История развития биологии

В это же время осуществляется и систематизация зоологического материала, прежде всего такими учеными-энциклопедистами, как К. Геснер и  У. Альдрованди. Закладываются  основы частных отраслей зоологии — энтомологии (Т. Моуфет), орнитологии (П. Белон), ихтиологии (Г. Рондель). Сильнейший импульс развитию зоологии был дан  изобретением микроскопа. Обнаружение мира микроорганизмов  А. ван Левенгуком оказало поистине революционизирующее  влияние на развитие биологии, а Ф. Стелутти одним из первых применил микроскоп для  изучения анатомии животных, в частности насекомых.

Во-вторых, накопительная биологическая  работа в XVI— XVII вв. значительно расширила сведения о морфологических и анатомических характеристиках организмов. В трудах Р. Гука, Н. Грю, Я. Гельмонта, М. Мальпиги и др. получила развитие анатомия растений, были открыты клеточный и тканевый уровни организации растений, сформулированы первые догадки о роли листьев и солнечного света в питании растений. Установление пола у растений и внедрение экспериментального метода в ботанику — заслуга Р.Я. Камерариуса; садовод Т. Ферчаильд (не позже 1717 г.) создал первый искусственный растительный гибрид (двух видов гвоздики). На основе искусственной гибридизации совершенствовались методы искусственного опыления, закладывались отдаленные предпосылки генетики.

Важной  вехой в развитии анатомии стало творчество А. Везалия, исправившего ряд крупных ошибок, укоренившихся в  биологии и медицине со времен античности. М. Сервет, павший жертвой  протестантского  религиозного фанатизма, и У. Гарвей исследовали  проблему кровообращения. У. Альдрованди обратился  к традиции античной эмбриологии, а его  ученик В. Койтер, систематически изучая развитие куриного зародыша, заложил  основы методологии  экспериментального эмбриологического  исследования. Г. Фаллопий и Б. Евстахий проводят сравнение структуры  человеческого зародыша и взрослого человека, соединяя тем самым  анатомию с эмбриологией. На аристотелевско-телеологической  основе формировались  первые теоретические  концепции в эмбриологии (Фабриций из Аквапенденге). В  XVII в. складывается синтез анатомии и физиологии, возникает предпосылки структурно-функционального подхода (Г. Азелли, Ж. Покэ, Ф. Глиссон, Р. дс Грааф и др.) В-третьих, важным следствием развития биологии явилось формирование научной методологии и методики исследования живого. Поиски рациональной, эффективной методологии привели к стремлению использовать в биологии методы точных наук — математики, механики, физики и химии. Сформировались даже целые направления в биологии — иатромеханика, иатрофизика и иатрохимия. В русле этих направлений были получены отдельные конструктивные результаты. Так, например, Дж. Борелли подчеркивал важную роль нервов в осуществлении движения, а Дж. Майов одним из первых провел аналогию между дыханием и горением. Значительный вклад в совершенствование тонкой методики анатомического исследования внес Я. Сваммердам.

В-четвертых, следствием накопительной  работы является развитие теоретического компонента биологического познания — выработка понятий, категорий, методологических установок, создание первых теоретических  концепций, призванных объяснить фундаментальные  характеристики живого. Прежде всего это  касалось природы  индивидуального  развития организма, в объяснении которой  сложилось два  противоположных  направления —  преформизм и эпигенез.

Преформисты (Дж. Ароматари, Я.Сваммердам, А. ван Левенгук, Г.В. Лейбниц, Н. Мальбранш  и др.) исходили из того, что в зародышевой  клетке уже содержатся все структуры  взрослого многоклеточного  организма, потому процесс  онтогенеза сводится лишь к количественному росту всех предобразованных зачатков органов и тканей Преформизм существовал в двух разновидностях: овистической, в соответствии с которой будущий взрослый организм предобразован в яйце (Я. Сваммердам, А. Валлисниери и др.), и анималькулистской, сторонники которой полагали, что будущий взрослый организм предобразован в сперматозоидах (А. ван Левенгук, Н. Гартсекер, И. Либеркюн и др.).

