Ранние эволюционные представления

Наука в современном понимании этого слова сформировалась в XVII веке, когда в нее повсеместно был введен научный метод. Однако некоторые фундаментальные представления о живой природе родились гораздо раньше.

Аристотель (384–322 гг. до нашей эры) по праву считается "отцом зоологии". Он изучал не только видовое разнообразие животных, их внешний облик, повадки, но и достаточно детально исследовал внутреннее строение животного организма. При этом он анатомировал животных. Итогом многоаспектных исследований явилось открытие Аристотелем третьего века у птиц, рудиментарных глаз у крота, звуковых органов сверчка. Тщательно изучал Аристотель развитие зародышей. Им лично описано более 500 видов животных, создана первая в мире классификация животных.

Аристотель дал первое определение жизни, понимая под ней "всякое питание, рост и упадок тела, имеющие основание в нем самом". Ученый впервые выдвинул принцип "лестницы существ", в соответствии с которым представители различных систематических групп животных выстроены в порядке возрастания сложности. На самой верхней ступени этой лестницы находится человек, несколько ниже ― "живородящие" (т.е. млекопитающие), а на самой нижней ступени находятся «черепокожие» (т.е. брюхоногие и двустворчатые моллюски).

Прогрессивные взгляды Аристотеля намного опередили свое время, однако и он не смог избежать некоторых наивных представлений о живой природе. В этом проявилось влияние античной эпохи на взгляды философа.

Аристотель считал, что рыбы и моллюски могут самозарождаться из морского ила, а черви ― из гниющего вещества. Он также был сторонником идеи "изначальной целесообразности", якобы присущей всем живым существам. Наблюдая природу в разных её проявлениях, Аристотель, однако, не имел представления о целенаправленном научном эксперименте. В своих научных трудах он практически не применял математики, без которой исследования последних столетий просто немыслимы. Однако, несомненно, то, что вклад Аристотеля в развитие представлений о живой природе был огромен и создал впоследствии прочный фундамент для успешного и последовательного формирования биологической картины мира.

Физиологический эксперимент на живых подопытных животных ввел в практику биологического познания Гален (130–200). Именно он в первые и достаточно убедительно для того времени доказал роль нервов как проводников неких сигналов, идущих к рабочим органам. В его исследованиях были установлены функции спинного и головного мозга.

Галену удалось доказать ошибочность некоторых существовавших в то время представлений о жизнедеятельности живых организмов. Именно он развеял миф о том, что артерии якобы служат для проведения воздуха внутри организма. В то же время Гален ошибочно полагал, что вены и артерии ― это две независимые системы, а сердце человека ― смеситель артериальной и венозной крови.

Исследования Аристотеля, Галена и многих других ученых античного этапа развития биологии легли в основу натурфилософских представлений, сущность которых можно изложить следующим образом:

1. Все живые и неживые тела построены, в общем, из одних и тех же элементов.

2. Живое отличается от неживого целесообразностью своего устройства, гармонией работы всех органов.

3. Любой природный объект в большей или меньшей степени обладает душой.

4. Вселение души непрерывно порождает организмы из гниющего ила, тины, грязи и т.д.

