古典生物学时期：人为分类结束混乱，细胞理论建立及证实

一、古典生物学时期

1.林奈分类法

瑞典人林奈（K.Linne，1707—1778），在他1735年出版的《自然系统》一书中创立了一种对动植物分类学的双名制的命名法，简称“双名法”，很快得到同行的赞同。这个双名法给每种动物、植物起两个名称，一个是属名，一个是种名，连起来就是物种的学名，统一用拉丁文表达，如水稻学名，Oryza sativa L。从此世界上成千上万种生物都给予统一命名，并署上新种发现者姓氏的英文缩写字母。由属归科，科、属、种则是分类学中最常用的术语。林奈把前人的动植物分类知识系统化了，并以形态和生殖器官作为分类物种的特性标准，也抓住了生物遗传学与变异性的本质。这项工作基本完成了生物的人为分类，结束了过去的混乱局面。

当然，林奈分类法开初是不完善的，它把自然物分为植物、动物、矿物三大界，把动、植物各分成纲、目、属、种4个阶元。法国动物学家G.居维叶关于各种器官的形态结构与功能之间相关理论更促进了分类阶元多特征概念的发展。随着新种的不断增加，属的变动也较大而引起混乱。因此，有人将归纳法引入分类，而分类重点从林奈的属转到较高级的科（family），成为最稳定的分类阶元。

2.细胞学说

19世纪生物学的重大成就是细胞学说和进化论的创立。细胞（cell）的概念最先由英人胡克（H.Hooke，1635—1703）在《显微图像》一书中提出。他用自制显微镜观察软木切片，发现由密集的蜂窝状小室组成，称之细胞。荷兰人列文虎克（A.Leeu Wenhook，1632—1723）也用自制的显微镜观察到污水中细菌和微小原生动物。他们都是认识微观世界的先驱者，但是还未揭开细胞的实质。

1838年，德国植物学家施来登（M.Schleiden，1804—1881）发表《论植物的发生》文章，指出细胞是一切植物的基本单位，细胞由细胞壁、细胞质和细胞核组成。次年，动物学家施旺（T.Schwann，1810—1882）发表了《显微研究》论文，阐明动物和植物的基本结构单位是细胞；有机体虽然各不相同，但是，它们都有细胞分裂和新细胞形成的发生规律。经过他们的工作总结，从此细胞学说正式诞生了。

细胞学说建立后的主要进展是原生质理论的建立，以及动植物细胞有丝分裂、减数分裂一致性的证实。1839年浦肯野把动物胚胎细胞内的物质称为原生质，同年，H.莫尔发现植物原生质。1844-1846年，C.W.内格利和莫尔提出植物细胞通过分裂形成，但并不排除细胞游离形成。然而，动植物细胞有丝分裂的过程直到19世纪80年代才被两位德国细胞学家E.A.施特拉斯布格和W.费勒明所论证。

3.达尔文进化论

查理·达尔文（Charles Darw in，1809—1882）所处的时代，正是自然科学走向发展，物种进化思想渐趋成熟。在这之前，提出生物进化的人有布丰（G.L.de Buffon 1707—1788）、C.达尔文的祖父E.达尔文（Erasmas Darw in，1731—1802）、拉马克（J.B.Lamarck，1744—1829）和圣提雷尔（E.G.Saint Hilaire，1772—1844）等；同时代的有赖亦尔（C.Lyell.1794—1875）、华莱士（A.R.Wallace，1823—1913）、赫胥黎（T.H.Huxley，1825—1895）等。达尔文自剑桥大学毕业后，有机会参加英国贝格尔（Beagle）号航海科学考察，历时5年，使他走上了成名之路。

1836年，达尔文考察结束回到伦敦，专心攻读有关书籍，整理研究所收集的资料，也参加有关科学讨论，饲养家鸡、家鸽进行变异与选择观察等活动。历经23年之久完成了《物种起源》（The origin of species by means of natural selection）巨著（1859）。他在书本的首句就写了他毕生难忘的航海考察：“当我作为一个自然学者在皇家军舰‘贝格尔号’航行时，在南美洲看到某些事实，有关于生物的地理分布和古代与现存生物的地质关系，我深深地被这些所打动。这些事实似乎是神秘而神奇的物种起源问题的曙光……”(www.xing528.com)

