Dejiny biológie - 19. storočie

Pred 19. storočím sa nedalo presne hovoriť o histórii biológie, pretože pojem "biológia" ešte neexistoval. Skôr sa hovorilo o histórii vedy o živote. Termín "biológia" (gr. bios = život, logos = veda) použil prvýkrát KARL FRIEDRICH BURDACH (1800) a nezávisle na ňom LAMARCK a nemecký lekár TREVIRANUS v roku 1802, ktorý biológiu definoval ako náuku o živote.

Bunková teória

Neustále mikroskopické pozorovania živočíšnych tkanív, rastlinných pletív a mnohých mikroorganizmov viedli napokon k postulácii, že základnou stavebnou časticou každého živého organizmu je bunka. Táto tzv. bunková teória bola formulovaná v roku 1838.

Formulovatelia bunkovej teórie boli:

  • český anatóm a fyziológ JAN EVANGELISTA PURKYNĚ (1787-1869)
  • nemecký botanik MATTHIAS JAKOB SCHLEIDEN (1804-1881)
  • nemecký fyziológ, histológ a cytológ THEODOR SCHWANN (1810-1882)
  • nemecký lekár RUDOLF LUDWIG KARL VIRCHOW (1821-1902)

Evolučné teórie

Lamarckizmus

Tvorcom prvej ucelenej evolučnej teórie bol francúzsky prírovedec JEAN BAPTISTE DE LAMARCK (1744-1829). Vo svojom diele Filozofia zoológie (Philosophie zoologique, 1809) predložil vývojové zákony:

  • snaha organizmu po zväčšovaní objemu tela
  • nový orgán vzniká v dôsledku novovzniknutej potreby
  • vývoj orgánov závisí od ich používania
  • všetko čo organizmus nadobudol počas života sa prenáša na potomstvo

Po vzniku genetiky bol napadnutý hlavne 4. bod, pretože súčasné poňatie evolúcie nepripúšťa dedičnosť získaných vlastností. Evolučná teória založená na Lamarckovej dedičnosti získaných vlastností sa nazýva lamarckizmus.

Lamarck sa veľmi intenzívne zaoberal aj zoológiou bezstavovcov a považuje sa za zakladateľa paleontológie bezstavovcov.

Francúzsky prírodovedec ÉTIENNE GEOFFROY SAINT-HILAIRE (1772-1844) bol veľkým zástancom lamarckizmu. Formuloval 3 základné dodnes akceptovateľné princípy, podľa ktorých sa riadi stavba všetkých organizmov:

  • princíp analógie - všetky živočíchy sú zložené z rovnakých častí, ktoré sú v rôznom stupni vývoja
  • princíp súvislosti - všetky funkčne rovnaké orgány majú v tele rovnakú polohu a rovnakú súvislosť s inými orgánmi
  • princíp rovnováhy orgánov - vzrast alebo oslabenie jedného orgánu je závislé od zväčšenia alebo zmenšenia iného orgánu, následkom čoho je hmotnosť tela v rovnováhe

Darwinizmus

Nepochybne najznámejším zakladateľom súčasnej evolučnej teórie bol Angličan CHARLES ROBERT DARWIN (1731-1802). Najviac ho ovplyvnila práca demografa THOMASA ROBERTA MALTHUSA (1766-1834) - Princípy populácie (Principles of population, 1798), kde mimochodom bol prvýkrát použitý termín "populácia". Darwin videl v tejto práci podobnosť ľudskej spoločnosti so živočíšnou ríšou, v ktorej prírodný výber ("boj o prežitie") je základom evolúcie. Významnou mierou dopomohol Darwinovi k formulovaniu jeho teórie aj anglický biogeograf ALFRED RUSSELL WALLACE (1823-1913).

Darwin svoje myšlienky sformuloval v diele O pôvode druhov cestou prírodného výberu (On the origin of species by means of natural selection). Evolúciu vysvetlil tak, že prežije druh, ktorý je na svoje podmienky lepšie adaptovaný, a teda že selekcia odstráni menej adaptovaných. Darwinova evolučná teória bola definitívne sformulovaná po jeho cestách po Galapágoch (Darwinove pinky). Zástancovia Darwinovej evolučnej teórie sú tzv. darwinisti.

Okrem prírodného výberu definoval v ďalších dielach aj pohlavný výber (The descent of man and selection in relation to sex, 1871), za ktoré sa mu dostalo veľkej kritiky od cirkvi, a umelý výber (Animals and plants under domestication, 1868), kde pojednáva o človeku ako o faktore evolúcie v šľachtiteľstve.

ERNST HEINRICH HAECKEL (1834-1919) je autorom biogenetického zákona (tiež zákon rekapitulácie), ktorý v stručnosti hovorí o tom, že "ontogenéza je skrátená fylogenéza". To znamená, že živočích prejde počas svojho embryonálneho vývinu takými obdobiami a vyskytujú sa u neho také orgány, ktorými boli charakteristickí jeho evolučne starší predkovia v dospelosti. Samozrejme, nemožno to brať úplne doslovne, niektoré znaky predkov môžu úplne chýbať, alebo sú prítomné len v náznakoch. Haeckel ako fylogenetik je autorom pojmu Protista, ktorý zahŕňa všetky jednobunkovce, vrátane baktérií.

