如何理解生物学的发展史?
1.发芽期
指人类出现(约300万年前)到阶级社会出现(约4000年前)之间的时期。此时人类处于石器时代,还处于认识世界的阶段。原始人开始种植植物,饲养动物,拥有原始的医疗技术,成为生物发展的启蒙。
2.古代生物学
奴隶社会后期(约4000年前)和封建社会,人类进入铁器时代。随着生产的发展,出现了原始的农业、畜牧业和医学。随着生物学知识的积累,植物学、动物学和解剖学进入了收集事实的阶段。同时将其收集整理,被后人称为古生物学。古代生物学在欧洲以古希腊为中心。著名的学者有亚里士多德(研究形态学和分类学)和古罗马的盖伦(研究解剖学和生理学)。他们的理论已经统治了生物学领域1000年。其中,亚里士多德并没有止步于对自然的收集、观察和纯粹的描述,而是做了进一步的哲学概括。在解释生命现象时,亚里士多德和他的前辈们一样,认为生物最初是由有机底物产生的,无机物质可以变成有机生命。中国古代生物学侧重于农业和医学。贾思鉴(约480-550)撰写了《齐·姚敏书》,系统总结了农牧业生产经验,提出了相关的变异规律,并首次提到了根瘤菌的作用。沈括(1031—1095)撰写的《孟茜笔记》收录了近百条关于生物的内容,记载了生物的形态、分布等相关信息。
3.现代生物学
15世纪下半叶至19世纪,这一时期科学技术有了很大发展,特别是工业革命开始后,生物学进入了全面繁荣的时代。如细胞的发现,达尔文生物进化论的建立,孟德尔遗传学的提出。巴斯德、科赫等人奠定了微生物学的科学基础,对工业、农业和医学产生了巨大影响。17世纪建立的动物(包括人类)生理学在19世纪取得了显著的进步。著名学者有弥勒佛、杜波依斯·雷蒙德、谢切诺夫、巴甫洛夫等。由于萨克斯、普费弗和季米特列夫的努力,植物生理学在理论上已经系统化了。胡克改进了显微镜的使用,发表了显微镜学,其中包含了生物学史上最早的细胞结构图,并将其命名为“细胞”。作为一名博物学家,达尔文乘坐英国海军探险船贝格尔号环游世界五年,随后发表了《物种起源》,震惊了当时的学术界。本书从变异性、遗传性、生存竞争和适应性等方面论述了生物的进化现象,提出了基于自然选择和适者生存的进化理论。孟德尔从事植物杂交实验研究多年,在《自然科学社》杂志上发表了一篇论文《植物杂交实验》。本文提出了遗传单位因子(现称“基因”)的概念,阐述了生物遗传的基本规律,即分离定律和自由组合定律(也称独立分布定律),使生物学研究逐渐侧重于分析生命活动的基本规律,生物学的发展进入“实验生物学阶段”。巴斯德在实验中严格控制无菌条件,用长曲颈瓶净化与无菌肉汁接触的空气,证明肉汁腐败的原因是来自外界的微生物污染,澄清了“自发发生”的谬误,奠定了微生物学的基础。
4.现代生物学
20世纪的生物学属于现代生物学的范畴。随着科学技术的进一步发展,生物学在理论(包括生物进化)和实践(主要是植物育种)方面都有所发展。同时,由于物理学、化学和数学向生物学的渗透以及许多新的研究方法的应用,产生了一些新的边缘学科,如生物物理学和生物数学。随着分子生物学和分子遗传学的发展以及形态学研究的深入,细胞学也进入了分子水平,出现了细胞生物学。现代生物学正在向微观和综合方向深入。宏观上,生态学是典型代表,从研究生的器官、整体到种群、群落、生物圈的研究。现代生态学是研究生物有机体与生活场所关系的科学。也有人称之为研究生物生存条件以及生物与环境相互作用过程和规律的科学。其目的是指导人与生物圈,即自然资源和环境的协调发展。第二次世界大战后,人类社会、经济、科技迅速发展,工业废弃物、农药化肥残留、汽车尾气、城市垃圾造成环境污染,破坏了自然生态系统的自我调节和相对平衡。全球变暖、臭氧层破坏、水土流失、沙漠扩张、水资源枯竭、气候异常、森林消失等生态危机,都是人类活动不当造成的。根据生态学中物种、物质再生循环和结构与功能协调的原理,以人与自然的和谐关系为基础,以高效、和谐为方向,将生态学应用于污水处理、湖泊富营养化控制、农作物种植、森林管理、盐田管理、水产养殖、土地改良、荒地开发和资源再生,取得了显著的成效。微观上,如细胞生物学、分子生物学、量子生物学的发展,分子生物学是典型代表。现代分子生物学是通过研究生物大分子(核酸和蛋白质)的结构、功能和生物合成来阐明各种生命现象本质的科学。其目的是在分子水平上探索细胞活动、生长发育、灭绝、物质和能量代谢、遗传和衰老等重要的生命活动。分子生物学的研究关系到人类的方方面面。例如,不同物种的生物之间的遗传关系过去主要是通过不同物种在形态和结构上的异同来确定的,这对于具有简单形态和结构的生物来说是非常困难的,例如细菌。通过对不同种类生物的蛋白质或核酸分子的测定,可以克服上述困难,更客观地反映生物之间的亲缘关系。分子生物学与医学、农业和生物工程密切相关。分子生物学的研究成果使不同生物之间的基因转移成为可能,在农业上开辟了新的育种途径,在医学上治疗了一些遗传性疾病,在工业上形成了以基因工程为基础的新产业,从而使许多用常规技术无法从天然来源或大量获得的生物制品的生产成为可能。目前,克隆技术只是分子生物学的一个应用。可以想象,随着研究的深入和分子生物学的进一步发展,人类的生活会更加美好。
概括起来,生物学的发展经历了四个主要时期,即萌芽时期、古代生物学时期、近代生物学时期和现代生物学时期。21世纪,我们不仅要认识世界,改造世界,还要保护世界。对生物学的深入探讨和研究必将带来丰富的社会、经济和生态效益,生物学正在成为新科技革命的重要推动力。然而,无论积累了多少生物学知识,已知的与未知的相比只是沧海一粟。时代在发展,科技在发展,人类对世界的认识也在进步。随着历史的发展,生物学必将迎来新的篇章。