т.Моргана (одного из основоположников современной генетики, проведшего знаменитые опыты с мухами-дрозофилами). Н.К. Кольцов в Москве и его коллега Ю.А. Филипченко в Петрограде пытаются донести до полуголодных студентов в холодных аудиториях хромосомную теорию наследственности Моргана. Н.К. Кольцов и С.С. Четвериков в 1922 г. начинают читать в Москве первый в России курс генетики. С визитом в Россию прибывает известный генетик Г.Меллер, который привозит мушек-дрозофил. Наступает горячая пора. Изучая мутации дрозофил и постоянно размышляя над задачей Колли, Кольцов шаг за шагом приближается к ее разгадке. Выходило так, что описание размножения и изменчивости на молекулярном уровне – основная задача молекулярной биологии. Не сразу Кольцов вынес свое открытие на суд научной общественности. Вначале он рассказал о нем своим студентам (1922 г.) и только через пять (!) лет сделал доклад об этом на III Всесоюзном съезде гистологов, анатомов и морфологов. Идея доклада Кольцова такова: наследственность передается молекулами, которых не так много, но эти молекулы – длинные полимерные нити, отдельные участки которых (мономеры) и определяют конкретные наследственные признаки. Не надо думать, что открытие Кольцова было принято с радостью. Сразу появились и противники его идеи. А были и такие, которые говорили: «Какую пользу принесет это открытие пролетарскому государству? Вот, если бы был выведен сорт сверхурожайной пшеницы или создано суперлекарство, тогда – да. А так, подумаешь – теория наследственности, эка невидаль!» Естественно, уточнение деталей открытия продолжалась и дальше. Кольцов ошибался, отводя главную роль аминокислотам, но главное было сделано: наследственные «тексты» копируются, как при печатании книг. И, самое главное, матричный способ воспроизведения дает ничтожное количество ошибок при тиражировании живых организмов. Итак, было сделано гениальное открытие в молекулярной биологии XX в.: наследственная информация передается на молекулярном уровне и воспроизводится матричным способом. Но нет пророка в своем отечестве. Коллеги Кольцова были глухи к его гениальному открытию, но зато как это восприняла молодежь! С юношеским пылом и энтузиазмом идея наследственности обсуждалась в студенческих кругах. Немецкие биологи несколько раз просили Н.К. Кольцова прочитать им курс лекций по новой биологии: «Только, Вы, глубокоуважаемый господин профессор, можете преподать нам ваши идеи», – писали немецкие ученые. Кольцов с большим трудом уговорил прочитать этот курс молодого биолога Тимофеева-Ресовского, который еще не получил диплома об окончании МГУ. Выбор оказался необычайно удачным. Н.В. Тимофеев-Ресовский был увлечен идеей Кольцова, пожалуй, больше, чем сам учитель. С энергией молодости, отлично владея немецким языком, он так обставил свои занятия, что его квартира стала «Меккой» тогдашней биологии. Молодой преподаватель так увлекался чтением лекций, что не замечал своего быстрого хождения по ковровой дорожке и вскоре протоптал на ней «тропинку». На семинарах сидели маститые профессора и зеленая молодежь, но это никого не смущало и не шокировало, так велико было желание получить вести с переднего края биологической науки. Сам Тимофеев-Ресовский в то время искренне полагал, что в России самая передовая наука в мире. В 1929 г. на семинар записался физик Макс Дельбрюк. Услышав на лекциях о матричном копировании, он был очарован красотой и простотой идеи, сразу примкнув к Тимофееву-Ресовскому и физику К.Циммеру. Они решили выяснить, как радиоактивные излучения влияют на мутации живых организмов. Разумеется, взяли мушек-дрозофил. Узконаправленным пучком гамма-лучей они облучали дрозофил, измеряли дозу, частоту мутаций и пытались определить минимальный размер мишени, на которую действует излучение. Это была трудная, небезопасная и кропотливая работа. По сути дела, они определяли размеры генов. Итогом стала знаменитая работа Тимофеева-Ресовского, Циммера и Дельбрюка «Мутации и структура гена», которая мгновенно стала библиографической редкостью. Авторы установили, что размер мишени, где происходила мутация, если в нее попадал хотя бы один гамма-квант, равен примерно 0,3 нм, а это прекрасно совпадало с размерами аминокислот и нуклеотидов. Оттиски журнала в зеленой обложке получили у коллег-биологов название «Зеленая тетрадь ТимофееваРесовского». Разумеется, первые экземпляры были отправлены Н.К. Кольцову. После такого успеха чета Тимофеевых-Ресовских пожелала ехать на родину, но Н.К. Кольцов отсоветовал им приезжать в СССР, где творилось невообразимое. В «шарашках» и тюрьмах находились Туполев и Королев, репрессии коснулись Ландау и Глушко, против Н.И. Вавилова была развернута целая кампания. Отвергались целые разделы физики, биологии, математики как буржуазные космополитические и вредные учения. Тимофеев-Ресовский остался в Германии, но это ему припомнили в 1945 г., приклеив ярлык фашистского прислужника. В 1943 г. один из создателей квантовой механики Э.Шредингер написал книгу «Что такое жизнь?» Книга, несмотря на войну, стала сенсационной. В СССР ее перевели уже в 1946 г. – случай тоже уникальный. Ее читали очень внимательно. Так, известный физик, химик и биолог Дж.