世界生物史之壹:古代和中世紀生物學隨著人類興趣的增長，為了自身的生存探索有機世界的奧秘，關於動物和植物的知識逐漸積累。早在文藝復興之前，包括解剖學和生理學在內的醫學就已經在大學裏占據了重要地位。文藝復興後的17世紀，生理學繼解剖學之後成為醫學的重要組成部分。經過觀察、描述、比較和推測，實驗方法開始應用於生物學。顯微鏡的發明標誌著揭示微觀生物世界的開始。動物學和植物學在18世紀就進入了大學的講堂，而匯集前人的動植物分類學也為以後的系統分類學奠定了基礎。19世紀，作為生物學基礎的細胞學說和達爾文進化論相繼建立，微生物學和胚胎學取得重大進展，生物學呈現出前所未有的繁榮。20世紀的生物學從原理到方法都受到化學、物理、數學的巨大影響。從微觀上看，向生物大分子層面發展，從宏觀上看，生態學向生態系統層面發展。20世紀50年代分子生物學的興起改變了生物學的面貌，被稱為“生物學革命”。隨著這些發展，生物學進入了精密科學的行列。同時，生物學對醫療衛生、農業生產乃至工業生產都有著強大的推動作用。古人在采集野果、從事漁獵和農業生產的過程中，逐漸積累了動植物知識；在抵抗惡劣環境條件和防治鼠疫疾病的過程中，也積累了醫學知識。大約在公元前5000年，古巴的巴比倫人和亞述人就知道椰棗(Phoenix dact-lifera)有雌雄之分，大約在公元前2000年，哈姆-穆拉比王朝時期，首次報道了人工授粉。古埃及人制作木乃伊，這表明他們知道草藥的防腐性能。公元前2500年壹位醫生在埃及發現的古代雕塑表明，當時已經有了壹些解剖學知識。公元前1500年，印度的醫學得到了發展。釋迦牟尼(公元前560-480年)有壹所醫學院，記載了切割和治療白內障和疝氣的外科知識以及梵語醫學中的960多種草藥。中國在公元前4000年前就開始養蠶了。商代中期(約公元前1600年~公元前1100年)甲骨文中關於疾病的記載有500余條。到了西周時期(約公元前1100 ~公元前771)，醫學分為“食醫”、“病醫”、“病醫”、“獸醫”。戰國末期(公元前476-222年)出現的《黃帝內經》，論述了人體解剖、生理、病理、病因、診斷、針灸、經絡、保健等知識。《爾雅》是漢初人從周秦書籍中編纂的，將植物分為草和木。動物分為四類:蟲、魚、鳥、獸。從戰國到漢初，《五藏山山海經》記載了動物270種，植物160種。秦漢時期，神農本草經記載藥物365種，其中植物藥252種，動物藥67種，礦物藥46種(見《生物史(中國)》)。現代自然科學的萌芽始於希臘。那時的生物學是自然哲學的主要部分。公元前600年左右，希臘哲學家認為萬事皆有因，特定的原因產生特定的效果。這些哲學家還假設有壹個“自然法則”支配著宇宙，通過人們的觀察和推斷是可以理解的。這種因果觀念和理性思想對以後的科學研究影響深遠。希臘哲學家阿那克西曼德認為，世間萬物都來源於壹種沒有固定形態和性質的物質，叫做“光圈”，從而產生熱和冷，形成水，進而形成土壤、空氣和火。他提出生命自然發生在土壤中，最初產生動植物，後來產生人；壹開始人就像魚壹樣，生活在水裏，然後脫下魚皮，生活在陸地上。恩培多克勒認為物質的“根”或“元素”是土、水、氣和火。受引力和斥力的影響，這四種元素以不同的比例結合，形成各種類型的物質。他是第壹個描述內耳丟失的人。他把眼睛比作燈，認為血液是智慧所在的地方。希波克拉底等人代表了壹個實用理性的醫學流派，他們把病因和鬼神分開。詳細觀察和記錄癥狀，采取適當的治療方法，開辟了現代臨床醫學的道路。希波克拉底的女婿波利布斯在《人性》壹書中提出，壹切生物都是由血液、黑膽汁、粘液、黃膽汁四種體液組成，分別來源於心、脾、腦、肝，如果某壹種體液失衡就會生病。亞裏士多德是哲學家柏拉圖的學生。他創辦了鹿晗書院，又稱逍遙派。他是古代知識的集大成者，也是系統掌握生物知識的第壹人。他在動物分類、解剖學和胚胎發育方面做了大量工作，著有《動物群》、《動物結構》(包括《動物運動》和《動物進行曲》兩篇短篇小說)、《動物繁殖》和《論靈魂》。在動物分類中，他使用的“屬”和“種”這兩個術語是邏輯概念。