达尔文进化论的核心内容：①自然界的物种从低等到高等发生逐步演化；②物种演化的动力是物竞天择，生存斗争，适者生存，不适者淘汰；③遗传与变异，遗传是物种的稳定性所在，而变异则是发生演化的源泉。达尔文的渐变论中不排斥突变因素。进化论对人类社会产生了巨大影响，它得到大多数科学家和社会哲学家的支持与赞同，但也遭到宗教界和部分科学家的反对。的确，进化论所及问题很大，且不完善，需要后人补充与论证。

4.胚胎学

胚胎发育是预先形成或是从无结构状态分化而成，早先就有争论。例如17世纪的生物学家马尔比基（M.Malpighi）和列文虎克都是坚信先成论的人；有些先成论者认为胚胎存在于精子中，所以发育无非是已存幼体的长大。这也与中国古代说人是“秉父精母血”而成的观点是一致的。

直到18世纪后叶，德国胚胎学家沃尔夫（C.F.Wolff.1733—1749）通过观察提出植物的根、茎、叶的发生都是由顶芽分化发育而来的；生物是从受精卵逐步分化发育而来，受精卵内没有已经形成的胚胎，如鸡血管与肠的形成也有一个过程，不是一开始就存在的，这就是后成论。德国胚胎学家贝尔（K.E.Baer）通过比较观察提出高等动物胚胎发育要经过与低等动物相似的阶段，只有到后期才出现特殊性状。这后来被概括为“个体发生重演系统发生”说，由于贝尔的出色工作与《动物胚胎学》著作（1828），使他成为近代胚胎学的奠基人。

19世纪后，胚胎学家不再满足于对胚胎过程的描述，开始用实验方法探讨发育机制，即胚胎发育原因的分析。德国鲁克斯（W.Roux，1850—1924）做了一个实验：在蛙的受精卵分裂成两半时，用烧红的针尖刺杀其中一半。结果被烧杀的细胞不再分裂，健康的细胞继续分裂，但只能发育成半个胚胎。他认为细胞的遗传潜能经分裂而减弱，因而不能发育成完整的胚胎，鲁克斯的这种看法称为镶嵌学说。和鲁克斯同时期的杜里野（Driesch，1867—1941）用海胆受精卵做实验，在海胆卵分裂为二或四个分裂球时，通过强烈振荡而使分裂球分开，让它们分别发育，每个都发育成完整的小海胆。这说明器官系统不是先成的，同时也说明细胞分裂并不使细胞失去遗传潜能，只是鲁克斯的烧杀分裂细胞影响了健康分裂球的发育所致。但是，限于当时实验条件和认识还不能完全解释胚胎细胞发育的实质。现在认为生物的性状由受精卵携带的遗传信息确立，这既包括了预先论也含有渐成论。

5.生理学

早期生理学的经典型工作首推英国医生哈维（W.Havey，1578—1657）的血液循环理论。当时哈维没有显微镜，不曾看见毛细血管。他证明血液循环的实验主要是：①通过结扎手臂的实验，证明静脉血是单向向心脏流的；②用动物实验，证明心脏半小时泵出的血量就超出了这个动物全身的血量。这些事实只有用血液循环才能解释。他的《心血运动》一书（1628）具有超前意识。

随后，直到19世纪中叶，法国生理学家贝尔纳（C.Bernal，1813—1878）发现胰液作用、肝脏的糖元合成功能、血管收张的神经作用并提出生理功能的综合观念。他的《实验医学研究导论》（1865）奠基了现代实验生理学的方法论基础。瑞士生理学家哈勒（A.Von.Haller，1708—1777）研究各种器官及器官系统的形态与功能，特别是肌肉的应激性和神经的感受性。他的《生理学纲要》（8卷，1757—1766）体现了这门学科的近代精神。德国弥勒（E.P.Muller，1801—1851）用直流电在蛙腿的离体神经肌肉上测定引起肌肉收缩的条件，成为电生理的开创者。他深入研究切断神经后根与前根的实验发现导致失去知觉或肢体麻痹的不同结果，他对耳听和发声结构与功能也有研究。弥勒的《人体生理学手册》（1833）也是经典之作。

在弥勒之后，德国生理学的工作一度出现了以物理—化学定律来阐述生命现象的趋势和哲学上还原论的倾向。1847年，4位德国生理学家——路德维希、亥姆霍兹、布吕克和杜希瓦-蕾蒙相聚，一致表示应在化学—物理学基础上建立生理学。但限于当时的生理学水平，用物理学手段是很难开展工作的而不了了之，只有用电学方法研究肌肉收缩和神经冲作出了一定结果。然而，物理学的还原论比活力论更有作为在以后对推动分子生物学的发展上作出了更大贡献。