Открытия в биологии 19 века
1868 г.— открытие закономерности наследственных признаков
Грегор Иоганн Мендель (1822-1884 гг.). Австрийский натуралист. Занимаясь опытами по гибридизации гороха, проследил наследование родительских признаков в потомстве первого и второго поколений и пришел к выводу, что наследственность определяется постоянством, независимостью и свободным комбинированием признаков.
1892 г.— теория наследственности
Август Вейсман (1834-1914 гг.).
Немецкий биолог. Наблюдения цикла развития простейших привели Вейсмана к гипотезе о непрерывности «зародышевой плазмы», и он увидел в этом цитологические доводы о невозможности наследования приобретенных признаков — вывод, имеющий важное значение для развития теории эволюции и дарвинизма.
Вейсман подчеркнул резкую разницу между наследуемыми признаками и признаками благоприобретенными, которые, как утверждал Вейсман, не передаются по наследству.
Ему первому стала ясна фундаментальная роль хромосомного аппарата при делении клеток, хотя доказать свои предположения в то время он не мог из-за отсутствия экспериментальных научных данных.
1865—1880-е гг. — биохимическая теория брожения. Пастеризация. Исследования в области иммунологии
Луи Пастер (1822-1895 гг.). Французский ученый, труды которого положили начало развитию микробиологии как самостоятельной научной дисциплины.
Пастер разработал биохимическую теорию брожения; он показал, что в этом процессе активную роль играют микроорганизмы. В результате этих исследований был разработан метод предохранения вина, пива, молока, фруктово-ягодных соков и других пищевых продуктов от порчи, — процесс, названный впоследствии пастеризацией.
От исследования процессов брожения Пастер перешел к изучению возбудителей заразных болезней животных и человека и поиску методов борьбы с этими болезнями. Выдающимся достижением Пастера было открытие принципа предохранительных прививок против куриной холеры, сибирской язвы скота, бешенства.
Разработанный им метод профилактической вакцинации, при которой вырабатывается активный иммунитет по отношению к возбудителю болезни, получил широкое распространение во всем мире. Его исследования патогенных микробов послужили основой для развитиямедицинской микробиологии и учения об иммунитете.
1846 г.— открытие эфирного наркоза. У. Мортон, американский врач.
1847 г. — первое применение эфирного наркоза и гипсовых повязок в полевых условиях
Открытия в медицине 19 века
Николай Иванович Пирогов (1810-1881 гг.).
Русский хирург и анатом, исследования которого положили начало анатомо-экспериментальному направлению в хирургии; основоположник военно-полевой хирургии.
Богатый личный опыт военного хирурга позволил Пирогову впервые разработать четкую систему организации хирургической помощи раненым на войне. Им была предложена и введена в практику неподвижная гипсовая повязка при огнестрельных ранениях (во время Крымской войны 1853-1856 гг.).
Разработанная Пироговым операция резекции локтевого сустава способствовала ограничению ампутаций. Практический опыт Пирогова по применению различных антисептических веществ при лечении ран (йодной настойки, раствора хлорной извести, азотно-кислого серебра) предвосхитили работы английского хирурга Дж.
Листера по созданию антисептики. В 1847 г. Пирогов опубликовал исследование, посвященное влиянию эфира на животный организм. Им был предложен ряд новых методов эфирного наркоза (внутривенного, интратрахеального, прямокишечного), созданы приборы для введения наркоза. Пирогов исследовал сущность наркоза; он указал, что наркотическое вещество оказывает действие на центральную нервную систему через кровь, независимо от путей введения его в организм.
При этом Пирогов обратил особое внимание на наличие в эфире сернистых примесей, которые могут быть опасны для человека и разработал методы очистки эфира от этих примесей. В 1847 г. Пироговым впервые был применен эфирный наркоз в полевых условиях.
1863 г. — исследование И. М. Сеченова «Рефлексы головного мозга»
Иван Михайлович Сеченов (1829-1905 гг.).
Русский естествоиспытатель, мыслитель-материалист, основоположник русской физиологической школы, создатель естественнонаучного направления в психологии.
Сеченов занимался многими проблемами физиологии и психологии. Однако наибольшее значение имеют его «Рефлексы головного мозга», где впервые проблемы психологии решались с позиций физиологии, с естественнонаучных позиций.
1867—1880-е гг. — открытие антисептики
Джозеф Листер (1827-1912 гг.). Английский хирург, известный введением в медицинскую практику антисептики. Основываясь на трудах и клинических данных Н. И. Пирогова, Л. Пастера и др., Листер в результате многолетних исследований разработал способы обеззараживания ран раствором карболовой кислоты.
