Вся библиотека >>>

Содержание книги >>>

 

Книги для учителя

 

 

Очерки истории науки и техники 1870-1917


 

 

Биологические науки

 

Развитие эволюционных идей в биологии. Огромный резонанс вызвали в мире труды Ч. Дарвина, особенно вышедшая в 1871 г. книга «Происхождение человека». В России передовая общественность решительно поддержала идеи дарвинизма, тогда как реакционеры — и церковные, и светские — ополчились на новое учение. Прославился своими гонениями на прогрессивные научные произведения начальник Главного управления по делам печати М. Н. Лонгинов. В 1872 г. пронесся слух, что он собирается запретить издание перевода книги Дарвина. Писатель А. К- Толстой в связи с этим направил стихотворное «Послание М. Н. Лонгинову о дарвинизме» 2. Оно начиналось ироническим вопросом:

Правда ль это, что я слышу? Молвят овамо и семо 3: Огорчает очень Мишу Будто Дарвина система?

Смеясь над приверженностью цензоров к библейским легендам, А. К. Толстой намекал на сказание о сотворении первого человека из глины:

Способ, как творил создатель, Что считал он боле кстати — Знать не может председатель Комитета о печати... Да и в прошлом нет причины Нам искать большого ранга, И, по мне, шматина глины Не знатней орангутанга... Всход наук не в нашей власти, Мы их зерна только сеем; И Коперник ведь отчасти Разошелся с Моисеем... Ты,б уж должен в заседаньи Запретить и Галилея.

Поэт заканчивает свое послание словами:

С Ломоносовым наука, Положив у нас зачаток, Проникает к нам без стука Мимо всех твоих рогаток... Брось же, Миша, устрашенья, У науки нрав не робкий, Не заткнешь ее теченья Ты своей дрянною пробкой!'

Поскольку стихотворение А. К- Толстого сделалось известным в рукописи среди их общих знакомых, Лонгинову показалось неудобным проявлять такое мракобесие. Он решил не настаивать на запрещении перевода Дарвина, а отшутиться и послал поэту неуклюжие строки:

Виноват я пред тобою Безо всяких вин: Был вовек нетронут мною Господин Дарвин.

«Он отрекается от преследования Дарвина,— писал по этому поводу А. К- Толстой.— Тем лучше, но и прочего довольно».

Между тем гипотеза Дарвина о происхождении человека от обезьяноподобных предков получала все новые подтверждения в последующих исследованиях по сравнительной анатомии, физиологии, эмбриологии, палеонтологии и в многочисленных находках останков ископаемого человека. В 1891 —1893 гг. голландец Э. Дюбуа (1858—1940) обнаружил на острове Ява в Индонезии части скелета существа, названного питекантропом 2, которое после долгих дискуссий было признано переходной формой от обезьяны к человеку. К 1907 г. относится находка челюсти так называемого гейдель-бергского человека, жившего в более позднюю эпоху. В Египте в 1911 г. была обнаружена нижняя челюсть небольшой обезьяны проплиопитека — общей предковои формы человекообразных обезьян и человека.

 

Заслуга развития эволюционных идей в палеонтологии принадлежит В. О. Ковалевскому (1842—1883). В своих трудах 1869—1874 гг. он объяснил процессы эволюции млекопитающих в связи с условиями изменяющейся среды. Выявленные им закономерности исторического развития животных получили название «закона Ковалевского». Дарвин высоко оценил труды Ковалевского.

Большое значение для обоснования эволюционного учения имели работы второго из братьев — А. О. Ковалевского (1840—1901), основателя сравнительной эмбриологии и физиологии беспозвоночных и одного из основоположников экспериментальной и эволюционной гистологии (науки о тканях). Он установил, что в процессе эмбрионального развития всех многоклеточных животных наблюдаются общие черты, которые свидетельствуют о единстве их происхождения. А. О. Ковалевскому принадлежат многие фундаментальные открытия в области эмбриологии.

Соратником ученого в этих исследованиях, проводившихся с середины 60-х гг., был естествоиспытатель И. И. Мечников (1845—1916). Он выявил закономерности эволюционной эмбриологии беспозвоночных. Работы в области экспериментальной морфологии сыграли важную роль в установлении эволюционного учения и подготовили Мечникова к его последующим работам в области сравнительной патологии, микробиологии и иммунобиологии.

Убежденным защитником и популяризатором дарвинизма, в частности учения о происхождении человека от обезьяноподобных предков, был Т. Г. Гёксли (Хаксли) (1825—1895). Являясь стихийным материалистом, Гексли боялся, однако, открыто признаться в этом, дорожа своей «респектабельной» репутацией в ханжеском английском «высшем обществе».