Б. Холдейн возразил Э.Шредингеру: «Автор пишет «биологи думают», не указывая авторства. На самом деле автором идеи является профессор Кольцов». Здесь можно видеть редчайший случай восстановления приоритета уже умершего ученого. В 1937 г. М.Дельбрюк получил стипендию Фонда Рокфеллера и уехал в Калифорнийский технологический институт (США), где работал Т.Морган. В 1939 г. срок стипендии истек, но из-за начавшейся Второй мировой войны Дельбрюк решил остаться в США. В 1948 г. к нему в аспирантуру попал начинающий орнитолог Джеймс Уотсон, желавший узнать тайны жизни и полагавший, что Дельбрюк ближе всех подобрался к их разгадке. Дельбрюк заявил Уотсону, что этим занимается биохимия, и отослал его в Европу. Но Уотсон не пожелал заниматься премудростями биохимии и дезертировал в лабораторию рентгеноструктурного анализа знаменитых физиков отца и сына Брэггов. В одной из групп лаборатории работала Р.Франклин, которая также изучала структуру ДНК. Она получила рентгенограммы высочайшего качества, но полностью расшифровать структуру молекулы ей пока не удавалось. В лаборатории также работал физик Ф.Крик, который старался связать рентгенограммы со спиральной структурой молекулы, но и у него не было хороших рентгенограмм, поэтому ничего не получалось. Уотсону удалось увидеть рентгенограммы Р.Франклин (без ее ведома). Когда он описал их Крику и рассказал о матричной репродукции, которую усвоил, работая у Дельбрюка, то все встало на свои места. Крик и Уотсон понимали, что они на пороге важнейшего открытия и больше всего боялись, что их опередит Лайнус Полинг, который решал ту же задачу в США. К их счастью у Полинга не было хороших рентгенограмм, и он в спешке опубликовал в начале 1953 г. статью с ошибочной (трехнитчатой) структурой ДНК. В 1953 г. Крик и Уотсон построили двойную спираль ДНК и их статья была опубликована в номере журнале Nature от 10 апреля. В том же номере журнала опубликованы две статьи Р.Франклин с соавторами, содержащие рентгенограммы, без которых невозможно было бы расшифровать структуру ДНК. Летопись биологических открытий Вторая половина III тыс. до н.э. Появился египетский учебник хирургии (его в 1862 г. нашел Э.Смит). 2200–2100 гг. до н.э. Составлен шумерский сборник врачебных рецептов (расшифрован в 1955 г.). На их основе можно сделать вывод, что месопотамские врачеватели из Ниппура знали о лечебных свойствах растений, а медицина и фармация в ту пору уже имели многовековые традиции. Примерно с этого времени врачевание, причудливо переплетавшееся с магическими и религиозными представлениями, начинает приобретать специализацию. Около 1700 г. до н.э. В месопотамском городе Ниппур написан научный трактат по сельскому хозяйству. Около 1500 г. до н.э. Составлен так называемый папирус Эберса, найденный в древнеегипетском городе Фивы. Помимо врачебных предписаний, а также заклинаний, он содержал данные естественнонаучных наблюдений и знаний: развитие жука-скарабея из яйца, мясной мухи из личинки, лягушки из головастика. Примерно тогда же на хеттском языке появился трактат Киккулиша из Митанни о коневодстве, который считается одним из древнейших трактатов по прикладной зоологии. XII в. до н.э. В датируемом этим периодом ассирийском рецептурном справочнике – так называемом справочнике Набу-лехо – описаны не только болезни и лекарственные растения, но и способы приготовления и применения различных лекарств. VI в. до н.э. Основоположник медицинской системы в Индии Сушрута составил руководство из шести книг «Сушрута-самхита», в которых описал лекарства, рассмотрел немало вопросов из области анатомии и терапии и сделал обзор состояния медицинских и естественно-научных знаний того времени. Некоторые сведения, излагавшиеся в трактате, были, вероятно, получены при вскрытиях. Среди 760 описанных в книгах лекарств, преимущественно растительного происхождения, упомянуто и сладкое вещество, рекомендуемое для лечения больных сахарным диабетом. В Европе диагноз «сахарный диабет» по наличию сахара в моче был установлен только в XVII в. VI–V вв. до н.э. Алкмеон Кротонский под влиянием идей Пифагора ввел в античную медицину представление о здоровье как гармонии сил влажного и сухого, горячего и холодного, горького и сладкого. В противовес господствовавшим в то время представлениям, согласно которым центральным органом духовной жизни считалось сердце, Алкмеон Кротонский полагал, что таким органом является мозг. V в. до н.э. Демокрит составил первый античный указатель лекарственных растений. При его составлении он использовал египетские источники. Первая половина V в. до н.э. Эмпедокл из Акраганта, древнегреческий врач, поэт и философ, высказал мысль, что организмы на Земле возникли в результате соединения отдельных элементов, причем уродливые и несовершенные организмы погибали и освобождали место для более приспособленных и совершенных. Эта мысль Эмпедокла предвосхитила идею эволюции. Примерно в то же время Гераклит Эфесский, понимая жизнь как непрерывное движение, считал, что она подчиняется одному закону: чередованию противоположностей, которые утверждаются во взаимной борьбе. Вторая половина V в. до н.