Уже в последний период античности, т.е. в эпоху упадка Римской империи, естественнонаучные исследования практически прекратились. На протяжении всего средневековья в Европе естественные науки не развивались, так как любые формы изучения живой природы преследовались и могли стоить непокорному жизни. Расцвет науки и искусства наступил в эпоху Возрождения. Интересно, что эти две сферы человеческого самовыражения тесно переплетаются друг с другом. История знает немало примеров, когда талантливая или гениальная личность удивительно продуктивно творит и в области науки, и в области искусства. Ярким примером такой личности является Леонардо да Винчи (1452–1519). Мы знаем Леонардо как гениального художника, но его вклад в развитие естественных наук известен большинству людей в меньшей степени. Леонардо да Винчи впервые и с присущей ему гениальностью сделал точные изображения мускулов, костей, кровеносных сосудов человеческого тела. По существу, это был первый профессионально выполненный атлас анатомии человека. Продолжительное время после смерти Леонардо, выполненные им иллюстрации частей человеческого тела, с успехом использовались для обучения врачей и будущих ученых, и даже в наше время они имеют не только чисто исторический интерес. Удивительные многообразие и глубина интересов и склонностей Леонардо да Винчи позволили ему открыть явление гомологии у животных (гомологичны, например, крыло птицы и плавник кита), перистальтику кишечника, достаточно глубоко для того времени исследовать функции отдельных частей нервной системы, правильно понять сущность обмена веществ у организма. Он был одним из первых палеонтологов и считал, что Земля изменяется под действием геологических процессов. Дальнейшее развитие естественнонаучных представлений связано с именем Андреаса Везалия (1514–1567) в Брюсселе. Итогом его научного труда явился выход в 1543 г. семи книг под общим называем "О строении человеческого тела". Андреас Везалий получил фундаментальное медицинское образование в Париже. Длительное время он вскрывал и тщательно изучал человеческие трупы, принесенные с кладбищ. Именно он впервые обнаружил клапаны на стенках вен человека, а также исправил около 200 ошибок, допущенных в свое время Галеном. Признание заслуг Везалия коллегами пришло быстро: уже в возрасте 23 лет он был удостоен докторской степени и кафедры, читал лекции в качестве профессора хирургии. Свои лекции он сопровождал вскрытиями, гармонично сочетая при этом теоретические и практические аспекты медицины. Андреас Везалий создал таблицы по анатомии человека, а также впервые изготовил полный его скелет, скрепив кости проволокой. Выдающиеся заслуги Везалия позволяют признать его основоположником современной анатомии. Английский врач Уильям Гарвей (1578–1657) выпустил книгу "Исследование о движении сердца и крови у животных" (1628). Заслугой Гарвея, в частности, является то, что именно он экспериментально доказал наличие замкнутого круга кровообращения у человека, частями которого являются артерии и вены, а сердце ― насосом. Уильям Гарвей впервые серьезно применил математику в биологии. Он вычислил количество крови, проходящее через сердце за один час. Получилась величина, сравнимая с весом человека. В конце жизни Гарвей был признан всеми врачами, в том числе даже своими первоначальными критиками и врагами. Развитие методов биологического исследования тесно связано с историей изучения клеточного строения организмов и в первую очередь ― с развитием микроскопической техники. Первый, кто понял и оценил огромное значение микроскопа, был английский физик и ботаник Роберт Гук (1635–1703). Именно он впервые применил микроскоп для исследования растительных и животных тканей. Изучая срез, приготовленный из пробки и сердцевины бузины, Гук заметил, что в их состав входит множество мелких образований, похожих по форме на ячейки пчелиных сот. Это были клетки растительного организма (точнее ― оболочки растительных клеток). Микроскоп, усовершенствованный знаменитым голландским исследователем Антони ван Левенгуком (1632–1723), позволил увидеть живые клетки при увеличении в 270 раз. Левенгук впервые рассмотрел эритроциты и сперматозоиды, обнаружил в капле воды разнообразных простейших животных, многих из них он зарисовал с натуры. Важным этапом развития биологической науки стал период поиска системы в мире живого. В конце XVIII века возникла необходимость систематизировать накопленный фактический материал о живых организмах, появилась потребность в классификации живых существ. Становление систематики связано с именем шведского ученого Карла Линнея (1707–1778). Основные итоги его деятельности изложены в работах "Система природы" и "Философия ботаники". Он осуществил деление животных и растений на соподчиненные группы, ввел бинарную (двойную) систему названий биологических видов. В основе деления растений на систематические группы лежало изучение их различий в генеративных органах (т.е. в органах, отвечающих за половое размножение). Линней выделил 24 класса растений, причем первые 13 классов отличались друг от друга, только по количеству тычинок. Ему удалось также выделить 67 порядков у растений, но интересно, что он при этом нередко ссылался на интуицию и "инстинкт натуралиста".

Линней искал только сходство, но не родство между видами, так как не верил в возможность эволюции. В основу классификации животных Линней положил строение кровеносной и дыхательной систем. Он выделил 6 классов животных: млекопитающие, птицы, гады (в современной трактовке ― земноводные и пресмыкающиеся), рыбы, насекомые, черви. К классу червей Линней ошибочно отнес одноклеточных, губок, кишечнополостных, моллюсков, иглокожих. Несмотря на ошибочки, допущенные К. Линнеем, очевиден его гигантский вклад в развитие биологической науки. Он упорядочил представления о многообразии животного и растительного мира, вызвал своими работами интерес к систематике в научном мире, лично впервые описал около 10 000 видов растений и 4 200 видов животных, внес много нового в концепцию биологического вида. Важнейшим итогом развития биологической науки явилось осознание исследователями идеи исторического развития органического мира. Уже в конце XVIII в. наблюдается ломка метафизических представлений, высказываются идеи о происхождении современных организмов от далеких предков.

Наиболее крупным естествоиспытателем, предшественником Ч. Дарвина был известный ученый Жан Батист Ламарк (1744–1829). К 50 годам Ламарк приобрел заслуженную славу одного из крупнейших ботаников Франции.