10 průkopnických prvních v biologii

Je snadné zapomenout na to, že nápady, které se nám v dnešní době zjevně naznačují, se stovkami kolektivních zpětných prohledávek obvykle nevycházejí. Skutečnost, že brát některé věci za samozřejmé, je pravděpodobně součástí toho, proč jsou jejich příběhy o původu tak zajímavé. Již jsme se zabývali příklady ze zákona, medicíny a astronomie. Teď je to obrat biologie.

10 Realizace, že zvířata mohou zaniknout

Pokud byste kráčeli po pláži a našli byste zkamenělinu, přirozeně byste předpokládali, že pochází z některých dlouho ztracených druhů. Myšlenka, že druhy umírají, je pro nás tak normální, že je těžké si představit dobu, kdy lidé mysleli, že každý typ stvoření je někde naživu. Přesto lidé věřili, že Bůh stvořil všechno - proč by vytvořil něco, co by nebylo vhodné pro život?

Georges Cuvier byl první osobou, která tuto otázku zpochybnila. V roce 1796 napsal článek o sloních, ve kterém popsal africké a asijské variace. Zmínil se také o třetím druhu slonů, který vědě poznává jen kosti. Cuvier poznamenal klíčové rozdíly ve tvaru třetí čelovky slona a navrhl, že to byl úplně jiný druh. Říká se mu mastodon, ale kde jsou živé exempláře?

Podle Curviera: "Všechny tyto skutečnosti, které jsou mezi sebou konzistentní, a nikoli proti němu, se mi zdá, že dokážu existenci světa, který předchází našemu, zničen nějakou katastrofou." tento revoluční nápad. Curvier provedl výzkum starověkých zkamenělin na obratlovcích - v tomto procesu se jmenoval Pterodactyl - a zjistil, že plazi byli kdysi dominantním druhem.

9 První buňky vyrůsté mimo tělo

Pokud si biolog hodlá provést výzkum vnitřního fungování živočišných buněk, je mnohem jednodušší, pokud tyto buňky nejsou v té době součástí zvířete. V současné době biologové kultivují obrovské množství buněk in vitro, s různými výhodami pro naše chápání života. První člověk, který se snažil udržet buňky živé mimo hostitele, byl Wilhelm Roux, německý zoolog. V roce 1885 dal část kuřecího embrya do fyziologického roztoku a udržel ho několik dní naživu.

Výzkum pokračoval několik desetiletí, kdy vědci udržovali tkáň naživu, ale až do roku 1907 se někdo podařilo vyvíjet nové buňky v roztoku. Ross Harrison vzal tkáň z embryí žáby a dokázal je přimět k produkci nových nervových vláken, které se mu podařilo udržet měsíc naživu. Nyní mohou být buněčné linie skutečně zachovány na neurčitou dobu - vědci stále provádějí experimenty na liniích od ženy, která byla mrtvá již více než 50 let.

8Zjetí homeostázy

Pravděpodobně jste se dozvěděli o homeostáze ve škole, ale je snadné zapomenout, jak důležité je. Homeostáza je jedním ze čtyř sjednocujících principů moderní biologie spolu s evolucí, genetikou a teorií buněk. Základní myšlenku lze zapsat do krátké fráze: organismy regulují své vnitřní prostředí. Ale jako mnoho dalších myšlenek, které lze krátce shrnout - objekty s hmotností se navzájem přitahují, Země obíhá kolem Slunce, není žádná lžička - je to vlastně docela hluboký pohled na povahu našeho světa.

Muž, který přišel s touto myšlenkou, byl Claude Bernard, plodný vědec z poloviny 19. století, který bojoval s Ludvíkem Pasteurorem za slávu (opravdu byli dva přátelé). Bernard udělal velké pokroky v pochopení fyziologie, ačkoli jeho láska k životu zničila jeho první manželství a jeho manželka pokračuje v kampani proti své práci. Přesto homeostáza - kterou zavolal milieu intérieur- neměla svou skutečnou důležitost uznanou až desetiletí po Bernardově smrti.

V přednášce z roku 1887 vysvětlil Bernard svou teorii: "Živé tělo, i když potřebuje okolní prostředí, je od něj relativně nezávislé. Tato nezávislost, kterou má organismus na svém vnějším prostředí, vyplývá ze skutečnosti, že v živé bytosti jsou tkáně ve skutečnosti staženy z přímých vnějších vlivů a jsou chráněny skutečným vnitřním prostředím, který je tvořen zejména cirkulačními tekutinami v těle. "

Vědec před časem často jde úplně nerozpoznaný, ale Bernardova jiná práce stačila na to, aby si upevnila jeho pověst. Nicméně to trvalo 50 let, než se věda dostala až k bodu, který by mohl testovat, potvrdit a ocenit jeho nejdůležitější myšlenku. Jeho vstup do roku 1911 Encyklopedie Britannica vůbec nezmiňoval homeostázu. O šedesát let později se stejná publikace nazývá jeho "nejvýznamnějším příspěvkem".