在實際分類中，他壹方面運用邏輯二分法，如有血或無血、有毛或無毛，另壹方面也註重根類動物的許多特征，如外部形態、內部器官、棲息地、生活習性、生活方式等。他把動物分為有血動物和無血動物:有血動物分為①有毛胎生四足動物(哺乳動物)、②鳥類、③鯨魚、④魚類、⑤蛇、⑤卵生四足動物(大多數爬行動物和兩棲動物)；無血管動物分為①軟體動物；②甲殼類，③甲殼類，④昆蟲。他正確地描述了哺乳動物的特征，並能區分哺乳動物的真胎生和卵胎生。他描述了500多種動物，解剖了其中的50多種。他根據物質的熱、冷、濕、幹四個特性，把熱、濕排在冷、幹之上，依此形成的生物梯形圖把暖、濕的人和哺乳動物排在生物的頂端，低等植物排在底端。他在觀察和研究動物發育的基礎上，把動物繁殖分為有性繁殖、無性繁殖和自發繁殖三類。他提出靈魂是生物和非生物的區別，靈魂有三個層次:植物、動物和理性。亞裏士多德開創性的研究使他被公認為生物學的創始人。亞裏士多德關於植物學的著作沒有流傳下來。他的學生西奧·弗洛斯托斯在植物分類、植物解剖學和植物生理學方面做了大量的研究，包括植物區系和植物的起源。他的作品涉及500多種植物，其中許多被歸類到現在的屬，植物又分為果實植物和非果實植物，開花植物和隱生植物，常綠植物和落葉植物。他還記錄了開花植物中雙子葉植物和單子葉植物的區別，這是壹個很大的進步。他詳細描述了椰棗的人工授粉，還記錄了種子萌發和發育的過程。公元前4世紀末或公元前3世紀初，學術中心從雅典轉移到亞歷山大。赫羅菲拉斯是壹位希臘醫生，也是亞歷山大學派的解剖學家，他將人體結構與大型哺乳動物進行了比較。他認識到大腦是神經系統的中心，是智慧的所在，並將神經分為感覺神經和運動神經，將血管分為動脈和靜脈。他認為動脈是空氣中氣場和血液的混合物，而靜脈只流過血液。後來，希臘生理學家、Keos的Erastus醫生對心臟進行了精確的描述，把心臟看成是壹個水泵，把瓣膜看成是單向泵中的壹個可移動的閥門。他研究了人體內的動脈和靜脈分布，推測有毛細血管，提出了生命活動依賴血液和氣場的新理論。公元前1世紀，羅馬人的領土不斷擴張。因為他們更註重實用性，農業和醫學相關的生物學都有壹定程度的發展。例如，P·迪奧·史酷比隨羅馬遠征軍遊歷了許多國家，廣泛調查植物。他的《藥材》壹書是西方最早的本草學著作。與此同時，老普林尼撰寫了37卷自然史，詳細描述了許多動植物的習性及其與人類生活的有益和有害關系，對後世影響很大。蓋倫出生於小亞細亞的帕加馬，在羅馬行醫，在古代生物學方面取得了輝煌的成就。他把希臘解剖學知識和醫學知識系統化，統壹了壹些醫學流派。他是古代解剖學和醫學知識的集大成者。他用實驗證明了在動脈中流動的是血液，而不是空氣。他的生理學貫穿著“生命力”的思想，他認為不同地方的“生命力”是自然生命力、生機活力和動物生命力。他贊同埃拉西·斯特拉塔(Elasi Xstrata)關於血液起源於肝臟的觀點，認為血液是由食物中有用的部分變成“乳糜”，由腸道經門靜脈進入肝臟，在原始能量的作用下變成深色靜脈血，原始能量也轉化為自然靈氣。具有自然生命力的血液通過靜脈中的波動分布到全身組織，壹部分通過靜脈幹進入內臟的右側。同時，血液中的壹些不純物質通過動脈靜脈(肺動脈)輸送到肺部蒸發到外面，另壹部分通過心膈上的小孔進入心臟左側。靜脈血與氣管和靜脈動脈(肺靜脈)帶來的活力相遇，兩者混合產生五彩繽紛的動脈血和活力。兩者都是通過動脈系統分布到身體各個部位，使器官發揮功能。動脈血液的壹部分流向大腦底部被稱為“迷宮”的血管網，在這裏活力變成了動物光環。動物的生命力不與血液混合，而是沿著神經流動，分布於全身，成為運動、感覺等動物性功能的驅動力。雖然蓋倫在從事外科治療時有機會接觸到人體，但由於當時不允許解剖屍體，所以他對猴體進行了完整的解剖研究。著有《解剖學大綱》(16)《人體各部位的功能》等。，但是他把人體換成了猴子，很多結論都是錯的。蓋倫也做過切斷中樞神經系統的實驗，發現切斷1和第2椎骨之間的脊髓導致動物死亡；如果第三和第四節被切斷，動物停止呼吸；切斷第六節後出現胸肌麻痹，但不妨礙膈肌運動，動物仍可繼續呼吸。