Краткая история биологии
Шрифт:
В 1785 г. произошло изменение. Джеймс Хаттон (1726 — 1797), шотландский врач, воспринимавший геологию как хобби, опубликовал свою книгу «Теория происхождения Земли». В ней он привел обзор изменений, которые производят на земной поверхности вода, ветер и прочие климатические факторы. Он также указывал на медлительность, на непрерывность таких процессов, как горообразование, прокладка реками долин и каньонов. Если учитывать скорость прохождения таких изменений, возраст Земли должен был бы насчитывать миллионы лет.
Эта новая концепция возраста Земли поначалу встретила крайне враждебный
Казалось невероятным, чтобы каменистые формы могли скопировать формы живые случайно; объяснение могло быть одно: такие животные когда-то существовали. Мно-гие сразу предположили, что эти существа были уничтожены Всемирным потопом. Но если Земля так стара, как предположил Хаттон, останки могли быть исключительно давнего возраста, и костный материал в них постепенно заменился каменистым.
Новый взгляд на проблему пришел с Уильямом Смитом (1769 — 1839), английским геологом. Он прокладывал каналы (которые тогда строили в массе), а следовательно, имел возможности для раскопок. Он ввел латинский термин <<страта>> для ровных слоев, которыми ложились разные типы пород. Он отмечал, что каждый слой имел свою собственную характерную форму ископаемых биологических остатков, неповторяемую в других слоях. Не важно, какими складками ложился слой, но он удерживал свои характерные ископаемые остатки, даже исчезая на некоторое время из виду и появляясь в другом месте.
Смит научился идентифицировать название и приблизительный возраст слоев по биологическому содержимому.
Если его воззрения верны, то можно предположить, что геологические слои лежат в таком порядке, как сформировывались, и чем глубже залегает слой, тем он древнее. И по возрасту слоя можно определить возраст ископаемого животного.
Ископаемые животные привлекли внимание французского биолога Жоржа Леопольда Кювье (1769—1832). Кювье изучил анатомию ископаемых животных и произвел их сравнение, систематически отмечая отличия и сходство. Тем самым он основал сравнительную анатомию.
Эти исследования дали возможность Кювье изучить необходимые взаимосвязи частей тела так, чтобы из факта присутствия одних костей можно было вывести форму других: тип мускулатуры и прочее. В конечном итоге он смог реконструировать приблизительную форму, размеры и внешний вид ископаемого животного.
Кажется вполне естественным интерес анатома к классификации видов. Кювье расширил и дополнил систему Линнея, сгруппировав классы последнего в еще большие группы. Одну из групп он назвал, по Ламарку, позвоночные. Не интересуясь беспозвоночными существами, Кювье разделил их всех на три большие группы: членистоногие (насекомые и ракообразные); моллюски и лучевые (прочие).
Все это — большие группы, именуемые теперь отрядами. В наше время к выделенным Кювье прибавились три дюжины других отрядов — как растений, так и животных. К позвоночным теперь отнесли еще примитивных животных с хордой вместо костной ткани, так называемых хордовых.
И вновь, из-за интереса к сравнительной анатомии, Кювье основал свою собственную систему классификации на структурах
К ископаемым Кювье применил свою систему классификации, аналогичную ныне существующей. Таким образом, Кювье стал первопроходцем в науке палеонтологии — изучении древних форм жизни.
Ископаемые животные, по Кювье, наглядно представляют собой эволюцию животного мира. Чем древнее ископаемое, тем более оно отличается от существующих форм жизни, и некоторые можно расположить в порядке, демонстрирующем постепенное изменение внешних форм в природе.
Однако сам Кювье не принимал возможности эволюции. Поэтому он разработал теорию катастроф, которые периодически потрясали Землю и опустошали видовое разнообразие. После каждой такой катастрофы появлялись новые формы жизни, совершенно отличные от прежних. Современные формы (включая человека) появились после последней катастрофы. С этой точки зрения можно было примирить новые открытия и библейскую историю.
Кювье считал, что для объяснения известных ископаемых форм должно было про~ изойти четыре земных катастрофы. Но появлялись все новые находки, и их уже не могли объяснить четырьмя катастрофами. Последователи Кювье насчитывали уже 27 катастроф.
Теория катастроф не состыковывалась с «униформитаризмом» Хаттона. В 1830 г. шотландский геолог Чарлз Лайель начал публикацию трехтомного труда «Принципы геологии», в котором популяризировал теорию Хаттона и постулировал, что Земля проходила только постепенные и некатастрофичные изменения. В самом деле, некоторые виды неизменными дошли до нас из глубины веков, а некоторые находились в геологических слоях, принадлежащих нескольким периодам.
Катастрофизм изжил сам себя. Он был последним оплотом в битве против теории эволюции, и, когда он пал, возникла необходимость в концепции эволюции. К середине XIX в. созрели условия для формулирования такой концепции.
Глава 5
СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ ОРГАНИЗМОВ И КЛЕТКИ
ГАЗЫ И ЖИЗНЬ
В то время как виды на протяжении их изучения постоянно подвергались классификации, наука о жизни получила новое и исключительно плодотворное направление. Химия вступила в свой революционный период, и химики начали применять технологии к живым организмам так же, как и к неживым системам. То, что эти понятия находят практическое применение, доказала теория пищеварения.
Переработка пищи животными организмами — процесс, относительно открытый для исследования. Он происходит не внутри самих животных тканей, а в пищеварительных каналах, выходящих во внешний мир. Этот процесс проходит непосредственно через ротовую полость. В XVII в. горячо обсуждался вопрос о том, является ли пищеварение физическим процессом (как полагал Борелли), при котором желудок перемалывает пищу, или химическим, при котором желудок изменяет ее химически посредством желудочных соков (как полагал Сильвиус).