3. Зоологические исследования

Несмотря на интенсивное накопление материала по описанию животных в XV в., классификация их заметно отставала от классификации растений. Эта работа несколько активизировалась благодаря усилиям швейцарского уче­ного Конрада Геснера (1516—1565). Его «История животных» содержала описание всех известных к тому периоду позвоночных в алфавит­ном порядке, включая особенности строения, жизнедеятельности, инстинктов, распространения. Однако у него еще не было ясности о виде и четкой терминологии в названиях животных.

В этот же период появились отдельные труды по рыбам (Г. Рондель), птицам (П. Белон), насекомым (Т. Моуфет) и другим группам животных, содержащие не только ценный описательный материал, но фантазии об организации и образе их жизни. Джон Рей пытается классифицировать позвоночных, опираясь на идеи Аристотеля. При этом позвоночных (кровеносных) делит на легочно- и жабернодышащих. Среди них выделяет живородящих и яйцекладущих. Беспо­звоночных (бескровных) — на мягкотелые, ракообразные, черепнокожие и насекомые.

В целом следует отметить, что зоологические исследования того периода отличались отсутствием четкости в классификации и употреблении систематических категорий. Но зоологи продвину­лись в сборе и описании остатков ископаемых моллюсков, плеченогих, иглокожих, рыб и млекопитающих. Французский натуралист – любитель Бернар Палисси собрал и описал коллекцию ископаемых животных и в 1575 г. демонстрировал её в Париже. Коллекции ископаемых форм появились и в других странах Европы, хотя и не было ясности в оценке роли этих форм как промежуточных звеньев развития животных. Это было осознано позднее. Тем не менее, на основе собранных фактов в последующем возникло одно из направлений эволюционной биологии.

Заслуживают внимания работы, выполненные в это время области анатомии и физиологии. В XV—XVII вв. появилась традиция связывать анатомическое строение с функцией соответствующих структур. Это было очень полезно для возникновения физиологии животных как самостоятельной науки.

Начало этому положили идеи Леонардо да Винчи по динамической и сравнительной анатомии, которые развил его соотечественник Андреас Везалий (1514—1564). В работе «Семь книг о строении человеческого тела» (1543) он подробно описывает особенности строения человеческого тела и методы препарирования органов. Хотя Везалий все еще отдавал дань уважения древ­ним авторитетам и их ошибочным утверждениям при оценке функ­ции органов, он стремился освободить анатомию от фантазий точным описанием фактов. В этом смысле он внес много нового в анато­мию, освобождая ее от ошибок К. Галена и других исследователей. Своими трудами он поднял топографическую ана­томию на новую высоту. Однако он, как и его предшественники, связывал нервно-мозговую деятельность с наличием жизненной силы.

Везалий был отважным человеком. Он вскрывал и изучал трупы, несмотря на запреты, и ниспровергал авторитеты античности, за что подвергался преследованиям со стороны церкви.

В ходе изучения строения человеческого организма были достигнуты большие успехи: был установлен факт наличия большего числа швов в черепе у ребенка по сравнению с взрослым состоянием, определены детали строения органов слуха и женских половых органов (Г. Фаллопий, 1523—1562), зубной сис­темы, уха и почек (В. Евстахий, 1510—1574), органов пищеварения (Д. Фабриций, 1537—1619), мышечной системы (Н. Стено, 1638—1686), установлены функции и строение печени (Ф. Глиссон, 1597—1677). Успехи не обошлись без жертв. Так, испанский анатом и мыслитель Мигель Сервет, описавший ма­лый круг кровообращения, был сожжен на костре инквизиции (1553).

Существенный прогресс в изучении процесса кровообращения связан с исследованиями английского врача Уильяма Гарвея (1578—1657). Его труд «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных» (1628) содержал описание большого и малого круга кровообращения и роли сердца как насоса. Он рассчитал даже пропускную способность сердца. При­менив методику перерезки и зажима сосудов, выяснил значение клапанов сердца, и показал ошибочность суждений о пассивности сердца как центра кровообращения, о перемещении крови между правой и левой частями сердца через поры. Работы В.Гарвея оказали большое влияние на прогресс в изучении физиологии чело­века и животных. Он заложил «фундамент новому отделу точного человеческого знания — физиологии животных» (И.П. Павлов).

Т. Виллис (1621—1675) делает попытки изучить нервно-мышечные реакции , Ф. Глиссон и Ян Сваммердам исследуют физиологию раздражимости, Джованни Борелли (1608—1679) изучает физиологию движений. При этом так называемые механицисты (Р. Декарт, 1596—1650; Ф. Гофман, 1660—1742; Герман Бургаве, 1668—1738 и др.) сложные явления жизнедеятельности пытались объяснить законами механики.