Neodarwinizmus

AUGUST WEISMANN (1834-1914) sa považuje za zakladateľa neodarwinizmu. Ten vznikol skĺbením Darwinovej evolučnej teórie a poznatkov modernej genetiky, ktoré ešte počas života Darwina neexistovali. Weismann rozlíšil hmotu bunky na somatoplazmu a karyoplazmu, ktorá je nositeľom tajomstva dedičnosti. Svojou teóriou, ktorá sa nazýva Weismannova bariéra, odbúral myšlienku dedičnosti získaných vlastností, pretože tvrdil, že ak má byť niečo dedičné, musí to zasiahnuť jadro.

Na dôkaz svojej teórie Weismann choval 12 rokov laboratórne myši, pričom každej mladej myške odstrihával chvost. Aj po mnohých generáciách sa stále rodili všetky myši s chvostom.

Embryológ a anatóm KARL ERNST VON BAER (1792-1876) kritizoval Darwina za to, že považoval "náhodu" za základ vývoja organizmov (náhoda v zmysle že smer evolúcie nie je dopredu určený ale je náhodný). Nahradil preto pojem "náhoda" pojmom "cieľavedomé úsilie". Fylogenézu teda vnímal ako cestu zdokonaľovania sa a lepšej kompenzácie tlakov prostredia (snaha čo najlepšie sa adaptovať). Okrem toho prvýkrát pozoroval samičie pohlavné bunky cicavcov.

Švajčiarsky botanik KARL WILHELM VON NÄGELI (1817-1891) dokazoval, že prírodný výber nie je činiteľom, ktorý utvára nové formy, ale že tento môže iba zničiť prechodné bezúčelné formy (napr. albinotický živočích (albín - biely, bez farebného pigmentu) je viditeľnejší pre predátora). Podobne ako Baer veril vo vnútornú hybnú silu po zdokonaľovaní sa.

Popieranie teórie abiogenézy

Vieru mnohých v existenciu prvoplodenia nepotlačili ani pokusy FRANCESCA REDIHO (1621-1697) s larvami múch v 17. storočí, ktorý dokázal, že larvy múch sa nevyskytovali na rozkladajúcom sa mäse, ktoré bolo na rozdiel od mäsa voľne dostupného muchám uložené v nedostupnom boxe. S definitívnym pádom teórie prvoplodenia úzko súvisí búrlivý rozvoj lekárskej mikrobiológie.

Najväčšiu zásluhu na poprení teórie abiogenézy mal francúzsky chemik LOUIS PASTEUR (1822-1895), ktorý dokázal, že kvasenie nie je zvláštnym spôsobom umierania organickej hmoty, ale že súvisí s prítomnosťou mikroorganizmov. Zároveň dokázal, že mikroorganizmy nevznikajú spontánne, ale že ich základom je iná generácia mikroorganizmov, a že nevznikajú v dôsledku kvasenia či hniloby, ale naopak mikroorganizmy tieto procesy vyvolávajú ak sa dostanú do vhodného prostredia. Pasteur zaviedol do praxe aj ochranné opatrenia, aby predišiel rozmnožovaniu patogénnych organizmov. Tento postup sa nazýva na jeho počesť pasterizácia. Vypracoval aj laboratórne metódy na pestovanie mikroorganizmov na živných pôdach. Objavil taktiež aktívnu imunizáciu (očkovanie proti besnote).

Ďalším významným mikrobiológom 19. storočia bol nemecký lekár ROBERT KOCH (1843-1910). Preštudoval vývoj pôvodcu anthraxu (mikrób Bacillus anthracis), tuberkulózy (mikrób Mycobacterium tuberculosis) a cholery (mikrób Vibrio cholerae). FRIEDRICH LÖFFLER (1852-1915) objavil pôvodcu záškrtu (mikrób Corynebacterium diphteriae). PAUL EHRLICH (1854-1915) vynašiel liečivo proti syfilisu a trypanozómam.

Ruský mikrobiológ SERGEJ NIKOLAJEVIČ VINOGRADSKIJ (1856-1953) použil mikrobiologické metódy na štúdium baktérií vyskytujúcich sa v pôde. Pokladá sa za zakladateľa pôdnej bakteriológie.

Rozvoj ostatných vedných disciplín

Významným porovnávacím anatómom živočíchov 19. storočia bol francúzsky paleontológ GEORGES CUVIER (1769-1832). Na základe prác s fosílnymi a recentnými (dnes sa vyskytujúcimi) živočíšnymi druhmi dospel k teórii katakliziem (katastrof), ktoré pravidelne postihujú Zem, čím vysvetľoval striedanie živočíšnych foriem. Bol zástancom stálosti druhov (neuznával evolúciu).

K poznatkom zo živočíšnej fyziológie prispel významnou mierou ruský lekár a profesor fyziológie IVAN PETROVIČ PAVLOV (1849-1936) svojim objavom vrodených a podmienených reflexov.

ILJA ILJIČ MEČNIKOV (1845-1916) je považovaný za objaviteľa fagocytózy.

Na poli rastlinnej fyziológie bol významným vedcom český rastlinný fyziológ a anatóm BOHUMIL NĚMEC (1873-1966), ktorý v roku 1900 publikoval statolitovú teóriu, na základe ktorej rastliny vnímajú zemskú gravitáciu.