э. Активную деятельность развивает школа «отца медицины» Гиппократа с острова Кос. В противовес умозрительным спекуляциям эта школа требовала практической проверки теоретических положений и выводов. Гиппократ объяснял болезни естественными причинами. Он считал, что терапия должна основываться на природных средствах. В известном трактате «О священной болезни» (эпилепсии) Гиппократ опровергает мнение о божественном происхождении этого заболевания. Собрание 58 трудов этой школы за период с 450 до 350 г. до н. э. весьма широко использовалось врачами почти до начала XIX в. Медицинская школа Гиппократа положила начало профессиональным объединениям античных медиков – цехам, разрабатывавшим профессиональные морально-этические нормы поведения, которые принимались как присяга («Клятва Гиппократа»). 1682 г. Издана «Анатомия растений» Н.Грю, в которой ученый обобщил результаты обширных исследований, ввел понятие «ткань» и описал строение различных типов тканей. В том же году А. ван Левенгук впервые наблюдал под микроскопом бактерий и инфузорий и открыл красные кровяные тельца (эритроциты). Тогда же немецкий ботаник Август Бахман (Риеинус) опубликовал классификацию растений, основанную на типе цветков. 1694 г. Немецкий ботаник Рудольф Якоб Камерариус опубликовал результаты изучения пола растений. Он проводил опыты с искусственным оплодотворением. В том же году французский ботаник Жозеф Питтон де Турнефор представил углубленную систему классификации растений, изучив и описав около 500 семейств. 1699 г. Английский исследователь Джеймс Вудворд экспериментально доказал, что рост растений зависит от количества растворенных в воде минеральных примесей, которые растения всасывают корнями. XVIII в. Возникает и получает развитие патологическая анатомия, отцом которой считают итальянца из Падуи Джованни Батисту Морганьи. Его знаменитая книга «О местонахождении и причинах болезней, выявленных анатомом» (1761) – шедевр наблюдений и анализа. Основанная более чем на 700 примерах, она объединяет анатомию, патанатомию и клиническую медицину благодаря тщательному сопоставлению клинических симптомов с данными вскрытия. Кроме того, Морганьи ввел в теорию заболеваний концепцию патологического изменения органов и тканей. Экспериментальные исследования заложили фундамент новой науки – физиологии. К первым работам в области физиологии относится «Наставление по медицине» нидерландского врача, ботаника и химика Германа Бургаве (1708) и «Элементы физиологии...» швейцарского ученого Альбрехта фон Галлера. В биологии разгорается спор между преформистами и эпигенетиками. Преформисты утверждали, что индивид заранее (как бы в миниатюре) существует в яйце или в сперме, что рождение есть не что иное, как развитие, благодаря которому органы индивида и он сам становятся видимыми. Эпигенетики отрицали подобные взгляды. Они считали, что видовые и качественные признаки индивида возникают после оплодотворения. Возникают споры о возможности самопроизвольного зарождения микроорганизмов. Сторонниками самозарождения были, в частности, датский исследователь Отто Фредерик Мюллер, французский ученый Жорж Луи Бюффон, английский ученый Джон Нидхем и др. Противниками идеи самопроизвольного зарождения микроорганизмов выступали итальянский ученый Ладзаро Спалланцани, французский естествоиспытатель Рене Антуан Реомюр и швейцарский естествоиспытатель Шарль Бонне. 1708 г. Г.Бургаве обобщил известные к тому времени научные (преимущественно механические) основы медицины и изложил их в сочинении «Наставление по медицине». Тогда же Г.Э. Шталь в сочинении «Theoria medica vera» отверг господствующий до того времени механицизм в науках о жизни. Он вновь высказал мысль, что душа является фактором, приводящим в движение тело, т.е. управляющим жизненными процессами. Его взгляды оказали влияние на так называемую «школу медицины» Монпелье (конец XVIII в.), для представителей которой были характерны виталистические взгляды. В том же году французский врач Жан Астрюк опубликовал статью об окаменелостях, обнаруженных в районе Монпелье. Он считал эти окаменелости останками животных, выброшенных Средиземным морем. 1717 г. В Европе проведены первые прививки против оспы (еще раньше их делали в Китае и Турции). 1727 г. Английский исследователь Стивен Гейлс в книге «Статика растений» указал на физические причины движения растительных соков, подчеркнув влияние солнца на этот процесс. 1735 г. Шведский естествоиспытатель Карл Линней в сочинении «Система природы» изложил принципы своего нового метода классификации растений. Первоначальный набросок дополнялся, и в 1766–1788 гг. представлял собой уже 4 тома. Для классификации растений Линней использовал бинарную номенклатуру, согласно которой вид описывался двумя латинскими словами – существительным, обозначавшим род, и прилагательным, обозначавшим данный вид. Система Линнея называлась «генеративной системой», ибо растения классифицировались по числу пестиков и тычинок цветка, на основании одно-, двудомности и т.д. В «Системе природы» Линней классифицировал и горные породы. 1736 г. Вышло сочинение К.