Взламывая биологию
Шрифт:
Санторио садится на стул для взвешивания, чтобы с наслаждением поесть. Он прославился, сделав 32 000 замеров – по три в день в течение 30 лет.
Санторио считается изобретателем термоскопа, хотя некоторые утверждают, что придумал его Галилео Галилей. Термоскоп – это простое устройство, показывающее изменение температуры. Вода помещалась в стеклянную трубку и, расширяясь или сжимаясь при перепадах температуры, поднималась или опускалась. Мы
Построить и сломать
Изначально о неощутимом, или невыявляемом, испарении говорил Гален, но Санторио первым попытался измерить его. Его книга по данному предмету, «О медицине равновесия», принесла ему славу и стала первым системным исследованием метаболизма. Эксперимент Санторио доказывает, что пища обеспечивает тело энергией, хотя врач не обладал современными знаниями. Энергия превращает содержимое пищи в новые ткани и поддерживает жизненные процессы. В ХХ в. биохимики показали, что метаболизм – это последовательность реакций, и в каждой клетке под чутким контролем течет несколько тысяч таких реакций. Итогом, говоря общо, являются два процесса. Катаболизм расщепляет вещество, возможно, чтобы высвободить накопленную энергию или забрать ее из клетки. Анаболизм выстраивает новый материал и нужен для роста и поддержания жизнедеятельности.
Санторио попытался объяснить работу тела чисто механически. Он утверждал, что тело функционирует как часы, и характер работы зависит от положения и формы соединяющихся частей.
Эмбрионы
Эмбриология – это ответвление биологии, изучающее раннее развитие организма. До XVIII в. преобладала точка зрения, что эмбрион – полностью сформированный организм в миниатюре. Научный подход развенчал эту идею.
Термин «эмбрион» главным образом обозначает клубок делящихся клеток. Термин применяется к стадии развития организмов, начинающейся с момента, когда клетки проникают в стенки матки, и до конца восьмой недели после зачатия. После этого ребенок, обретший более определенные очертания, называется плодом.
Есть несколько претендентов на звание отца эмбриологии, и в их числе Марчелло Мальпиги, Каспар Фридрих Вольф, Аристотель и даже Леонардо да Винчи. Еще один человек, на него претендующий, – Иероним Фабриций. Он учился в Падуанском университете у великого анатома Габриэля Фаллопия (также известного как Габриэле Фаллопио), а в 1562 г. сменил его на должности профессора хирургии и анатомии в университете. Здесь он преподавал Уильяму Гарвею, открывателю кровообращения. Описание клапанов в венах, данное Фабрицием, указало Гарвею верное направление.
Иероним Фабриций, также известный как Джироламо Фабрицио, написал 16 книг по анатомии и развитию.
Внутреннее развитие
Именно работа Фабриция «О формировании плода» (De Formato Foetu), опубликованная в 1600 г., подготовила почву для сравнительной эмбриологии. В книге ученый изложил свои наблюдения о развитии плода у некоторых видов, в том числе у людей, и впервые детально описал структуру плаценты. Кроме того, Фабриций подтолкнул Гарвея к изучению эмбриологии. Исследуя стадо спаривающихся оленей, Гарвей обнаружил указания на развитие эмбриона в матке только через шесть–семь недель после спаривания и был убежден, что в действительности зачатие происходит еще где-то в теле. Путь оплодотворенной яйцеклетки по фаллопиевым трубам к матке проследили лишь спустя столетие.
Рисунок
Фаллопий был анатомом-новатором и известен своим талантом вскрывать человеческие тела. Главным образом его интересовала анатомия головы, но в медицинские справочники он попал благодаря своим исследованиям устройства репродуктивных органов человека. Ученый описал два тонких канала, проводящих, как позже выяснилось, оплодотворенные яйцеклетки из яичников к матке. Сегодня они носят его имя: фаллопиевы трубы.
Клетка
Клетка – это кирпичик жизни. Все живые существа состоят как минимум из одной клетки. И открыл ее один из самых недооцененных исследователей.
Роберт Гук был гением от науки. Его вклад в самые разнообразные дисциплины крайне важен – он многое сделал не только для биологии, но и для химии, физики, астрономии, геологии и архитектуры. И все же, как ни удивительно, мы даже не знаем, как выглядел этот великий ученый. Ни одного портрета Гука не сохранилось.
Будучи студентом Оксфордского университета, Гук произвел впечатление на выдающихся профессоров естествознания своим талантом проектировать инструменты и ставить опыты. В результате он стал помощником химика Роберта Бойла. В 1662 г. Гука назначили куратором экспериментов во вновь созданном Лондонском королевском обществе, ему предписывалось демонстрировать опыты на собраниях академиков.
Гук завоевал себе место в истории биологии, выпустив книгу «Микрография». Она была опубликована в 1665 г. и фиксировала наблюдения, сделанные ученым с помощью составного микроскопа собственной конструкции. С его помощью Гук исследовал перья птиц, волосы, насекомых и другие организмы. Описания сопровождали изысканные иллюстрации, показывавшие, что Гук был не только первоклассным ученым, но и талантливым художником.
Через микроскоп Гук увидел структуры в кусочке пробкового дерева. Он назвал эти ячейки «клетками».
Самое известное наблюдение Гук сделал, исследуя тонкие срезы пробки. Он увидел, что они были «пористыми, похожими на пчелиные соты», и назвал эти поры «клетками», так как они напомнили ученому кельи, или комнаты монахов, в монастыре. То, что он обнаружил, было стенками клеток в ткани пробки. Гук также сообщил, что замечал похожие структуры в других растениях. Клетки, увиденные Гуком, были пустыми – он думал, что они задействованы в транспортировке жидкостей в живых растениях. Судя по всему, ученый не понял, что открытые им структуры были базовыми единицами всех живых организмов. В 1678 г., когда Антони ван Левенгук сообщил Лондонскому королевскому обществу об увиденных им «зверьках», Гука попросили подтвердить наблюдения голландца, и он успешно это сделал, чем помог Левенгуку получить признание. Сегодня мы знаем, что «зверьками» были одноклеточные простейшие и, возможно, бактерии.
Микроскопы Гука изготавливал лондонский мастер Кристофер Кок, но сам Гук участвовал в их проектировании. У микроскопа были отдельные тубусы фокусировки и шаровой шарнир, чтобы регулировать обзор. Линзы, которые использовались в микроскопе Гука, к сожалению, были плохого качества. Ученый попытался исправить это, но изображение получалось слишком темным. Поэтому он нашел способ направить на свои образцы луч света. Чтобы добиться яркости, он пропускал свет от масляной лампы через наполненный водой сосуд.