第13講

生命新圖景上講回顧與科學(xué)無關(guān)的第一次工業(yè)革命科學(xué)應(yīng)用于工業(yè)的第二次工業(yè)革命本講目錄進(jìn)化論遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)生理學(xué)生物學(xué)概覽1800年，biology一詞剛剛出現(xiàn)，被賦與的含義是“關(guān)于生命體的構(gòu)造、發(fā)育、功能的研究”，是對實(shí)驗(yàn)生理學(xué)（由人體向動(dòng)植物）的一種擴(kuò)展，但明顯忽視了博物學(xué)傳統(tǒng)。主要成就有：細(xì)胞學(xué)說胚胎學(xué)能量定律基礎(chǔ)上的動(dòng)物機(jī)器概念博物學(xué)—進(jìn)化論進(jìn)化思想博物學(xué)的成就：亞里士多德描述過500種植物到1600年，人們知道約6000種植物1700年，人們又發(fā)現(xiàn)12000個(gè)新種生物分類：人為分類法，以意大利的馬爾比基為代表自然分類法，以英國約翰雷伊為代表林奈：生物分類學(xué)林奈（1705－1778），瑞典人建立人為分類體系和雙名制命名法（屬＋種）自然界的分類：動(dòng)物界，6綱：哺乳、鳥、兩棲、魚、昆蟲、蠕蟲植物界，24綱、116目、1千多屬、1萬多種（按性器官來劃分）礦物界“人為體系只有在自然體系尚未發(fā)現(xiàn)以前才用得著；人為體系只告訴我們辨識(shí)植物，自然體系卻能把植物的本性告訴我們?！薄蹲匀幌到y(tǒng)》（1735－1768）12版，12－1327布豐（1）法國人布豐（1707－1788）曾留學(xué)英國，1732年回國翻譯了牛頓的《流數(shù)術(shù)》，1739年任命為皇家植物園園長歷時(shí)50年完成44卷本《自然史》第1－3卷（1749），討論了地球、行星、動(dòng)植物和礦物第4－14卷（1753－1769），四足動(dòng)物的生活習(xí)性第15－24卷（1770－1783），鳥綱動(dòng)物第25－31卷（1774－1789），各種自然現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)報(bào)告第32－36卷（1783－1788），礦物史及電磁現(xiàn)象布豐（2）反對林奈的人為分類體系，認(rèn)為自然界萬事萬物基本上是連續(xù)分布的自然界發(fā)展的、演化的圖景地球經(jīng)歷了七個(gè)發(fā)展階段，歷史應(yīng)有7萬5千年以上退化的物種發(fā)展觀生物變異與環(huán)境的相關(guān)關(guān)系，物種可能共有相同的祖先教會(huì)的警告大革命拉馬克拉馬克（1744－1829）當(dāng)過上尉，在皇家植物園結(jié)識(shí)盧梭1778年出版《法蘭西植物志》布豐提議選拉馬克為科學(xué)院院士（1779）、皇家植物學(xué)家（1781）1801年出版《無脊椎動(dòng)物的分類系統(tǒng)》，提出生物進(jìn)化的思想，首創(chuàng)生物學(xué)(biology)一詞1809年出版《動(dòng)物學(xué)哲學(xué)》，系統(tǒng)闡發(fā)拉馬克主義的進(jìn)化理論拉馬克的進(jìn)化論生物的進(jìn)化：由低級(jí)到高級(jí)、由簡單到復(fù)雜的階梯發(fā)展序列，動(dòng)物和植物分類均應(yīng)遵循這種階梯序列。進(jìn)化圖是一種樹狀譜系兩種力量推動(dòng)生物的進(jìn)化：內(nèi)部固有的進(jìn)化傾向；外部環(huán)境對進(jìn)化的影響。獲得性遺傳理論：用進(jìn)廢退達(dá)爾文的同代人（1）法國比較解剖學(xué)家居維葉（1769－1832），天才，神童，26歲出任國立自然博物館比較解剖學(xué)教授依照部分動(dòng)物化石神奇的復(fù)原整個(gè)動(dòng)物體動(dòng)物肢體和器官的系統(tǒng)性原則，由一部分可以推斷另一部分類比性原則：相似動(dòng)物的各器官的結(jié)構(gòu)和功能有類同之處發(fā)現(xiàn)并證認(rèn)出大量古生物，對化石進(jìn)行分類，發(fā)現(xiàn)不同地層之間化石的不同1825年《地球表面的革命》，堅(jiān)持神創(chuàng)物種觀，佐之以災(zāi)變說達(dá)爾文的同代人（2）地質(zhì)學(xué)中赫頓的火成論與巴克蘭的水成論的對立，evolutionorrevolution?