Линнея «Основы ботаники», в котором он, защищая неизменность видов, утверждал, что в природе существует столько же видов, сколько их было первоначально создано творцом (Богом). Тогда же Ж.Астрюк высказал мысль, что мозг является центром всех нервных волокон и, таким образом, все физические реакции обусловлены мозгом. Около 1740 г. Английский ученый Джон Турбевилл Нидхем, проводя опыты по уничтожению в жидкости зародышей всех организмов путем ее нагрева, обнаружил в ней, уже после нагрева, микроскопические организмы. Этот факт, по его мнению, подтверждал теорию произвольного самозарождения. 1742 г. К.Линней признал возможность возникновения в некоторых случаях новых растений в результате резкого изменения климата или в результате скрещивания исходных видов. 1746–1747 гг. А.Галлер в своей работе привел правильное объяснение механизма дыхания. А.Галлер высказал основные положения своей теории раздражимости: сокращение мышц обусловлено специфической раздражимостью мышечных волокон. 1749 г. Начал выходить многотомный (36 томов) труд Ж.Л. Бюффона «Естественная история», содержавший подробные описания природных явлений. Свою задачу автор видел в том, чтобы дать общую картину развития природы. Бюффон пришел к выводу о взаимосвязи животных и растений с окружающей средой и указал на взаимосвязь между разными видами. Но его мнению, человек также относится к природе. Бюффон констатировал подобие обезьян и человека. Он также опубликовал книгу «Теория Земли», в которой, в частности, обратил внимание на распространение окаменевших останков организмов. 1752 г. А.Галлер разработал теорию, согласно которой органы живого тела обладают двумя основными свойствами – раздражимостью и чувствительностью. 1757–1766 гг. Вышло восьмитомное сочинение А.Галлера «Элементы физиологии человеческого тела». Этот фундаментальный труд долгое время оставался наиболее авторитетным исследованием по физиологии. Галлер связал физиологические функции организма человека с его анатомическим строением. Он считал физиологию «оживленной анатомией». 1761 г. Немецкий ботаник Йозеф Готлиб Кёльрейтер, работавший в 1756–1761 гг. в Петербургской Академии наук, опубликовал первые результаты своих классических опытов по скрещиванию растений. Ему удалось вырастить гибриды, у потомков которых сочетались материнские и отцовские признаки. 1768 г. Л.Спалланцани изучал регенерацию у дождевых червей, улиток (регенерация головы, включая глаза и рожки) и у ряда других животных. Он также впервые применил в своих опытах по оплодотворению икринок лягушек метод искусственного оплодотворения. Этот метод в 1763 г. использовал в опытах с рыбами М.Якоби. Позже Спалланцани вновь использовал метод искусственного оплодотворения в опытах с собаками, а в 1799 г. английский врач Уильям Хантер применил его для искусственного оплодотворения человека. Ок. 1770 г. Л.Спалланцани, критикуя опыт Дж.Нидхема (см. 1740 г.), установил некоторые условия «стерилизации». 70-е гг. XVIII в. Французский ученый Ж.Л.Ж. Сулави (Жиро-Сулави) заложил основы стратиграфической палеонтологии. 1779 г. Ж.Л. Бюффон опубликовал сочинение «Эпохи природы», в котором первым высказал мысль о существовании геологических периодов. Он различал шесть таких периодов. 1789 г. А.Л. Лавуазье и его ученик Арман Сеген установили зависимость между мускульной работой и потреблением организмом кислорода. 1790 г. И.В. Гёте написал работу о метаморфозе растений, оказавшую большое влияние на ботанику первой половины XIX в., в частности на развитие морфологии растений. 1793 г. Немецкий ботаник Христиан Конрад Шпренгель опубликовал результаты своих исследований, объяснявших механизм опыления растений насекомыми. Эразм Дарвин, дед Ч.Дарвина, в работе «Зоономия, или Законы органической жизни» (1794–1796 гг.) выдвинул теорию постепенного возникновения и совершенствования (эволюции) животных. 1796 г. Ж.Кювье своей работой о мамонтах способствовал возникновению и развитию палеонтологии. 1798–1803 гг. Английский экономист Томас Роберт Мальтус выпустил книгу «Опыт закона народонаселения», в которой высказал мысль, что число людей увеличивается в геометрической прогрессии, а количество продовольствия – в арифметической. Основанный на этом положении реакционный тезис Мальтуса о «борьбе за существование» был направлен на отрицание роли социальных условий. 1800 г. Карл Фридрих Бурдах впервые использовал термин «биология» для обозначения науки о жизни. Немецкий агроном Альбрехт Дапиель Тэер исследовал влияние навоза на повышение урожайности. 1801 г. Жан Батист Ламарк опубликовал разработанную им систему мира животных. В первой половине XIX в. подобные попытки предприняли и другие исследователи (укажем, прежде всего, на работы французских ученых Этьена Жоффруа Сент-Илера и Жоржа Кювье). 1802 г. Т.Юнг высказал мысль, что сетчатка глаза состоит из трех разных тканей, каждая из которых реагирует на свой цвет. Согласно Юнгу, каждая из этих тканей отдельно посылает импульсы в мозг, где они и складываются в образы (теория видения Юнга). Французский химик Луи Жак Тенар обратил внимание на активную функцию дрожжей при брожении и назвал вещества, вызывающие его, ферментами. 