Уходящая  своими корнями в  аристотелизм, теория эпигенеза (У. Гарвей, Р. Декарт, пытавшийся построить эмбриологию, изложенную и доказанную геометрическим путем, и др.) полностью  отрицала какую бы то ни было предопределенность развития организма  и отстаивала точку  зрения, в соответствии с которой развитие структур и функций  организма определяется воздействием внешних  факторов на непреформированную зародышевую клетку. Борьба между этими  направлениями была острой, длительной, велась с переменным успехом. Каждое направление  обосновывало свою позицию  не только эмпирическими, но и философскими соображениями (так, преформизм хорошо согласовывался с креационизмом: Бог создал мир  со всеми населяющими  его существами, как  теми, которые были и есть, так и  теми, которые еще  только появятся в  будущем),

В целом же биология в XVI—XVII вв. была в зачаточном состоянии; растительный и животный миры были исследованы лишь в самых грубых чертах, биологические объяснения носили чисто механический и поверхностный характер. Биологическое познание еще не выработало в это время своей собственной системы методологических установок

Приблизительно в 1489 Леонардо Да Винчи начинает ряд анатомических рисунков. Для точности наблюдения они далеки перед чем-нибудь ранее предпринятым. За следующие двадцать пять лет он анализирует приблизительно тридцать человеческих трупов, многих из них в мертвецкой в Риме - до в 1515, папа римский, Лео X, приказывает, чтобы он остановился.

Его рисунки, составляя  приблизительно 750, включают исследования структур кости, мускулов, внутренних органов, мозга и  даже положения плода  в матке. Его исследования сердца предполагают, что он был на краю обнаружения понятия  обращения крови.

Наиболее  важные события XVII века — становление методической естественной истории, заложившей основы систематики животных и растений; развитие анатомии и открытие второго круга кровообращения; начало микроскопических исследований, открытие микроорганизмов и первое описание клеток растений, сперматозоидов и эритроцитов животных.

Наконец, в XVII веке сформировалась совершенно новая область исследований, связанная с изобретением микроскопа. Опубликованный Робертом Гуком (1635—1703) трактат «Микрография», посвященный описанию наблюдений при помощи микроскопа ряда объектов живой и неживой природы (срез пробки, блоха, муравей, кристаллы соли и др.), а так же материальной культуры (острие иглы, лезвие бритвы, точка в книге и др.), вызвал широкий общественный резонанс. Помимо того, что он служил источником вдохновения Джонатана Свифта в некоторых фрагментах «Путешествий Гулливера», он создал моду на микроскопические исследования, в том числе и биологических объектов. Одним из ревностных любителей-микроскопистов стал голландский ремесленник Антони ван Левенгук (1632—1723), который вел наблюдения при помощи изготовленных им простых микроскопов и отсылал результаты наблюдений для публикации в Лондонское королевское общество. Левенгуку удалось описать и зарисовать целый ряд микроскопических существ (коловраток, инфузорий, бактерий), красные кровяные тельца, сперматозоиды человека.

Особое  место занимает XVIII в. в истории биологии. Именно в XVIII в. в биологическом познаний происходит коренной перелом в направлении систематической разработки научных методов познания и формирования предпосылки первой фундаментальной биологической теории — теории естественного отбора.

В плеяде выдающихся биологов XVIII в. звезды первой величины — Ж. Бюффон и К. Линней. В своем творчестве они следовали разным исследовательским традициям, воплощавшим для них различные жизненные ориентиры. Каждый из них доводит исследовательскую программу в основном до конца, что оказало значительное влияние на развитие биологического познания. Бюффон в 36-томной “Естественной истории” одним из первых в развернутой форме изложил концепцию трансформизма (ограниченной изменчивости видов и происхождения видов в пределах относительно узких подразделений (от одного единого предка) под влиянием среды), он догадывался о роли искусственного отбора и как предшественник Ж. Сент-Илера сформулировал идею единства живой природы и единства плана строения живых существ (на основе представления о биологическом атомизме).

К. Линней своей искусственной  классификацией (в  единственно возможной  тогда форме) подытожил  длительный исторический период эмпирического  накопления биологических  знаний (он описал свыше 10 тыс. видов растений и свыше 4 тыс. видов  животных) Вместе с  тем Линней осознавал  ограниченность искусственной  системы и ее возможности. “Искусственная система, — писал он, служит только до тех пор, пока не найдена естественная Первая учит только распознавать растения Вторая научит нас  познать природу  самого растения”. Естественная система есть идеал, к которому должны стремиться ботаника и зоология. “Естественный  метод есть последняя  цель ботаники”,—  отмечал Линней»; его особенность в том, что он “включает все возможные признаки. Он приходит на помощь всякой системе, закладывает основание для новых систем. Неизменный сам по себе, он стоит непоколебимо, хотя открываются все новые и новые бесконечные роды. Благодаря открытию новых видов, он лишь совершенствуется путем устранения излишних примет”'. То, что Линней называет “естественным методом”, есть, в сущности, некоторая фундаментальная теория живого. Таким образом, историческая заслуга Линнея в том, что через создание искусственной системы он подвел биологию к необходимости рассмотрения колоссального эмпирического материала с позиций общих теоретических принципов, поставил задачу его теоретической рационализации.