7 První izolace enzymu

Bezpochyby jste se dozvěděli o enzymech ve škole, ale pokud jste trochu rezavý, jsou to velké proteiny, které pomáhají chemickým reakcím. Mimo jiné pomáhají dělat opravdu efektivní prací prášek. Umožňují také desítky tisíc chemických reakcí v živých organismech (z nichž mnohé mohou vést ke vzniku skvrn, díky nimž je prací prášek tak nutný). Enzymy jsou pro život stejně důležité jako DNA - náš genetický materiál se bez nich nemůže kopírovat.

První enzym objevil amylázu, nazývanou také diastáza, kterou máte právě v ústech. Rozkládá škrob na cukr a objevil se francouzský průmyslový chemik Anselme Payen v roce 1833. On koncentroval enzym, ale směs byla nečistá. Po dlouhou dobu mnoho biologů věřilo, že získávání čistého enzymu může být nemožné.

To trvalo téměř 100 let pro americký chemik James Batcheller Sumner, aby je dokázal špatně. Na začátku dvacátých let minulého století se Sumner zaměřil na izolaci enzymu. Jeho cíl byl tak smělý, že mu skutečně ztratil stipendium s jedním z předních odborníků v oboru, kteří si mysleli, že plán je směšný.Sumner se navíc začal tlačit a v roce 1926 izoloval ureázu, enzym, který rozkládá močovinu do svých chemických složek. Někteří jeho kolegové po dlouhá léta pochybovali o svých výsledcích, ale nakonec byli nuceni přiznat. Sumnerova práce získala v roce 1946 Nobelovu cenu.

6Výpočet, že celý život má společného předka

Kdo byl první člověk, který navrhl, aby se celý život vyvinul z jediného tvora? Spousta z vás by pravděpodobně odpověděla "Charlese Darwina". Je pravda, že Darwin vyjádřil tento nápad - jeden z nejvíce citlivých linií v Na původu druhů je: "V tomto pohledu na život je velkolepost s několika pravomocemi, které byly původně vdechovány do několika forem nebo do jednoho." Nicméně, i když jsme od toho, abychom snižovali Darwinovy ​​úspěchy, myšlenka společného předka byla skutečně poprvé vyjádřil desetiletí dříve.

V roce 1740, muž s nejvíce francouzským jménem v historii, Pierre Louis Moreau de Maupertuis, naznačil, že "slepý osud" může způsobit širokou škálu jednotlivců, z nichž přežili jen ti nejschopnější. V roce 1790 upozornil Immanuel Kant, že by to mohlo znamenat původní rodiče života. O pět let později Erasmus Darwin napsal: "Bylo by příliš odvážné si představit, že všechna teplokrevná zvířata pocházejí z jednoho živého vlákna?" Vnuk Charles se rozhodl, že to vůbec nebude příliš odvážné.

5 Vynález barvení

Pokud jste někdy viděli snímky buněk pořízených mikroskopem (nebo se na ně podívali mikroskopem), je tu velká šance, že byly nejprve barveny. Barvení nám umožňuje vidět části buněk, které nejsou obvykle viditelné, a vidět viditelné věci jasněji. Existuje spousta různých způsobů barvení a je to jedna z nejzákladnějších technik v mikrobiologii.

První člověk, který na mikroskop zkoumal vzorek, byl Jan Swammerdam, holandský přírodovědec. Swammerdam je nejznámějším objevem červených krvinek, ale strávil svou kariéru, když se díval na vše pod mikroskopem. V šedesátých letech 20. století napsal o použití "barevných likérů" na rozřezaných červi, "tím lépe rozlišujeme jejich vnitřní části, které jsou všechny stejné barvy."

Bohužel pro Swammerdam tento text nebyl publikován dalších 50 let, kdy už byl mrtvý. Mezitím jeho náměstkyně a přírodovědec Antonie van Leeuwenhoek s nápadem přicházeli nezávisle. V roce 1719 použil Leeuwenhoek šafrán na zkoumání svalových vláken a je obvykle považován za otce této techniky. Vzhledem k tomu, že oba muži přišli s nápadem a oba skončili s pověstí jako průkopníky mikroskopie, pravděpodobně se nic necítí v žádném případě.

4Vývoj teorie buněk

"Každá živá bytost je vyrobena z buněk," je fráze, která se pravděpodobně dostane méně nesouhlasu než "Země není plochá". Teorie buněk je z velké části považována za samozřejmost, ale myšlenka se vlastně neobjevila až do 19. století , 150 let poté, co Robert Hooke poprvé prohlížel buňky mikroskopem. V roce 1824 Henri Durochet napsal o buňce: "Je zřejmé, že je základní jednotkou organizovaného státu; všechno je nakonec odvozeno z buňky "- ačkoli to napsal ve francouzštině.