1802–1822 гг. Немецкий естествоиспытатель Готфрид Рейнхольд Тревиранус издал «Биологию, или Философию живой природы». Эта работа представляла собой первый анализ обобщенных данных биологической науки. Тревиранус понимал биологию как «теорию медицины». 1806 г. Английский естествоиспытатель и садовод Томас Эндрю Найт экспериментально доказал влияние земного тяготения на рост растений. Позднее он открыл гидротропизм корней и негативный фототропизм усиков растений. Ф.Сертюрнер сообщил о выделении из опиума алколоида морфина «некого кристаллического тела, которое обладает снотворным действием и в опии образует соль с опиумной, или меконовой, кислотой». Это был первый алкалоид, выделенный в чистом виде. 1807 г. А.Гумбольдт опубликовал книгу «О географии растений», в которой обсуждались особенности распространения растений в зависимости от климатических условий. 1809 г. Вышел в свет один из главных трудов Ж.Б. Ламарка «Философия зоологии». В этой книге Ламарк дал детальную разработку своей теории развития организмов под влиянием условий среды и в результате приспособления к ним, формирования органов в соответствии с их функциями и наследования приобретенных качеств. Швейцарский ботаник Огюстен Пирам Декандоль начал изучать растительные формации. Само понятие «растительной формации» сформировалось в 20-е гг. XIX в. Французский физиолог Франсуа Мажанди впервые внедрил в фармакологию эксперименты на животных, которых он использовал для анализа действия стрихнина. 1813 г. Уильям Чарлз Уэллс высказал в Лондонском королевском обществе мнение, что различия между человеческими расами возникли в результате формирования у людей тех качеств, которые более всего соответствовали их среде обитания. 1817 г. Русский эмбриолог, палеонтолог и геолог Христиан Иванович Пандер разработал теорию о зародышевых листках, из которых формируются отдельные органы. Георг Август Гольдфусс впервые использовал термин «протозоа» (простейшие). В научной литературе этот термин получил распространение после 1820 г. 1820 г. На фармацевтическом факультете Сорбонны П.Пелльтье и Ж.Кавенту выделили из коры хинного дерева алколоид хинин, положивший начало борьбе с малярией. 1821 г. Немецкий ботаник Эрнст Готлиб Штейдель опубликовал первый каталог названий семейств и видов растений «Упорядоченный перечень ботанической номенклатуры...». 1821–1831 гг. X.И. Пандер опубликовал работу «Сравнительная остеология», в которой на основе богатого палеонтологического материала доказывал сходство в строении скелетов животных. 1822 г. Немецкий ученый К.Ф. Гейзингер в работе «Система гистологии» сформулировал задачи гистологии как науки о тонкой структуре так называемых «главных систем живого организма». Немецкий естествоиспытатель Иоганнес Петер Мюллер выдвинул тезис: «Психолог является только физиологом». 1823 г. Итальянский ботаник Джованни Баттиста Амичи опубликовал результаты своих наблюдений над опылением у растений. Он изучал прорастание пыльцы в пыльцевую трубку и вхождение пыльцевой трубки в семяпочку. 1824 г. О.П. Декандоль начал публиковать «Введение в естественную систему царства растений» (1824–1839, 17 томов). Эта работа является одной из ключевых в истории ботаники. Французские исследователи Ж.Л. Прево и Ж.Б. Дюма повторили опыты с оплодотворением яйца лягушки и установили роль сперматозоидов в процессе оплодотворения. 1826 г. И.Мюллер сформулировал так называемую «теорию специфической энергии органов чувств», согласно которой ощущения – результат проявления внутреннего свойства («специфической энергии») органов чувств. Французский исследователь Рене Дютроше использовал понятие «осмос» для объяснения движения сока в растениях. 1827 г. Русский естествоиспытатель Карл Максимович Бэр открыл яйцеклетку у млекопитающих, в том числе и у человека. Французский ботаник Адольф Теодор Броньяр (сын геолога Александра Броньяра) начал публиковать «Историю ископаемых растений», – работу, выходившую по 1847 г. 1828–1837 гг. К.М. Бэр опубликовал сочинение «К истории развития животных», в котором заложил основы современной эмбриологии. Он развил идею X.И. Пандера о зародышевых листках и установил, что зародыш в процессе развития сначала приобретает признаки типа, класса, отряда, семейства, рода и вида, к которому он относится, и только после этого – индивидуальные признаки особи. Эта идея в измененном виде позже была использована при разработке теории эволюции. 1831 г. Шотландский натуралист П.Мэттью предвосхитил идею образования видов в результате естественного отбора. Р.Броун, получивший титул «князя ботаников» и избранный в 1827 г. Почетным членом Петербургской академии наук, детально описал ядро растительной клетки. 1833 г. Н.Т. Соссюр сформулировал идеи о процессе дыхания у растений. Он экспериментально доказал, что растения на свету усваивают углерод углекислого газа и выделяют кислород, получая, таким образом необходимую им энергию. Позже исследования в этом направлении были продолжены Ч.Лорсом (1847 г.), Л.Гарро (1851 г.) и другими учеными. 1835 г. Итальянский зоолог А.Басен выдвинул гипотезу, согласно которой заразные болезни вызываются микроорганизмами. 1837 г. А.Басси открыл возможность переноса заболеваний живыми организмами. 1838 г. Немецкий ботаник X.