 

«...У Гексли берклианские выпады — случайность, а агностицизм его есть фиговый листок материализма»,— писал В. И. Ленин

Еще более важную роль в развитии и пропагандировании эволюционной теории сыграл немецкий естествоиспытатель Э. Гёккель (1834—1919). Его книги «Естественная история мироздания» (1868), «Антропогения, или история развития человека» (1874), «Мировые загадки» (1899) и «Чудеса жизни» (1904) служили острым оружием в борьбе передовой общественности против мракобесия и реакции.

В. И. Ленин писал о «Мировых загадках», что «...книга эта «пошла в народ», что имеются массы читателей, которых сразу привлек на свою сторону Э. Геккель. Популярная книжечка сделалась орудием классовой борьбы».

В свете современных биологических представлений некоторые положения, выдвинутые Геккелем, устарели. Однако заслугой его является формулировка и обоснование (наряду с Ф. Мюллером, работавшим в Бразилии) так называемого биогенетического закона. Согласно этому закону индивидуальное развитие зародыша (онтогенез) данной особи является сокращенным повторением развития всего вида, к которому принадлежит особь, т. е. филогенеза. Дальнейшие исследования русского ученого Н. А. Северцева (1827— 1885) показали, что связь между онтогенезом и филогенезом более сложна, чем полагали Геккель и Мюллер (1912). Но на этом этапе развития науки применение биогенетического закона помогло раскрытию родства между биологическими видами.

В эмбриологии (начиная с 80-х гг.) . француз Л. Шабри, немецкие исследователи О. Гёртвит (1849—1922), В. Ру (1850—1924) и др. уже стали применять активное вмешательство в процессы развития зародыша. Основываясь на изучении индивидуального развития многих животных, ученые показали, что все изменения, происходящие в эмбриональном развитии,— это результат реакции на внешние и внутренние воздействия.

Важнейшее достижение предшествующего периода — открытие клеточного строения организмов — породило специальную науку о строении, развитии и функции клеток — цитологию. Исследования цитологов и гистологов привели к новым открытиям в области процессов клеточного деления и явлений оплодотворения у животных и растений, содействовали выяснению строения и жизнедеятельности клеточного ядра и его элементов. Существенный вклад в цитологию внес немецкий ученый Р. Вирхов (1821 —1902), утверждавший, что клетки возникают только путем деления. Именно Вирховым в 1859 г. был сформулирован важнейший принцип: «Каждая клетка от клетки». Зоолог Ф. А. Шнейдер (1831 —1890) впервые описал в 1873 г. непрямое деление животных клеток — митоз. В 1882 г. В. Флеминг (1843—1905) детально исследовал процесс деления клеток и расположил его фазы в определенном порядке.

Дарвиновское эволюционное учение, творчески дополненное и уточненное трудами выдающихся ученых разных стран, разрушало старые идеалистические (виталистические) и вульгарно-механистические воззрения на живую природу.

Против дарвиновского учения то открыто, то скрытно выступали, с одной стороны, виталисты и неовиталисты (Г. Дриш и др.), утверждавшие, будто в живых организмах имеется особая «жизненная сила» или «целедействующий фактор», а с другой — психоламаркисты (Р. Франсе, А. Вагнер и др.) и механоламаркисты. Психоламаркисты доказывали, что живая природа наделена сознанием, что организм, части тела и отдельные клетки осознают, как следует реагировать соответственно изменившимся условиям на внешнюю среду, и в результате целесообразно изменяются, передавая вновь приобретенные свойства по наследству. Механоламаркисты не наделяли организмы и их части сознанием, но уверяли, что наследственность обусловлена внешними воздействиями на данный организм, а упражнение или неупражнение органов имеет наследственный эффект. Однако все попытки опровергнуть или извратить теорию Дарвина не увенчались успехом.

 

Изучение вопросов наследственности. У истоков науки, которая сейчас носит название генетики, т. е. учения о наследственности и изменчивости организмов, стоял чешский натуралист Г. И. Мендель (1822—1884). Родители его были крестьянами. Мендель сначала учился в университете в Оломоуце, однако из-за недостатка средств его не закончил. Он стал послушником августинского монастыря в г. Брно, занялся богословием и вскоре сделался помощником преподавателя гимназии, но отсутствие диплома мешало его продвижению по службе. Большую часть жизни Мендель провел в г. Брно, где в 1868 г. он стал настоятелем монастыря. Именно там, во дворе монастыря, в маленьком саду, будучи искусным садоводом, он проводил свои опыты, приведшие к открытию законов наследственности. Опыты по искусственной гибридизации (скрещиванию) разных декоративных сортов гороха привели Менделя к выводу, что существуют некие материальные частицы «наследственного вещества», которые передают потомкам определенные признаки родителей. Результаты своих опытов Мендель опубликовал в 1866 г. Его наблюдения не привлекли тогда внимания.

Между тем в области цитологии произошли важные события. И. Д. Чистяков (1843—1877) в 1874 г., а затем и ряд других исследователей обнаружили структурные элементы клеточного ядра, названные в 1888 г. В. Вальдерейером (Германия) хромосомами.