Каждый из названных исследователей оставил заметный след в изучении живой природы. Среди них особого внимания заслуживает Рене Декарт — философ и естествоиспытатель с широкими интересами. Впервые он определил место биологии среди других наук, провёл сравнение животных и растений. Так, биологию он относит к усложненной физике, а объекты биологии - организмы — к сложным механизмам. В свою очередь рас­тения— великолепно сконструированные машины, а животные — блестяще сооруженные и эффективно действующие автоматы. Далее смерть животных он связыва­ет с разрушением деталей живой машины. По Декарту, сокращение мус­кулов и функции органов чувств зависят от деятельно­сти мозга и отходящих от него нервов. Он писал, что «животные духи, находящиеся в полостях мозга, втекают в нервы, из них в мускулы, которые и приводят в движение механизм». Р.Декарт в этом смысле заложил основы учения о рефлексах (И.П. Павлов).

В XVI - XVII в. впервые были использованы физические методы при изучении обмена веществ и дыхания (Филипп Парацельс, 1493—1541; Санторио Санторио, 1561—1636; Сильвий, 1614—1672).

В это же время происходит переход к широкому использованию микро­скопа в научных целях, что обеспечило существенный прогресс в области биологии. В частности, М. Мальпиги открыл капилляры у растений, изучил тонкую структуру легких и печени позвоночных, открыл названные в его честь мальпигиевы сосуды у членистоногих (органы выделения) и т.д.

В этом отношении значительный успех был достигнут благодаря Яну Сваммердаму (1637—1680), подробно описавшему метаморфоз, нервную систему и другие структуры у пчел. В те же годы Ренье де Грааф (1641—1676) изучает строение женской половой железы у млекопитающих и высказывает предположение о формировании в ней яйцеклеток (фолликулы - «Граафовы пузырьки»). Эти и другие наблюдения в области микро­скопического строения организмов положили начало важнейшим открытиям в XVIII—XIX вв..

Особое место занимают исследования Антуана Левенгука (1632—1723), которому удалось сконструировать микро­скоп с увеличением до 270 раз. А.Левенгук для своего времени был непревзойденным микроскопистом. Его отличала исклю­чительная тщательность наблюдений, проводимых под девизом «вырвать мир из власти суеверий и направить его на путь знания и истины».

Его труд «Тайны природы, открытые при помощи микроскопа» (1696) содержал обстоятельное описание микроскопического строе­ния мелких насекомых, их яиц, жала и челюстного аппарата, глаз и метаморфоза пчел, а также мускулатуры и сердца позвоночных. Его заслугой является открытие и описание сперматозоидов у человека, собаки, кролика, жука, блохи, трески и т.д., различий между зрелыми и незрелыми сперматозоидами.

Его наблюдения и зарисовки инфузорий, саркодовых и бактерий (он назвал их: «анималькули», т.е. зверьки) положили начало науке протистологии и пробудили интерес к изуче­нию возбудителей заразных болезней. Предшественником этого направления в науке был итальянец Джироламо Фракасторо, который в книге «О контагии, контагиозных болезнях и лечении» (1546) отрицал значение миазмов и поветрий, указывал на существование мельчайших частиц – возбудителей инфекций, передающихся от больного к больному. После Левенгука подобные мысли высказывал коллега Гарвея Дж. Энт и ученик Левенгука Доббель.

А.Левенгук обессмертил себя прежде всего описанием сперматозои­дов и началом длительной дискуссии по оценке роли яйца (овисты Я. Сваммердам, О. Валлиснери) и сперматозоидов (анималькули­сты — А. Левенгук, Н. Гартсекер) в воспроизведении потомства. Несмотря на различия в подходе к оценке их роли, общим для дис­куссии было признание наличия в половых клетках заранее сформированных зачатков — преформизм. Эта дискуссия имела положительные стороны. В частности, она была направлена против наивных представлений о самопроизволь­ном зарождении и возможности любых превращений живых су­ществ под влиянием внешних воздействий.

В 1720 г. теория преформизма достигла логического завершения: в одной из книг сообщалось, что с помощью микроскопа в сперматозоидах человека якобы были обнаружены миниатюрные чело­вечки с руками, головой и ногами, в семени лошади — малень­кие лошадки, в семени петуха — петушки (Андре, Готье).

В XVI в., с подачи Леонардо да Винчи, появляется интерес к изучению эмбрионального раз­вития организмов. Так, в результате системати­ческих наблюдений были описаны этапы форми­рования зародыша цыпленка (У. Альдрованди), проведено сравнение этапов разви­тия зародыша человека, кролика, мышей и других млекопитающих (Д. Фабриций) и определена последовательности формирования органов у до­машних парнокопытных (Р. Декарт).

Очень остро стал вопрос о роли женского начала в развитии зародыша. У. Гарвей (1651) приходит к выводу, что «все живое из яйца». Он же заметил, что «ни одна часть будущего плода не существует в яйце реально», но находится в потенции.

Франческо Реди (1626 – 1697) экспериментальным путём опровергает идею о самозарождении личинок мух в гниющем мясе, устранив возможность отложения в него яиц мухами.