Развитие биологии в XVIII–XIX вв.

Одним из важных достижений систематики во второй половине XIX в. следует признать наведение порядка в основных ее категориях.

Развитие эмбриологии животных и растений

В эмбриологии продолжались традиции сравнительного изучения начальных стадий развития позвоночных, но недостаточно проводились исследования зародышевого развития беспозвоночных.

Прогресс в изучении эмбрионального развития беспозвоночных и сходства его стадий с позвоночными был достигнут благодаря исследованиям А.О. Ковалевского (1840–1901), И.И. Мечникова (1845–1916), Ф. Мюллера (1821–1897).

Эмбриология до А.О. Ковалевского разрабатывалась на примере отдельных позвоночных и отрицала единство происхождения животного мира. Последующие исследования подтвердили гомологию зародышевых листков позвоночных и беспозвоночных, что имело важное значение для утверждения идеи единства происхождения многоклеточных животных вообще. Исследования по эмбриологии животных способствовали также постановке проблемы взаимоотношения индивидуального и исторического развития – онто-и филогенеза. Было признано, что любая стадия онтогенеза может подвергаться эволюционным преобразованиям разными способами.

Исследования в области эмбрионального развития растений в указанный период не привлекали теоретического интереса, подобно эмбриологии животных. Была раскрыта роль перекрестного опыления в жизни растений.

В 70-х годах XIX в. был описан процесс оплодотворения у голосеменных. Важной вехой в развитии эмбриологии растений признаны работы С.Г. Навашина (1857–1930), открывшего явление двойного оплодотворения у покрытосеменных.

Исследования в области эмбриологии оказали влияние на прогресс других областей биологии.

Успехи изучения структурно-функциональной организации живых существ

Усилиями специалистов в области цитологии, анатомии и физиологии был достигнут значительный прогресс в познании структурно-функциональной организации животных и растений, что обогатило представления о единстве их происхождения.

В области изучения животных уделялось внимание комплексному изучению строения организмов, взаимосвязи и гомологии разных систем органов, происхождению и эволюции черепа и конечностей позвоночных. Результаты таких исследований легли в основу филогенетических древ. Физиология животных развивалась как экспериментальная наука. Используя методы физики и химии, физиологи пытались выяснить основные обменные процессы, определяющие состояние жизнедеятельности организма.

Во второй половине XIX в. в физиологии выделяются два направления исследования как основные: целостность организма и роль факторов среды в его жизнедеятельности (соотношение организма и среды). Эти исследования оказали большое влияние на развитие практической медицины (развитие учений о координации рефлекторных реакций, торможений центральной нервной системы). Одновременно проводилось изучение функций головного мозга и его роли в психической деятельности организма. Заслугой И.М. Сеченова (1829–1905) перед мировой наукой считается открытие в головном мозге центров не только угнетающих спинномозговые рефлексы, но и оценку их значения для координации двигательных актов. В этот же период закладываются основы физиологии зрения и слуха.

Прогресс был достигнут и в таких областях, как физиология кровообращения, нервной регуляции сердца и сосудов, физиологии поглощения и выделения углекислого газа кровью, связи между поглощением кислорода легкими и выделением углекислоты, локализации центров дыхания в продолговатом мозгу, нервного механизма авторегуляции дыхания и роли возбуждения дыхательного центра в содержании кислорода и углекислого газа в крови, физиологии пищеварения и секреторно-моторной деятельности пищеварительного тракта, а также физиологии обмена веществ и выделительной системы.

Исследования в области физиологии растений отличались эволюционной направленностью. Общим для физиологии растений было внедрение экспериментального и количественного подходов во все ее разделы при оценке состояния жизнедеятельности растений. В этот период удалось показать, что растения при выращивании на питательных средах могут синтезировать органическое вещество, используя углерод атмосферы при наличии света. Значительный успех в изучении фотосинтеза связан с выяснением роли его пигментов выделением твердого кристаллического хлорофилла.

Физиологи растений достигли заметных успехов также в области минерального питания. В конце XIX в. был решен вопрос и о роли микроорганизмов в фиксации атмосферного азота. Исследования в области физиологии растений показали приспособительный характер процессов жизнедеятельности.

Представления о структурно-функциональной организации живой природы были углублены изучением микроорганизмов, что привело к формированию микробиологии как науки. Успехи микробиологии были обусловлены практическими задачами медицины и животноводства – изучением микроорганизмов как возбудителей инфекционных болезней. Был достигнут прорыв в понимании этиологии таких болезней, как сибирская язва, туберкулез, холера, чума, процессов брожения, создании методов выделения и культивирования микроорганизмов и оборудование для работы с бактериями. Заложены основы промышленной микробиологии и практики вакцинации против ряда инфекционных заболеваний, разработана теория брожения и иммунитета.