Моль описал деление клетки. Тогда же немецкий натуралист-зоолог К.Г. Эренберг опубликовал труд «Инфузории как совершенные организмы». В двух томах он описал 350 видов этих организмов. К инфузориям Эренберг отнес и бактерий, стимулировав таким образом их изучение. 1839 г. Немецкий биолог Теодор Шванн сформулировал клеточную теорию, согласно которой клетка является основным элементом организма. В своей работе Шванн обобщал и пропагандировал представления о строении организмов, высказанные французскими исследователями А.Ж.Р. Дютроше (1824), П.Тюрпеном (1826), Ш.Мирбелем (1831) и другими учеными. К клеточной теории также вплотную приблизился в 1837 г. Я.Э. Пуркине, а в 1838 г. – через опыты с растительным материалом – М.Я. Шлейден. 1841 г. Французский эмбриолог К.Лаллеман доказал роль сперматозоидов в процессе оплодотворения. Научные исследования в этом направлении проводили также немецкий гистолог и эмбриолог Р.А. Кёлликер (1841 г.) и французский естествоиспытатель и врач Ф.А. Пуше (1842 г.). 1842 г. Опубликован учебник «Ботаника как индуктивная наука» М.Я. Шлейдена, который, привлекая результаты опытов, преодолел влияние натурфилософских идей в ботанике. Немецкий анатом, эмбриолог и физиолог Т.Л. Бишоф описал бластулу как стадию эмбрионального развития. Немецкий ботаник А.Ф.А. Вигман попытался количественно оценить химическое питание растений. Немецкий ботаник К.В. Негели изучил строение пестика и деление клеток пыльцы. 1843 г. Английский зоолог, анатом и палеонтолог Ричард Оуэн четко различил гомологию и аналогию в строении организмов и их органов. Он подробно проанализировал явление гомологии, что способствовало развитию сравнительной морфологии, а также развитию эволюционных идей. 1843–1844 гг. Английский биогеограф Э.Форбс написал, вероятно, первую работу о распределении морских животных в горизонтальном и вертикальном направлениях. 1844 г. Американский цитолог Роберт Чемберс анонимно опубликовал сочинение «Шаги естествоведения живых существ», в котором кратко описал ход эволюции животных. Его сочинение оказало влияние на понимание этой проблемы Дарвином. В том же году Т.Шванн объяснил функцию желчи при пищеварении. 1845 г. X.Моль высказал гипотезу о роли крахмалсодержащего вещества и сахара в растениях. хлорофилла при образовании 1846 г. X.Моль использовал термин Пуркинье «протоплазма» в отношении жидкого содержимого растительной клетки. Тогда же Моль описал движение протоплазмы у простейших. Немецкий физиолог К.Людвиг предложил ртутный манометр для измерения давления крови и прибор для регистрации кривой кровяного давления (кимограф). В хирургической клинике Бостона дантист и одновременно студент медицинского факультета Уильям Мортон впервые применил для наркоза эфир, который уже в следующем году начал широко использовать Н.Пирогов в практике военно-полевой хирургии. 1847 г. Дж.Амичи подробно описал анатомию рыльца. Он доказал существование оплодотворяющего начала пыльцевой трубки еще перед опылением. 1848 г. Немецкий физиолог Эмиль Дюбуа-Реймон выступил с утверждением, что физиология является не чем иным, как «физикой и химией, приложенной к жизнедеятельности организмов». 1848–1855 гг. К.Бернар исследовал образование гликогена из сахара и белков в печени. 1849 г. Немецкий ботаник Карл Фридрих Гертнер подвел итоги своих многолетних исследований пола растений и роли их половых органов в процессе размножения. Основные идеи по этому поводу были высказаны им еще в 1819 г. Немецкий анатом А.Поллендер описал возбудителя (бациллу) сибирской язвы в крови лошадей. Немецкий ботаник Вильгельм Гофмейстер, основываясь на богатом микроскопическом материале, исследовал опыление у 38 видов растений, относящихся к 19 семействам. Р.Оуэн употребил термин «партеногенез» для обозначения развития организма из неоплодотворенной яйцеклетки. Немецкий физиолог А.Бертольд своими опытами на петухах положил начало исследованию гормональных процессов. 1851 г. В.Гофмейстер установил факт закономерного чередования полового и неполового размножения у растений. 1851–1852 гг. Французский ботаник и фармацевт Л.Гарро показал разобщенность процессов дыхания и фотосинтеза у растений. 1852 г. Французский ботаник Ш.Ноден выступил в защиту тезиса о сходстве развития «подобных» видов и подошел к идее естественного отбора. 1852–1856 гг. Выходит в свет учебник К.Людвига по физиологии человека, написанный в духе идей механистической физиологии: жизненные явления в нем объяснялись на основе «механического» движения атомов. 1853 г. Людвиг Карл Шмарда в своем обширном трехтомном экологическозоогеографическом труде «География распределения животных» изложил данные о связи внешних условий и климата с распространением животных. Немецкий анатом Фердинанд Кебер описал проникновение сперматозоида в яйцеклетку. 1855 г. Немецкий ученый Рудольф Вирхов выступил с требованием о необходимости в медицинских исследованиях исходить из клеточной теории. Его исследования стимулировали зарождение клеточной патологии. 1859 г. Ч.Дарвин в работе «Происхождение видов путем естественного отбора» изложил основные положения своей теории эволюции. 1860–1868 гг. Немецкий ботаник С.