《人類科學技術史-341》進化論和細胞學說

進化論和細胞學說

19世紀生物學領域的兩大成果是細胞學說和進化論。它們奠定了后來生命科學發展的基礎。細胞學說闡述了個體成長發展的規律，進化論闡述了物種、群體的形成和發展的規律。起初兩大理論之間并無直接的聯系。19世紀下半葉，為了探索個體和群體(物種）之間、細胞與遺傳現象之間的內在聯系，遺傳學把這兩大理論緊密聯系在一起，并逐漸發展起來，取得了令人矚目的成果，引起了全社會的重視。

1.達爾文的貢獻

著名博物學家、進化論的奠基人達爾文(1809-1882)1809年2月12日出生在英國一個醫生的家庭。周圍環境對達爾文產生了深刻的影響。祖父是位著名的學者和醫生，并對植物學很有研究，是進化論的先驅者之一。父親也是一位出色的醫生，后被選為英國皇家學會的委員。舅舅也是位博物學的愛好者。這種文化氛圍，使達爾文從小便對大自然產生了濃厚的興趣。他對魚、蟲、花、草等極為喜愛，并廣為采集制作標本。父親希望達爾文能子承父業，于是便把他送到愛丁堡大學學習醫學。達爾文雖入醫門，但非本意，因此興趣不大，唯對生物學情有獨鐘。在此期間，他經常到海濱采集海洋動物標本。1828年父親又將達爾文送到劍橋大學學習神學，期盼他將來能做一名牧師。由于達爾文與生物學結下了不解之緣，因此他特別喜歡當時植物學教授亨斯羅的講課，并從中受到亨斯羅的很大影響。在達爾文畢業時是亨斯羅推薦他參加了貝格爾號軍艦的環球航行。對此達爾文曾說："航行是極其重要的一件事，它決定了我的整個事業。"

達爾文很早就讀過法國生物學家拉馬克(1744-1829)的著作，并從中接受了進化論思想。在環球航行中他又讀了萊爾(1797-1875)所著的《地質學原理》，并對其中的觀點產生了認同。在長達5年的環球航行中，他對所到之地的動植物情況進行了仔細的觀察和深入的研究，為萊爾《地質學原理》一書找到了可靠的證據。達爾文決心把自己的航行收獲整理成書。在寫作的過程中，他在一個偶然的機會看了馬爾薩斯(1766-1834)寫的《人口論》，其中生存競爭的思想對他產生了很大影響。

達爾文的科學巨著《物種起源》一書經過20年的時間終于在1859年11月完成了。書中，達爾文系統闡述了他的進化論思想，其基本原理主要有4點：

其一，世界上的事物是發展變化的，是處在進化過程之中并非靜止不動的；

其二，進化過程是逐漸的、連續的，不是突變的、間斷的；

其三，相似生物是起源于一個共同的祖先，一切生物最終起源是單一的；

其四，生物發展變化是自然選擇過程，普遍存在的變異是通過生存斗爭(包括同類型生物的斗爭、與異種生物的斗爭和與自然環境條件的斗爭）而實現自然選擇的，適者生存，不適者淘汰。

達爾文的進化論指出了"自然選擇"規律，揭示了生物變異的秘密，指出了生物的起源和進化問題，否定了牛頓的形而上學世界觀，沖擊了宗教神學物種不變的神創論，成為19世紀自然科學的三大發現之一。從此，生物學才被置于真正科學的基礎之上。

同時也應看到，達爾文過分夸大了生物界生存競爭和自然選擇的作用，并不適當地把它看作是物種變化、發展的唯一原因。他承認進化中的漸變，而否認"飛躍"，顯然這有悖于量變到質變的辯證原理。這雖是達爾文的不足之處，但我們也不應因此而苛求于前人。

另外還有一件事有必要提及。當達爾文《物種起源》一書接近完成之時，他收到了僑居馬來群島的英國青年華萊士(1823-1913)寄來的一封信，并附有一篇論文。論文的題目是：《論變種無限離開原始型的傾向》。這使達爾文十分驚訝，因為他們研究的理論極其相似。究其原因，乃是華萊士與達爾文一樣也看了馬爾薩斯的《人口論》，從中受到啟發而想到進化論。華萊士論文的首先完成，給達爾文造成了極大的困難，他20年艱苦勞動的成果，有可能變得毫無所值。達爾文毅然決定放棄自己發現的自然選擇法則的優先權，建議并促使華萊士的論文盡早發表。由于萊爾和胡克等人對達爾文的工作情況十分了解，于是在他們的建議下，將達爾文和華萊士兩個人的研究成果在林奈學會同時發表。達爾文隨后用了一年多的時間于1859年11月24日出版了《物種起源》一書，對進化理論作了詳盡的闡述。這部長達15章的巨著深受歡迎，極為暢銷。當然他也未能幸免宗教勢力的攻擊和思想保守的人們的嘲諷。事后，華萊士在1889年寫了《達爾文主義》一書，披露了當時的詳情，于是達爾文的大家風范和高尚品質，深得世人的贊揚和推崇。

達爾文是位不輟耕耘的科學家。在《物種起源》問世之后，他又于1868年發表了用4年時間寫成的《家畜和栽培植物的變異》，1871年發表了用3年時間完成的《人類的未來》，1876年又寫了自傳。在晚年他還發表了《人類原始及類擇》、《植物行動的能力》等著作。在有生之年他共發表了22部著作和80多篇論文，他的進化論思想也進一步得到發展和深化。1882年4月19日這位成果卓著的科學家與世長辭，享年73歲。

2.細胞的發現與細胞學說的發展

顯微鏡的發明，擴大了人類的視野，使過去無法分辨的東西借助顯微鏡可看個究竟。17世紀英國的胡克(1635-1703)和意大利的馬爾比基(1628-1694）分別發現了植物細胞和動物細胞結構。1832年，英國的植物學家布朗(1773-1858）發現了植物的細胞核；捷克的生理學家普金葉(1787-1869）發現了動物細胞核。1835年德國的馮.摩爾(1805-1872)最先記載了細胞有絲分裂的過程。1839年德國植物學家施萊登(1804-1881)和動物學家施旺(1810-1882)共同提出完整的細胞學說，指出細胞是生命的基本單位，細胞是由細胞分裂出來的，生命現象是一個統一的整體，是由細胞組合后產生的。他們還認為細胞學說不僅僅是有機體構造的學說，而且是有機體發育的學說。

19世紀50年代德國的雷馬克(1815-1865)和瑞士的寇力克(1817-1905）將細胞學說和胚胎學的研究結合起來，證明卵和精子也是細胞，指出胚胎發育的過程就是細胞分裂和分化的過程。德國的微爾荷(1821-1902)將細胞學說和病理學研究結合起來，指出病變細胞是由正常細胞變化來的，各種病變與細胞的形成和細胞結構的異常變化有關。

1880年，由于顯微鏡技術的不斷提高，使人們清楚地看到了細胞分裂。細胞內先是形成兩極，兩極之間有許多細絲相連，而后，這些細絲在細胞中央拉斷，于是就形成兩個細胞。這就是"有絲分裂"現象。在有絲分裂中細胞核中的每一個染色體都分成兩個，并被準確、均等地分配到兩個子細胞中去，這就是染色體分裂現象。

細胞的發現和細胞學說的形成，使生命現象的很多問題都可以歸結為細胞的結構和功能，因此，細胞學說便成為整個生物界進化的科學基礎。