生命科学发展简史

第二节　生命科学发展简史

生命科学是研究生命物质的结构和功能、生命活动现象以及生物之间和生物与环境之间的关系的科学。

人类很早就开始认识和研究自然，其中包括对生命现象的研究。在远古时代，人们对生命现象的认识常常是和与疾病斗争、农业牧业生产以及宗教迷信等活动联系在一起的。通过这些活动，人们积累着动物、植物和人类自身的解剖、生长、发育和繁殖方面的知识。早在石器时代，原始人就开始栽培植物、驯养动物，并逐渐产生了原始医术。之后，随着生产力的不断发展，人类对生命现象的认识开始逐渐深入。

亚里士多德(公元前384～前322年)是最早开始对生命现象进行专题性研究的科学家之一。他对动物解剖结构、生理习性、胚胎发育和生物类群进行了观察，对几百种动物进行了分类。他将动物分成有血动物和无血动物，又将前者细分成有毛胎生四足类、鸟类、鲸类、鱼类、蛇类、卵生四足类，后者细分成软体类、甲壳类、有壳类、昆虫类，并对一部分动物作了解剖和胚胎发育的观察。他所写的《动物志》等一系列著作，是最早的一批动物学研究成果。狄奥弗拉斯图(公元前372～前287年)是亚里士多德的弟子，他所著的《植物史》与《植物原理》两书奠定了植物学的发展基础。狄奥弗拉斯图认定果实由子房发育而成，并将植物分为木本与草本，而草本又可分为一年生、两年生与多年生，肯定了根是吸收养料的器官，大体解释了年轮形成的原因，讲述了双子叶和单子叶植物在茎、叶和种子方面的区别，记载了几百种植物。他还观察了植物和环境的关系，为现代植物生态学的发展奠定了基础。古罗马医生盖仑(公元129～200年)发展了机体的解剖结构和器官生理学的概念，认为研究和治疗疾病应以解剖学和生理学知识为基础，创立了人体生理解剖学。盖仑去世后，西方进入了漫长的中世纪年代，科学的发展受到极大的压抑。

中国自古就有神农尝百草的传说。中国古医书《黄帝内经》对人体内脏的部位、大小、长短及功能已有一定认识，指出人体的生理功能与生活条件及精神状态有密切关系。对男女的生长发育过程及生理特征也有描述。北魏时期，农学家贾思勰著《齐民要术》(公元533～544年)，系统地总结了6世纪以前黄河中下游地区农牧业生产经验、食品的加工与贮藏、野生植物的利用等，包含有丰富的生物学知识。公元1596年，李时珍《本草纲目》52卷刻印出版。它记述了丰富的动植物知识，明确规定部、类、种三级分类程序。分植物为草、谷、菜、果、木五部，分动物为虫、鳞、介、禽、兽、人六部。每部(除人之外)之下又各分若干类，类之下分种。对生物的形态、结构做了详细描述并进行了较准确的分类。但这些研究并没有形成明确的科学体系。

从15世纪下半叶到18世纪末期是近代生物学发展的第一阶段。1543年比利时医生维萨里(公元1514～1564年)发表《人体的结构》一书，标志着人体解剖学的建立，并直接推动了以血液循环研究为先导的生理分支学科的形成。1628年，英国医生哈维(公元1578～1657年)发表了他的名著《心血循环论》，建立了血液循环理论。1665年，英国物理学家胡克(公元1635～1703年)发现细胞，在他的《显微图谱》中第一次使用“细胞”(Cell)一词。1735年，瑞典植物学家林奈(公元1707～1778年)出版《自然系统》一书，把自然界的植物、动物、矿物分成纲、目、属、种，首先实现了植物与动物分类范畴的统一，其后又使用了国际化的双名制。1796年，英国医生琴纳(公元1749～1823年)最先在欧洲采用牛痘接种法防天花，实现了人体的主动免疫，被誉为免疫学之父。1802年，法国博物学家拉马克(公元1744～1829年)第一次采用“生物学”(Biology)这个术语，并于1809年出版《动物哲学》一书，系统地论述了进化思想，认为用进废退和获得性遗传是物种进化的机制。这些都是近代生物学发展第一阶段的代表性人物和成果。

19世纪的生命科学进入了全面繁荣的时代，近代生物学的主要领域在19世纪后都获得了重大进展。1838～1839年间德国的植物学家施莱登(公元1804～1881年)和动物学家施旺(公元1810～1882年)提出细胞学说。1857年，法国微生物学家巴斯德(公元1822～1895年)证实乳酸发酵是由有生命的微生物引起的，他对微生物的类型、习性、营养、繁殖、作用进行了广泛研究，奠定了工业微生物学和医学微生物学的基础，并开创了微生物生理学。1859年，英国生物学家达尔文(公元1809～1882年)出版《物种起源》这一划时代的著作，提出了生物进化论学说。1865年，奥地利修道士孟德尔(公元1822～1884年)宣读并于次年发表《植物杂交的试验》论文，报道他通过豌豆杂交试验所发现的两个遗传规律，后被称为遗传学的“孟德尔定律”，这两个定律在1900年被再发现。17世纪建立起来的动物(人体)生理学在俄国生理学家巴甫洛夫(公元1849～1936年)等人的努力下得到飞速发展。

20世纪的生物学属于现代生物学范畴，始于1900年孟德尔定律的再发现过程。生命科学的各个分支学科均取得了突飞猛进的发展，生物学逐步发展为拥有植物学、动物学、生理学、水生生物学、微生物学、神经生物学、遗传学、发育生物学、细胞生物学、生化与分子生物学、生物物理学、生态学等分支学科的大科学。20世纪生物学发展历史上有许多大事，最有标志性意义的包括:1953年，美国遗传学家沃森、英国物理学家克里克(公元1916～2004年)提出DNA的双螺旋结构，开创了分子生物学;1972年，美国生物学家伯格率先完成了世界上第一次成功的DNA体外重组实验，开创了基因工程;1990年，美国国立卫生研究院启动人类基因组计划，2001年公布了人类基因组图谱及初步分析结果;1996年，英国生物学家维尔穆特研制出通过无性繁殖产生的新一代克隆羊多莉等。

20世纪中叶以后，生命科学随着各学科纵横交错发展的大趋势，出现了不同分支学科和跨学科间的大交汇、大渗透、大综合的局面，由此进入“大科学”发展的历史阶段。在学科交叉融合的过程中，新的分支不断涌现，生物信息学、基因组学、蛋白质组学、RNA组学等新兴学科兴起和高速发展，使生命科学研究的广度和深度得到了前所未有的拓展。

21世纪的生命科学将继续在宏观领域和微观领域同时大踏步前行。在宏观领域，生物学家重点关注大陆、海洋、湖泊等大型生态系统乃至整个生物圈范围内物质与能量的流动和循环，注重物种与物种、生物与环境的相互关系，尤其是人类与其他物种、人类与环境的相互关系，保护生物多样性，实现可持续发展。在微观领域，更加深入地探讨核酸、蛋白质等生物大分子发挥作用的分子机理及其相互作用，揭示生物体代谢与调控机制，在此基础上，运用现代生物技术手段，改造生物大分子，使其功能更强大、效率更高，更好地为人类服务。21世纪的生物学必将取得更辉煌的成就!

思考题:

1.什么是生命?

2.生命有哪些基本特征?

3.什么是生命科学?

4.生命科学的发展经历了哪几个主要阶段?

5.你认为21世纪的生物学将会怎样发展?