Швенденер в серии работ раскрыл природу лишайников как «двойных организмов». 1862 г. Л.Пастер доказал, что микроорганизмы не возникают из стерильного неживого материала. Русский естествоиспытатель Иван Михайлович Сеченов изложил основные идеи своей теории, согласно которой «все действия сознательной и бессознательной жизни по способу возникновения являются рефлексами». Дальнейшие исследования ученого были посвящены общей физиологии, электрофизиологии, физиологии центральной нервной системы. Сеченов считается одним из основоположников психофизиологии. 1862–1864 гг. Немецкий ботаник Юлиус Сакс экспериментально доказал, что крахмал образуется на свету в хлорофилловых зернах. Он установил, что некоторые растения таким путем синтезируют сахар. 1863 г. Немецкий зоолог и гистолог Макс Шульце идентифицировал («гомологизировал») понятие «саркода» животных и растительных клеток и переименовал ее в протоплазму. Шульце пришел к выводу, что протоплазма – важнейшая составная часть клетки. И.М. Сеченов в работе «Рефлексы головного мозга» сформулировал теорию умственной деятельности. Он указал, что в основе психических явлений лежат физиологические процессы, которые могут быть изучены объективными методами. 1865 г. Грегор Мендель в книге «Опыты над растительными гибридами» изложил результаты изучения гибридных сортов гороха (эти исследования были начаты им в 50-х гг.) и открытые им основные закономерности наследственности (законы Менделя). Ш.Ноден опубликовал результаты своих исследований, в которых он также весьма близко подошел к пониманию закономерностей наследственности. К.Бернар в работе «Введение в экспериментальную медицину» провозгласил необходимость приложения экспериментальных методов физики и химии к биологии и медицине, отметив вместе с тем своеобразие наук о жизни. Французский ученый Пьер Тремо выдвинул теорию, согласно которой разделение (дифференцирование) живых существ явилось результатом смены геологических эпох. 1866 г. Немецкий естествоиспытатель Эрнст Геккель опубликовал работу «Общая морфология организмов», в которой он, руководствуясь дарвиновской теорией происхождения видов, объяснил многообразие органических форм на основе морфологомеханистических принципов. Э.Геккель сформулировал так называемый «основной биогенетический закон» и ввел термин «экология», которым обозначил отношение животных к среде и к другим организмам. Немецкий миколог и анатом растений А. де Бари опубликовал работу, в которой объяснил процессы размножения грибов и лишайников. 1867 г. Русский биолог-эволюционист Александр Онуфриевич Ковалевский указал на то, что формирование зародышевых листков и гаструляция являются процессами, общими для всех представителей животного мира. 1869 г. Немецкий гистолог и анатом П.Лангерганс открыл в поджелудочной железе особые клетки. Позже, в 1889 г., его соотечественники – эндокринолог И.Мерине и физиолог О.Минковский установили, что удаление этой железы вызывает сахарный диабет. Только в 1921 г. канадские физиологи Ф.Г. Бантинг и Ч.Г. Вест, основываясь на исследованиях Л.В. Соболева (1900–1901 гг.) и опытах М.Баррона (1920 г.), получили гормон, который впоследствии был назван инсулином. 1869 г. Первооткрывателем ДНК стал швейцарский врач Иоган Фридрих Мишер, выделив из ядер лейкоцитов, полученных из гнойного отделения раны, вещество, названное им нуклеином. В1874 г. он провел элементарный химический анализ нуклеина из сперматозоидов лосося и установил его кислотные свойства. Термин «нуклеиновая кислота» был введен в 1899 г. 1870 г. Немецкий анатом Карл Гегенбауэр опубликовал классический труд по сравнительной анатомии позвоночных – один из первых трудов по сравнительной анатомии, основывающхся на теории Ч.Дарвина. Немецкий невропатолог Г.Т. Фрич и швейцарский психиатр Ю.Э. Хитциг применили метод электрического раздражения для изучения полушарий головного мозга, положив начало экспериментальному исследованию локализации функций в мозге. 1871 г. Ч.Дарвин опубликовал работу «Происхождение человека и половой отбор», в которой распространил представление о естественном отборе и на человека. 1872 г. Немецкий физиолог Эдуард Фридрих Пфлюгер показал, что кислород поглощается всеми тканями животного, а не только кровью и легкими. 1873 г. Немецкий зоолог и эмбриолог Ф.А. Шнейдер описал непрямое деление ядра – процесс, впоследствии названный митозом. Вскоре его сведения подтвердили немецкий зоолог О.Бючли, польский ботаник Э.Страсбургер и другие ученые. Русский палеонтолог Владимир Онуфриевич Ковалевский на основе своих палеонтологических исследований подтвердил эволюционную теорию Дарвина. Его работы привели к возникновению эволюционной палеонтологии. 1874 г. Немецкий эмбриолог и анатом Вильгельм Гис выпустил книгу «Форма нашего тела и физиологическая проблема ее возникновения», положившую начало аналитическому направлению в эмбриологии. 1875 г. Немецкий зоолог Оскар Гертвиг описал механизм оплодотворения как процесс слияния ядра яйца с ядром (головкой) сперматозоида, проникшего в яйцо. 1876 г. Л.Пастер опубликовал основные положения теории брожения, решающую роль в которой он отвел живым организмам. Экспериментальные исследования в этой области Пастер начал еще в 1854–1864 г. Немецкий микробиолог Р.