蓋倫的著作條理清晰，但他用有神論的觀點來解釋自己的實驗和觀察，帶有濃厚的宗教色彩。由於蓋倫輝煌的學術成就和教會的支持，他的理論統治了醫學領域1000多年，他的錯誤觀點也阻礙了醫學和生物學的發展。中世紀(從476年西羅馬帝國覆滅到1453年君士坦丁堡覆滅和東羅馬帝國覆滅)雖然持續了約1000年，但在生物學上基本沒有顯著發展，尤其是“黑暗時代”[從476年到教皇西爾維特二世(999 ~ 1003)]。然而，這壹時期的阿拉伯人並不重視對實物的觀察和研究，而是把精力主要放在發現、翻譯、註釋和闡述亞裏士多德和蓋倫的著作上，並將其視為“聖書”，並不能使生物學得到大的發展。165438+20世紀初，阿拉伯醫學家、哲學家伊本·西拿撰寫的《醫學經典》是古代和穆斯林所有醫學知識的總匯，是阿拉伯文化的最高成就之壹。作為歐洲大學的醫學教科書，壹直使用到17世紀。12世紀，植物學和動物學開始從醫學和獸醫學中獨立出來。13世紀科學活動的重心移到了歐洲。從1200到1225，亞裏士多德全集被翻譯成拉丁文。德國學者阿爾伯特大帝關於動物學和植物學的著作仍然以亞裏士多德的理論為基礎，但增加了許多新的觀察事實。隨後，意大利成為中世紀最活躍的科學中心。14世紀初，意大利解剖學家蒙迪瑙德戴劉琦親自解剖屍體，糾正了前人的壹些錯誤，並於1316年出版了《解剖學》壹書，在闡述人體結構時也描述了器官的功能，達到了中世紀解剖生理學的高峰。
顯微鏡與動植物顯微結構的發現
世界生物學第三史:顯微鏡和動植物精細結構的發現。1609年，伽利略根據用望遠鏡向後看時放大物體的效果，制作了復合顯微鏡，觀察昆蟲。1665年，英國物理學家r·胡克用自制的復合顯微鏡觀察軟木切片，發現有許多小的蜂窩狀細胞，稱之為細胞。這個術語壹直沿用至今。這張軟木微觀結構的圖片發表在1665英國出版的Microatlas上。他還對魚鱗、蜂刺、蠶卵、家蠅和跳蚤的頭做了詳細的描述。意大利解剖學家m·馬爾切洛·馬爾皮吉開創了動物和植物的顯微解剖學。1660年，他將水註入青蛙的肺動脈，發現有毛細血管連接動靜脈，證實了w·哈維未能觀察到的連接動靜脈的血液循環。他描述了肝臟、舌乳頭、大腦皮層的微觀結構，以及以他的名字命名的腎小體和皮膚微觀結構。他解剖了蠶，發現它也有復雜的微結構。他關於蠶的書是第壹部關於無脊椎動物的專著。他對不同的植物進行了比較研究，系統地描述了植物各部分的結構，指出了單子葉植物和雙子葉植物的區別，以及蟲癭是由昆蟲引起的。還指出植物的各個部分都是由“囊”(細胞)組成的。他在《植物解剖學》中的許多精確繪圖當時並不為植物學家所理解，直到19世紀才再次得到認可。英國植物學家n·格魯在顯微鏡下發現植物的葉片上有氣孔，可以蒸發植物中的水分，吸入空氣。他發現植物的組織是由多孔細胞(細胞)組成的，但他往往只描述細胞的壁。他認識到花是植物的生殖器官，可分為花萼、花冠、雄蕊和雌蕊，並指出雌蕊、雄蕊和花粉分別相當於雌性器官和雄性器官，植物壹般是兩性的。他的《植物解剖學》壹書被馬爾切洛·馬爾皮吉翻譯成拉丁文，在壹些重要的補充資料出現之前，這本書已經流傳了100多年。荷蘭顯微鏡學家A.van Levinhook制造了許多性能優異的顯微鏡，最高放大倍數達270倍。他通過大量細微的觀察解釋和完善了M. Malpighi提出的毛細血管系統的知識，證明了動脈和靜脈分別與毛細血管直接相連。他發現人類和哺乳動物的紅細胞是無核的，而鳥類、兩棲類和魚類的紅細胞是有核的；發現了人類的精子，研究了各種動物的受精，尤其是魚和青蛙；還發現了許多小型水生生物，如輪蟲、珊瑚蟲和纖毛蟲。在19世紀顯微鏡改進之前，他第壹次看到並描述了細菌，這真的很少見。荷蘭顯微鏡學家j·斯瓦默達姆對不同種類昆蟲的發育做了大量研究。他的著作《昆蟲動物群》和《蜉蝣的生活》中有很多優秀的微觀解剖學，比如昆蟲的神經節和氣管系統。他死後幾十年出版的《自然聖經》是當時顯微鏡觀察到的最好的作品，其中對蜜蜂、蚊子、蜻蜓內臟的描述非常準確。但由於復合顯微鏡的色差問題，這項工作在隨後的100年間沒有太大進展。