В XVIII — первой половине XIX в. была обстоятельно разработана концепция униформизма (Дж. Геттон, Ч. Лайель, М. В. Ломоносов, К. Гофф и др.). Если катастрофизм вводил в теорию развития Земли супранатуральные факторы и отказывался от научного исследования закономерностей и причин древних геологических процессов, то униформизм, наоборот, выдвигает принцип познаваемости истории Земли и органического мира. Униформисты выступали против катастрофизма, критикуя прежде всего неопределенность представления о причинах катастроф.

Униформизм  складывался под  влиянием успехов  классической механики, прежде всего небесной механики, и галактической  астрономии, представлений  о бесконечности  и безграничности природы в пространстве и времени. Одним  из его следствий  была точка зрения о том, что в  природе человек  как субъект познания не находит признаков  начала мира и в  будущем тоже не видит  предварительных  указаний на его конец (Дж. Геттон). Другая важнейшая  установка униформизма  — познаваемость  мира и его истории.

Ядром униформизма являлся  актуалистический метод, который, по замыслу, его основоположников (прежде всего Ч. Лайеля), должен был стать  ключом для познания древних геологических  процессов.

К эмпирическим предпосылкам концепции униформизма  следует отнести: установление того, что возраст Земли  намного больше, чем  предполагали катастрофисты; данные изучения латеральной  смены фаций в  пределах одного стратиграфического горизонта; консолидацию и превращение  известковых мергелей в сцементированную породу; способность  рек прорезать  глубокие ущелья в  пластах лавы; установление причинной связи  между вулканизмом  и тектоническими нарушениями; установление того, что третичное  время состоит  в действительности из нескольких периодов (эоцен, миоцен, ранний и  поздний плиоцен), которые были весьма продолжительными для  того, чтобы накопились мощные осадки и произошли  значительные изменения  в органическом мире; факты медленных, без катастроф  поднятий суши (в частности, островов) и др.

Тем не менее и униформизм являлся достаточно ограниченной теорией  развития: сведя развитие к цикличности, он не видел в нем  необратимости; с  точки зрения сторонников  униформизма, Земля  не развивается в  определенном направлении, она просто изменяется случайным, бессвязным образом.

Иным  образом конкретизировалась идея развития в учении катастрофизма (Ж. Кювье, Л. Агассис, А. Седжвик, У. Букланд, А. Мильн-Эдвардс, Р.И. Мурчисон, Р. Оуэн и др.). Здесь идея биологической эволюции выступала как  производная от более  общей идеи развития глобальных геологических  процессов. Если Ламарк старался своей деистической позицией отодвинуть роль божественного  “творчества”, отгородить органический мир  от вмешательства  творца, то катастрофисты, наоборот, приближают бога к природе, непосредственно  вводят в свою концепцию  представление о  прямом божественном вмешательстве в  ход природных  процессов. Катастрофизм есть такая разновидность  гипотез органической эволюции, в которой  прогресс органических форм объясняется  через признание  неизменяемости отдельных  биологических видов. В этом, пожалуй, главное  своеобразие данной концепции.

В системе эмпирических предпосылок катастрофизма  можно указать  следующие: отсутствие палеонтологических связей между историческими  сменяющими друг друга  флорами и фаунами; существование резких перерывов между  смежными геологическими слоями; отсутствие переходных форм между  современными и ископаемыми  видами; малая изменяемость видов на протяжении культурной истории  человечества; устойчивость, стабильность современных  видов; редкость случаев  образования межвидовых гибридов; обнаружение  обширных излияний лавы; обнаружение смены  земных отложений  морскими и наоборот; наличие целых  серий перевернутых пластов, существование  трещин в пластах  и глубинных разломов коры. Длительность существования Земли  в начале XIX в. оценивалась примерно в 100 тыс. лет — таким относительно небольшим сроком трудно объяснить эволюцию органических форм.