Кох сообщил результаты (опубликованы в 1877 г.) исследования причин заболевания сибирской язвой и раневых инфекций, заложившие основы научного исследования инфекционных болезней и борьбы с ними. Исследуя бациллы возбудителя сибирской язвы, он доказал, что сами бациллы и образованные ими споры можно уничтожить нагревом до температуры выше 100 °С (стерилизацией). 1877 г. Немецкий химик В.Кюне предложил термин «энзим» для «неорганизованных ферментов», секретируемых клетками. 1878 г. Французский хирург Ш.Седийо впервые использовал термин «микроб». Его соотечественник химик и микробиолог Пьер Эмиль Дюкло в 1897 г. образовал от него термин «микробиология». 1879 г. Л.Пастер на основе изучения куриной холеры разработал теорию иммунитета и предложил метод предохранительных прививок для создания искусственного иммунитета. 80–90-е годы XIX в. Немецкий анатом и физиолог В.Ру, применив экспериментальный метод к исследованиям развития зародыша, заложил основы науки, названной им механикой развития. 1880 г. Немецкий физиолог и гигиенист Макс Рубнер использовал в физиологии понятие «калория» для вычисления количества пищи, необходимого для теплообразования в организме человека. 1883 г. Немецкий зоолог и теоретик эволюционного учения А.Вейсман отверг идеи Ламарка о наследовании приобретенных свойств. Известный французский зоолог Эдуард ван Бенеден установил, что соматические клетки, в отличие от гамет, характеризуются двойным набором хромосом. Немецкий химик и врач Л.Кнорр получил болеутоляющее средство «антипирин», которое впоследствии стало использоваться для производства пирамидона и анальгина. 1884 г. Немецкий ботаник К.В. Негели теоретически сформулировал различия между идиоплазмой, носителем наследственности, и стереоплазмой (трофоплазмой), обеспечивающей остальные жизненные функции организма. Немецкий бактериолог Ф.Лёффлер впервые вырастил на питательной среде открытую в 1883 г. немецким ученым Э.Клебсом дифтерийную палочку, а в 1890 г. Э.Беринг разработал метод получения противодифтерийной сыворотки. 1885 г. А.Вейсман выдвинул теорию непрерывности (при переходе от поколения к поколению) «зародышевой плазмы» как носителя наследственности. Австрийский биолог Карл Рабль впервые высказал идею о преемственности хромосом (их существования и в покоящемся ядре). Русский ученый-почвовед Павел Андреевич Костычев доказал, что почвообразование – биологический процесс, происходящий при участии микроорганизмов и растений. 1888 г. Немецкий анатом и гистолог В.Вальдейер назвал окрашивающиеся основными красителями плотные части ядра клетки хромосомами. 1889 г. Русский ботаник и цитолог Иван Иванович Герасимов впервые экспериментально вызвал полиплоидию у растительной клетки. 90-е гг. XIX в. М.Рубнером, У.Этуотером и другими исследователями проведены измерения затрат энергии при физиологических процессах в организме (в основном при дыхании), доказавшие справедливость закона сохранения энергии и в процессах жизнедеятельности. 1890 г. Р.Альтман разработал методы окрашивания митохондрий, изучил распределение этих органоидов и высказал предположение об их метаболической и генетической автономии 90-е г. XIX в. – первое десятилетие XX в. Американский биолог и физиолог (уроженец Германии) Ж.Лёб подчеркнул влияние внешних импульсов на развитие животных. Он широко использовал в физиологических исследованиях биохимические и биофизические методы. Чешский ботаник Богумил Немец экспериментальными исследованиями по искусственной полиплоидизации, изучению геотропизма, физико-химических условий делящихся клеток и т.д. заложил основы экспериментальной цитологии растений. Немецкий ботаник Георг А. Клебс в экспериментальных исследованиях доказал, что развитие растений представляет собой цепочку морфогенетических процессов, четко обусловленных внешними условиями. Нидерландский врач Христиан Эйкман доказал, что заболевание, известное как «берибери», обусловлено нехваткой каких-то веществ в пище и что при введении в рацион водной вытяжки из рисовых отрубей наступает излечение. 1891 г. Немецкий биолог Ханс Дриш установил, что из изолированных фрагментов яиц (бластомеров) могут развиваться нормальные особи. Основываясь на этом факте, Дриш выдвинул теорию так называемых гармонично-эквипотенциальных систем. Он сформулировал теорию органического регулирования и даже попытался обновить виталистическую концепцию – воскресить аристотелевскую энтелехию. 1892 г. Русский микробиолог и физиолог растений Дмитрий Иосифович Ивановский установил инфекционность сока табака, пораженного табачной мозаикой, открыв новый тип возбудителей болезней, впоследствии названных вирусами. 1893 г. Немецкий физико-химик и философ Оствальд, лауреат Нобелевской премии по химии (1909 г.) доказал, что ферменты являются катализаторами. 1894 г. Русский биолог Илья Ильич Мечников еще до исследований английского микробиолога и биохимика Александра Флеминга наблюдал явление антибиоза. Немецкий химик Эмиль Фишер продемонстрировал специфичность ферментов и показал, что взаимодействие между ферментами и субстратом осуществляется по принципу ключ– замок.