英國地質(zhì)學(xué)家賴爾（1787－1875）早先由巴克蘭影響是一個(gè)水成論者，后來受赫頓及拉馬克影響轉(zhuǎn)變成一個(gè)地質(zhì)漸變論者1828年開始地質(zhì)考察并寫作《地質(zhì)學(xué)原理》（1830年出版第1卷，1831年第2卷，1833年第3卷），將豐富的地質(zhì)現(xiàn)象整合起來，構(gòu)造了一個(gè)漸變論的體系。達(dá)爾文（1）查理·達(dá)爾文（1809－1882），祖父伊拉斯謨·達(dá)爾文（1731－1802）是著名的醫(yī)生和博物學(xué)家，也是進(jìn)化論的先驅(qū)之一，是當(dāng)年伯明翰地區(qū)太陰學(xué)社的成員。達(dá)爾文的青少年時(shí)代的博物學(xué)興趣1831年暑假跟隨塞奇威克的地質(zhì)考察1831年12月－1836年10月，英國海軍的貝格爾號(hào)艦在南美進(jìn)行科學(xué)考察，收集動(dòng)植物標(biāo)本，挖掘古生物化石，記錄地層情況。發(fā)現(xiàn)了令人驚異的物種的豐富性和連續(xù)性達(dá)爾文（2）貝格爾號(hào)游歷中，實(shí)地的博物考察，賴爾的《地質(zhì)學(xué)原理》的影響，比較歷史方法的運(yùn)用，物種隨地域分布而變化。神創(chuàng)論的不經(jīng)濟(jì)1838年，受到馬爾薩斯的影響，人類社會(huì)中的生存競爭：人類的增殖（幾何級(jí)數(shù)）遠(yuǎn)大于糧食的生產(chǎn)（算術(shù)級(jí)數(shù)）1842年寫就35頁的進(jìn)化論提綱1844年寫成230頁的《物種起源問題的論著提綱》親自動(dòng)手研究人工選擇，家鴿的育種1856年，開始寫作《物種起源》1858年夏天，達(dá)爾文收到華萊士（1823－1913）的來信及論文“論變種無限地離開其原始模式的傾向”達(dá)爾文進(jìn)化論1859年11月24日出版《論通過自然選擇的物種起源，或生存斗爭中最適者生存》自然選擇作用下的物種進(jìn)化規(guī)律人工培養(yǎng)下的進(jìn)化現(xiàn)象，遺傳與變異自然條件的多樣性分布生物化石呈現(xiàn)的進(jìn)化現(xiàn)象問題：宗教批評地球年齡問題。達(dá)爾文認(rèn)為形成一個(gè)地層需要3億年融合遺傳理論，小的變異不起作用進(jìn)化論的傳播赫胥黎（1825－1895）提出人猿同祖。1860年6月牛津大學(xué)，與牛津大主教威爾伯福斯之間的論爭?！哆M(jìn)化論與倫理學(xué)》（1893）1871年，達(dá)爾文出版了《人類的由來及其性選擇》海克爾（1834－1919）在德國為進(jìn)化論辯護(hù)。生物重演律。斯賓塞（1820－1903）英國社會(huì)學(xué)家，創(chuàng)立社會(huì)達(dá)爾文主義，為維多利亞時(shí)期資本主義競爭精神辯護(hù)。1900年左右，社會(huì)達(dá)爾文主義很有市場。1925年，田納西州的“猴子審判”，斯科普斯被控教授達(dá)爾文有罪1975年，威爾遜的《社會(huì)生物學(xué)》出版遺傳學(xué)（1）遺傳與變異，達(dá)爾文的遺傳問題并沒有解決奧地利修道士孟德爾（1822－1884），由修道院出資進(jìn)維也納大學(xué)學(xué)習(xí)，據(jù)說曾為多普勒的實(shí)驗(yàn)助手豌豆遺傳研究，發(fā)現(xiàn)顯性遺傳、隱性遺傳1865年，寫出“植物雜交試驗(yàn)”，次年在布隆的博物學(xué)會(huì)宣讀。提出“遺傳因子”概念。德國著名的植物學(xué)家耐格里認(rèn)為細(xì)胞中含有遺傳物質(zhì)，稱細(xì)胞種質(zhì)。但沒有注意到孟德爾劃時(shí)代的工作?；匦抛尭挠蒙搅兆鰧?shí)驗(yàn)，但不太成功。遺傳學(xué)（2）孟德爾的被遺忘。數(shù)學(xué)、植物學(xué)。植物學(xué)中的拉瓦錫。1882年，達(dá)爾文去世，不知道孟德爾已替他解決了一大難題1884年，孟德爾去世，不知道自己已經(jīng)解決了達(dá)爾文進(jìn)化論的一大難題1891年，耐格里去世，不知道自己犯了多大的錯(cuò)誤直到1900年，達(dá)爾文的自然選擇進(jìn)化論并未成為一個(gè)公認(rèn)的理論。達(dá)爾文的“自然選擇”理論并未贏得勝利，不存在所謂“達(dá)爾文革命”魏斯曼（1834－1914）強(qiáng)調(diào)遺傳的穩(wěn)定性對于進(jìn)化的意義，區(qū)分了種質(zhì)與體質(zhì)，通過割老鼠尾巴實(shí)驗(yàn)，證明了獲得性不能遺傳遺傳學(xué)（3）1900年，孟德爾的再發(fā)現(xiàn)。荷蘭的德弗里斯、德國的科林斯、奧地利的切馬克不約而同地發(fā)現(xiàn)了孟德爾的工作1904年，美國薩頓提出遺傳因子在染色體上。