Им же была предложена антисептическая повязка, пропитанная карболовой кислотой. Листером были разработаны также новые методы оперативной техники, в частности, он ввел в качестве материала для хирургических швов антисептический рассасывающийся кетгут.
1895 г.— открытие условных рефлексов. Исследования в области высшей нервной деятельности.
Иван Петрович Павлов (1849-1936 гг.). Русский физиолог, создатель учения о высшей нервной деятельности животных и человека.
Им были проведены исключительные исследования по работе сердечно-сосудистой системы человека, по физиологии пищеварения, по функциям больших полушарий головного мозга, доказан принцип рефлекторной саморегуляции всех систем организма, открыты условные рефлексы.
Развитие биологии в 19 веке
Наиболее значимыми событиями первой половины XIX века стали становление палеонтологии и биологических основ стратиграфии, возникновение клеточной теории, формирование сравнительной анатомии и сравнительной эмбриологии. Центральными событиями второй половины XIX века стали публикация «Происхождения видов» Чарлза Дарвина и распространение эволюционного подхода во многих биологических дисциплинах.
Клеточная теория
Клеточная теория была сформулирована в 1839 г. немецким зоологом и физиологом Т. Шванном. Согласно этой теории, всем организмам присуще клеточное строение. Клеточная теория утверждала единство животного и растительного мира, наличие единого элемента тела живого организма — клетки. Как и всякое крупное научное обобщение, клеточная теория не возникла внезапно: ей предшествовали отдельные открытия различных исследователей.
В начале XIX в. предпринимались попытки изучения внутреннего содержимого клетки.
В 1825 г. чешский ученый Я. Пуркине открыл ядро в яйцеклетке птиц. В 1831 г. английский ботаник Р. Броун впервые описал ядро в клетках растений, а в 1833 г. он пришел к выводу, что ядро является обязательной частью растительной клетки.
Таким образом, в это время меняется представление о строении клетки: главным в ее организации стали считать не клеточную стенку, а содержимое.
Наиболее близко к формулировке клеточной теории подошел немецкий ботаник М. Шлейден, который установил, что тело растений состоит из клеток.
Многочисленные наблюдения относительно строения клетки, обобщение накопленных данных позволили Т. Шванну в 1839 г. сделать ряд выводов, которые впоследствии назвали клеточной теорией. Ученый показал, что все живые организмы состоят из клеток, что клетки растений и животных принципиально схожи между собой.
Клеточная теория включает следующие основные положения:
- 1)Клетка — элементарная единица живого, способная к самообновлению, саморегуляции и самовоспроизведению и являющаяся единицей строения, функционирования и развития всех живых организмов.
- 2) Клетки всех живых организмов сходны по строению, химическому составу и основным проявлениям жизнедеятельности.
- 3) Размножение клеток происходит путем деления исходной материнской клетки.
- 4) В многоклеточном организме клетки специализируются по функциям и образуют ткани, из которых построены органы и их системы, связанные между собой межклеточными, гуморальными и нервными формами регуляции.
Создание клеточной теории стало важнейшим событием в биологии, одним из решающих доказательств единства живой природы.
Клеточная теория оказала значительное влияние на развитие биологии как науки, послужила фундаментом для развития таких дисциплин, как эмбриология, гистология и физиология.
Она позволила создать основы для понимания жизни, индивидуального развития организмов, для объяснения эволюционной связи между ними. Основные положения клеточной теории сохранили свое значение и сегодня, хотя более чем за сто пятьдесят лет были получены новые сведения о структуре, жизнедеятельности и развитии клетки.
Эволюционная теория Ч. Дарвина
Переворот в науке произвела книга великого английского ученого-натуралиста Чарльза Дарвина «Происхождения видов», написанная в 1859 году. Обобщив эмпирический материал современной ему биологии и селекционной практики, использовав результаты собственных наблюдений во время путешествий, он раскрыл основные факторы эволюции органического мира.
В книге «Изменение домашних животных и культурных растений» (1868) он изложил дополнительный фактический материал к основному труду. В книге «Происхождение человека и половой отбор» (1871) выдвинул гипотезу происхождения человека от обезьяноподобного предка.
Сущность дарвиновской концепции эволюции сводится к ряду логичных, проверяемых в эксперименте и подтвержденных огромным количеством фактических данных положений:
1) В пределах каждого вида живых организмов существует огромный размах индивидуальной наследственной изменчивости по морфологическим, физиологическим, поведенческим и любым другим признакам.
Эта изменчивость может иметь непрерывный, количественный, или прерывистый качественный характер, но она существует всегда.