Kromě buněk, které jsou základní jednotkou života, teorie buněk také obsahuje myšlenku, že se nové buňky tvoří, když se rozdělí další buňka do dvou. Dutrochet tuto část postrádal (věřil, že se v jeho rodiči tvoří nové buňky). Počáteční realizace, že buňky do poloviny reprodukují, patří dalšímu Francouze, Barthelemymu Dumortierovi, ale existuje tucet dalších lidí, kteří přispěli. Někdy může být teorie připoutána k jednotlivci - Newtonovi, Galileovi, Darwinovi a Einsteinovi na jar - nicméně teorie buněk nemůže. Stalo se to proto, že mnoho lidí udělalo malé kroky směrem k pokroku, stejně jako moderní věda funguje.

3Sekvenční DNA

Až do nedávné smrti měl britský vědec Frederick Sanger jedinečný rozdíl mezi tím, že byl jediným živým člověkem, který získal dvě Nobelovy ceny. Je to práce za jeho druhým oceněním, které mu získalo místo na tomto seznamu (což je jen o málo méně cti). Jeho Nobelova cena z roku 1980 byla sdílena s Waltem Gilbertem, americkým biochemistou. V roce 1977 oba publikovali metodu pro zjišťování sekvence stavebních bloků v řetězci DNA.

Význam tohoto průlomu se odráží v tom, jak rychle Nobelova komise odměnila vědce. Nakonec se Sangerova metoda ukázala levnější a jednodušší a stala se standardem čtvrt století. Kolony nerovnoměrně rozložených drah Sangerova způsobu jsou okamžitě rozpoznatelné jako DNA testy. Při vynalézání této techniky vydal Sanger cestu pro revoluce v oblasti trestního soudnictví, evoluční biologie, medicíny a dalších.

2Zjetí virů

V šedesátých letech se Louis Pasteur proslavil svou bakteriální teorií onemocnění. Pasteurové zárodky byly jen napůl příběhem. Prvotní zastánci teorie zárodečných kmenů si mysleli, že infekční nemoci byly všechny způsobeny bakteriemi. Ale běžná nachlazení, chřipka, HIV, a bezpočet dalších stavů jsou způsobeny jiným zcela virem.

Martinus Beijerinck je muž, který poprvé uvědomil, že bakterie nejsou celý příběh. V roce 1898 využil mýdla z tabákových rostlin nakažených stavem známým jako mozaika. Prošel mýdlovou sítí tak jemnou, že dokáže odfiltrovat všechny bakterie. Když Beijerinck vytřífil filtrované kapaliny na zdravé rostliny, stále se zhoršily. Zopakoval experiment a nenalezl žádnou ztrátu nákazy. Došel k závěru, že je to problém, možná tekutina. Říkal to contagium vivum fluidum, nebo rozpustné živé klíčky.

Beijerinck také vzal staré anglické slovo, virus, a dal jej tajemnému agentovi. Objev, že viry nebyly tekutinou, padly americkému Wendellovi Stanleymu. To chvíli trvalo - Stanley se ani nenarodil až v roce 1904, šest let po objevu Beijerinckova. Pro svou práci na virech byl Stanley jedním z příjemců Nobelovy ceny za chemii z roku 1946, kterou si můžete vzpomenout, byl sdílen s Jamesem Sumnerem za práci na enzymech.

1 Odmítnutí předformalizace

Jeden z nejvíce neobvyklých nápadů historie byl preformationismus, v jednom okamžiku vedoucí teorie o vytvoření dětí. Jak vyplývá z jeho jména, teorie uváděla, že všechny stvoření byly předtvarované - to znamená, že jejich tvar byl dokončen ještě předtím, než začaly růst. Jednoduše řečeno, lidé věřili, že uvnitř spermatu nebo vejce existuje miniaturní lidské tělo a čeká na nalezení místa, kde by se mohly rozšířit. Tento drobný člověk byl nazýván homunculus.

Jedním z klíčových zastánců preformationismu byl Jan Swammerdam, vynálezce barevných technik z dříve. Tato myšlenka byla populární již více než 100 let v časných dobách vědy, od poloviny 17. století až do konce 18. století.

Alternativou k preformacionalismu je epigeneze, myšlenka, že život vychází z řady procesů. Prvním člověkem, který dal tuto teorii vpřed, proti pozdějšímu přijetí předformalizace, byl Caspar Friedrich Wolff. V roce 1759 napsal článek, který popisuje vývoj embrya jako začátek s vrstvou buněk. Jeho práce byla v té době kontroverzní, ale vylepšení technologie mikroskopu znamenalo, že přijetí jeho myšlenek je nevyhnutelné. Během doby, kdy se 19. století stočilo, byl preformationismus zcela mrtvý.