一條染色體上可以有多個(gè)遺傳因子1909年，丹麥約翰遜提議用“基因”（Gene）代替“遺傳因子”1910年代，美國的摩爾根系統(tǒng)證明和建立了染色體－基因理論1944年，美國的艾弗里證明了DNA（脫氧核糖核酸）就是基因載體1953年，美國的沃森和英國的克里克共同發(fā)現(xiàn)了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。細(xì)胞學(xué)說（1）胡克：細(xì)胞（cell）的發(fā)現(xiàn)1831年，英國植物學(xué)家布朗發(fā)現(xiàn)細(xì)胞核德國植物學(xué)家施萊登由法律改學(xué)植物學(xué)，認(rèn)為植物學(xué)應(yīng)該研究植物的結(jié)構(gòu)而不是博物研究，1838年發(fā)表“植物發(fā)生論”，認(rèn)為細(xì)胞核是植物中普遍存在的基本構(gòu)造1839年，德國動(dòng)物學(xué)家施旺發(fā)表“動(dòng)植物結(jié)構(gòu)和生長的相似性的顯微研究”，認(rèn)為一切動(dòng)物組織均由細(xì)胞組成?！拔覀円呀?jīng)推倒了分隔動(dòng)植物界的巨大屏障，發(fā)現(xiàn)了基本結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性?！奔?xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核組織的發(fā)育在于細(xì)胞的增殖，但他們以為細(xì)胞的增殖是原始母液中一種類似結(jié)晶的過程細(xì)胞學(xué)說（2）德國生物學(xué)家微耳和（1821－1902）發(fā)現(xiàn)，疾病組織的細(xì)胞是由健康組織的細(xì)胞漫漫演變而來，于是建立細(xì)胞病理學(xué)。發(fā)現(xiàn)一切細(xì)胞均由細(xì)胞自身分裂而來。“一切細(xì)胞來自細(xì)胞”，意味著“一切生命來自生命”。實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)（1）機(jī)械論的實(shí)驗(yàn)生理學(xué)：嘴－鉗子、胃－曲頸瓶、靜脈動(dòng)脈－水壓管、心臟－發(fā)條、肌肉骨骼－繩子、滑輪系統(tǒng)、肺－風(fēng)箱、腎臟－篩子和過濾器機(jī)械論－活力論，物理學(xué)派－化學(xué)學(xué)派法國生理學(xué)家馬讓迪（1783－1855），高超的解剖技術(shù)，堅(jiān)信物理化學(xué)原理足以解釋生命現(xiàn)象，反對活力論。開創(chuàng)了實(shí)驗(yàn)藥理學(xué)。實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)（2）馬讓迪的學(xué)生伯納爾（1813－1878），出身貧寒，在教會(huì)學(xué)校受過初等教育。在藥店當(dāng)學(xué)徒時(shí)，幻想當(dāng)一名作家，并初獲成功。成為馬讓迪的助手精巧的活體解剖技術(shù)發(fā)現(xiàn)胃并非唯一的消化器官，十二指腸實(shí)際更為重要。得自動(dòng)物的人工造瘺發(fā)現(xiàn)肝臟中糖原的合成和分解的意義，它保持身體內(nèi)血糖含量的穩(wěn)定。得自狗的活體解剖實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)（3）1865年出版《實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)導(dǎo)論》。表明，所有的生命現(xiàn)象均有其物理和化學(xué)基礎(chǔ)，神秘的活力是不存在的?；铙w解剖激起民憤。伯納爾的妻子參加反活體解剖協(xié)會(huì)，并提供大量資金。伯納爾：“只有通過實(shí)驗(yàn)才能建立生命的科學(xué)，我們只有在犧牲了某些生命之后，才有可能將生命從死亡中拯救出來?！蔽⑸飳W(xué)（1）微生物學(xué)的劃時(shí)代意義：確認(rèn)微生物界的存在揭示了許多疾病的成因是微生物在作怪法國化學(xué)家和生物學(xué)家巴斯德（1822－1895），繪畫天才通過顯微鏡發(fā)現(xiàn)酒石酸鹽晶體可以分為兩類，一類溶解后具有左旋光性，另一類溶解后具有右旋光性，它們混合在一起后旋光性就消失了微生物學(xué)（2）發(fā)現(xiàn)酒發(fā)酵和變酸是由于不同的酵母菌造成的發(fā)現(xiàn)為了防止酒變酸必須去掉酒中的乳酸桿菌，慢慢將酒加熱到55度可以做到這一點(diǎn)。這就是巴斯德滅菌法。