2) Все живые организмы размножаются в геометрической прогрессии.
3) Жизненные ресурсы для любого вида живых организмов ограничены, и поэтому должна возникать борьба за существование либо между особями одного вида, либо между особями разных видов, либо с природными условиями. В понятие «борьба за существование» Дарвин включил не только собственно борьбу особи за жизнь, но и борьбу за успех в размножении.
4) В условиях борьбы за существование выживают и дают потомство наиболее приспособленные особи, имеющие те отклонения, которые случайно оказались адаптивными к данным условиям среды.
Это принципиально важный момент в аргументации Дарвина. Отклонения возникают не направленно — в ответ на действие среды, а случайно. Немногие из них оказываются полезными в конкретных условиях. Потомки выжившей особи, которые наследуют полезное отклонение, позволившее выжить их предку, оказываются более приспособленными к данной среде, чем другие представители популяции.
5) Выживание и преимущественное размножение приспособленных особей Дарвин назвал естественным отбором.
6) Естественный отбор отдельных изолированных разновидностей в разных условиях существования постепенно ведет к дивергенции (расхождению) признаков этих разновидностей и, в конечном счете, к видообразованию.
В основе теории Дарвина — свойство организмов повторять в ряду поколений сходные типы обмена веществ и индивидуального развития в целом — свойство наследственности.
Наследственность вместе с изменчивостью обеспечивает постоянство и многообразие форм жизни и лежит в основе эволюции живой природы. Одно из основных понятий своей теории эволюции — понятие «борьба за существование» — Дарвин употреблял для обозначения отношений между организмами, а также отношений между организмами и абиотическими условиями, приводящих к гибели менее приспособленных и выживанию более приспособленных особей.
Дарвин выделил две основные формы изменчивости:
- ►определенную изменчивость — способность всех особей одного и того же вида в определенных условиях внешней среды одинаковым образом реагировать на эти условия (климат, почву);
- ►неопределенную изменчивость, характер которой не соответствует изменениям внешних условий.
В современной терминологии неопределенная изменчивость называется мутацией.
Мутация — неопределенная изменчивость в отличие от определенной носит наследственный характер. По Дарвину, незначительные изменения в первом поколении усиливаются в последующих. Дарвин подчеркивал, что решающую роль в эволюции играет именно неопределенная изменчивость.
Она связана обычно с вредными и нейтральными мутациями, но возможны и такие мутации, которые оказываются перспективными. Неизбежным результатом борьбы за существование и наследственной изменчивости организмов, по Дарвину, является процесс выживания и воспроизведения организмов, наиболее приспособленных к условиям среды, и гибели в ходе эволюции неприспособленных — естественный отбор.
Механизм естественного отбора в природе действует аналогично селекционерам, т.е. складывает незначительные и неопределенные индивидуальные различия и формирует из них у организмов необходимые приспособления, а также межвидовые различия. Этот механизм выбраковывает ненужные формы и образовывает новые виды.
Тезис о естественном отборе наряду с принципами борьбы за существование, наследственности и изменчивости — основа дарвиновской теории эволюции.
Клеточная теория и учение Дарвина об эволюции – это самые значительные достижения биологии XIX века.
Но я думаю, что следует упомянуть и о других достаточно важных открытиях.
С развитием физики и химии происходят и изменения в медицине. С течением времени областей применения электричества становится все больше. Его использование в медицине положило начало электро- и ионофорезу. Открытие Х-лучей Рентгеном вызвало особый интерес у врачей. Физические лаборатории, где создавалась аппаратура, используемая Рентгеном для получения Х-лучей, атаковались врачами и их пациентами, подозревавшими, что в них находятся когда-то проглоченные иголки, пуговицы и т.д.
История медицины до этого не знала столь быстрой реализации открытий в области электричества, как это случилось с новым диагностическим средством – рентгеновскими лучами.
С конца XIX века начинаются опыты на животных для определения пороговых – опасных – значений тока и напряжения. Определение этих значений вызвалось необходимостью создания защитных мероприятий.
Немало важным открытием в области медицины и биологии стало открытие витаминов.
Еще в 1820 году наш соотечественник П. Вишневский впервые высказал предположение о существовании в противоцинготных продуктах некоего вещества, которое способствует правильной жизнедеятельности организма.
Собственно открытие витаминов принадлежит Н. Лунину, доказавшему в 1880 году, что в состав пищи входят некие жизненно важные элементы. Термин «витамины» образован от латинских корней: «вита» — жизнь и «амин» – соединение азота.
В XIX веке начинается борьба с инфекционными заболеваниями.