 

К концу 80-х гг. установлено, что клетки каждого вида животных или растений характеризуются определенным числом хромосом. Бельгийский цитолог Э. ван Бенедён (1846—1910) показал, что число хромосом в различных клетках организма постоянно (имеется определенный набор; так, у человека — 46 хромосом), и при образовании половых клеток — яйцеклетки и сперматозоида — в одном из делений не происходит удвоения хромосом. Каждое яйцо и сперматозоид получают только половину типичного для вида количества хромосом.

В 1902 г. американский ученый У. Саттон (1876—1916) обратил внимание, что каждая клетка имеет постоянное число пар хромосом, и предположил, что они несут в себе способность передавать физические признаки от клетки к клетке, а каждая хромосома создает копию самой себя для использования в новой клетке. В оплодотворенной яйцеклетке восстанавливается прежнее число хромосом. При делении в оплодотворенной яйцеклетке число хромосом строго сохраняется до образования самостоятельно живущего организма. Дальнейшее изучение хромосом позволило сделать вывод, что одна хромосома состоит из многих, возможно тысяч, частиц, каждая из которых управляет отдельным признаком. В 1909 г. датский ботаник В. Л. Иогансен (1857—1927) назвал эти частицы генами (от греческого слова «гёнос» — род). В том же году он предложил термины «генотип» — наследственная основа организма, совокупность всех генов, локализованных в его хромосомах, и «фенотип» (от греческого «файно» — являю) — совокупность всех признаков и свойств организма, сформировавшихся в процессе его индивидуального развития.

Но еще до этого в начале XX в. вспомнили о трудах Менделя. На новой, более широкой экспериментальной базе были повторены его опыты, а предсказанные Менделем частицы «наследственного вещества» были отождествлены с генами.

В 1909 г. для выяснения законов наследственности американец Т. X. Морган (1866—1945) начал систематические эксперименты с плодовой мухой (дрозофилой). Совместно со своими учениками Стертевэнтом, Бриджесом и Меллером Морган изучил основные менделевские законы наследственности. Интересно, что Морган не пользовался термином «ген», хотя Иогансен долгие годы работал вместе с ним, как не пользовался этим термином и первооткрыватель генетических законов Г. Мендель. В 1911 г. они составили первую карту расположения генов в хромосомах (для дрозофилы) . Благодаря открытию сцепления признаков, им удалось построить линейную картину распределения генов в хромосоме и сформулировать основные представления хромосомной теории наследственности. Взгляды Моргана были созвучны воззрениям немецкого биолога А. Вейсмана (1834—1914), выступившего в 1892 г. с теорией «наследственной плазмы», посредством которой передаются потомству наследуемые свойства. Наблюдения за развитием простейших организмов (дафнии и гидры) привели А. Вейсмана к гипотезе о непрерывности зародышевой плазмы. В этой гипотезе он увидел доводы о невозможности наследования приобретенных признаков — вывод, имевший важное значение для развития теории эволюции и дарвинизма. Вейсман провел резкую грань между наследуемыми признаками и признаками благоприобретенными, которые не передаются по наследству. Это имело важное значение для развития теории эволюции и дарвинизма.

В 1886 г. голландский ботаник Г. де Фриз (1848—1935) обратил внимание на группу растений, которые своим внешним видом резко отличались от остальных, хотя в общих чертах были сходны с ними. Дальнейшие исследования ученого позволили ему разработать к 1900—1901 годам теорию мутаций, т.е. внезапных изменений признаков и свойств у вновь возникающих видов животных и растений с последующей передачей этих изменений по наследству. Независимо от Фриза еще два ботаника — немец К. Э. Корренс (1864—1933) и австриец Э. Черман — в 1901 г. пришли к сходным выводам.

Собрав обширный фактический материал, объективно подтверждающий материалистические воззрения на природу наследственности, перечисленные выше ученые в философском плане зачастую придерживались идеалистических воззрений. Некоторые пытались противопоставить дарвинизму генетику, теорию мутаций или доказывали необходимость «неодарвинизма». Например, Фриз не смог согласовать открытые генетикой факты с эволюционной теорией и выступил против учения Дарвина. Механизм мутаций был раскрыт позднее.

Развитие биохимии. Внедрение химии в биологию привело в конце XIX в. к обособлению биохимии как самостоятельной научной дисциплины. Она получила быстрое развитие в XX в. на основе успехов органической химии. Биохимия растений и биохимия животных сделались важнейшими разделами биологии. Важная роль ферментов (веществ белковой природы, являющихся катализаторами почти всех химических процессов, происходящих в организме) вызвала появление специального раздела биохимии — ферментологии. Одним из основоположников этой науки стал А. Я- Данилевский (1838—192їРµС…РѕРј.

 

Р