Английский врач Дженнер изобрел вакцину, Роберт Кох открыл возбудитель туберкулеза – палочку Коха, а также разработал профилактические меры против эпидемий и создал лекарства.
Развитие микробиологии в 19 веке
Луи Пастер подарил миру новую науку – микробиологию.
Этот человек, сделавший ряд ярчайших открытий, должен был всю жизнь отстаивать свои истины в бесполезных спорах. Естествоиспытатели всего мира вели споры о том, существует или нет «самозарождение» живых организмов.
Пастер не спорил, Пастер работал. Почему бродит вино? Почему скисает молоко? Пастер установил, что процесс брожения — процесс биологический, вызываемый микробами.
В лаборатории Пастера до сих пор стоит колба удивительной формы – хрупкое сооружение с причудливо выгнутым носиком.
Более 100 лет назад в неё влили молодое вино. Оно не скисло и по сей день — секрет формы бережет его от микробов брожения.
Опыты Пастера имели большое значение для создания методов стерилизации и пастеризации (нагревание жидкости до 80оС, чтобы убить микроорганизмы, и последующее быстрое ее охлаждение) различных продуктов.
Он разработал методы предохранительных прививок против заразных болезней. Его исследования послужили основой для учений об иммунитете.
Генетика
В 1865 году были опубликованы результаты работ по гибридизации сортов гороха, где были открыты важнейшие законы наследственности.
Автор этих работ — чешский исследователь Грегор Мендель показал, что признаки организмов определяются дискретными наследственными факторами. Однако эти работы оставались практически неизвестными почти 35 лет — с 1865 по 1900.
Гален (129 или 131 год — около 200 или 217 года) — римский медик, хирург и философ. Гален внёс весомый вклад в понимание многих научных дисциплин, включая анатомию, физиологию, патологию, фармакологию, и неврологию, а также философию и логику. Его анатомией, основанной на диссекции обезьян и свиней. Его теория о том, что мозг контролирует движения при помощи нервной системы, актуальна и сегодня. Андре́ас Веза́лий (1514-1564) — врач и анатом, лейб-медик Карла V, затем Филиппа II.
Младший современник Парацельса, основоположник научной анатомии. Главный труд «О строении человеческого тела». Везалий для иллюстрации своих слов препарировал человеческие трупы. В книге содержится тщательное исследование органов и всего устройства человеческого тела.
Вильям Гарвей (1578-1657) — английский врач, анатом, физиолог, эмбриолог первой половины XVII в., известный тем, что открыл большой и малый круги кровообращения.
Основатель современных физиологии и эмбриологии.. В трудах «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных» (1628) изложил учение о кровообращении, опровергавшее представления, господствовавшие со времен Галена. Впервые высказал мысль, что «все живое происходит из яйца». Реди Франческо (1626—1698), итальянский естествоиспытатель, врач и литератор.
Чтобы доказать невозможность самозарождения мух из гнилого мяса, в своём эксперименте изолировал мясо от мух
10350506477000-10350516764000 Ро́берт Гук (1635 — 1703) — английский естествоиспытатель, учёный-энциклопедист. Впервые применил микроскоп для исследования растительных и животных тканей. Изучая срез пробки и сердцевины бузины, заметил, что в состав их вводит множество ячеек.
Он дал им название клетка. Ввёл в биологию термин «клетка», хотя Р. Гук видел не собственно клетки, а оболочки растительных клеток. Антони ван Левенгук (1632-1723) —нидерландский натуралист, член Лондонского королевского общества, открыл простейших (микробов). Один из основоположников научной микроскопии.
Изготовив линзы с 150-300-кратным увеличением, впервые наблюдал и зарисовал (публикации с 1673) ряд простейших, сперматозоиды, бактерии, эритроциты и их движение в капиллярах.
Карл Линней (1707 – 1778) — шведский естествоиспытатель, натуралист, ботаник, зоолог, минеролог, врач, XVIII в.
Основоположник биологической систематики растительного и животного мира, Линней впервые применил бинарную номенклатуру названия вида и построил наиболее удачную искусственную классификацию растений и животных, описал около 1500 видов растений.
Карл выступал в защиту постоянства видов и креационизма. Автор «Системы природы» (1735), «Философии ботаники» (1751) и др. Спалланца́ни (Spallanzani) Ладзаро (1729-1799), итальянский натуралист. Впервые доказал невозможность самозарождения микроорганизмов (опыты с бульоном), осуществил искусственное оплодотворение у земноводных и млекопитающих.
Эдвард Энтони Дженнер (1749- 1823) — английский врач, разработал первую в мире вакцину — против натуральной оспы, прививая неопасный для человека вирус коровьей оспы.
