لمحة تاريخية عن تطور علم البيولوجيا

يتعامل علم الأحياء مع دراسة الكائنات الحية وعملياتها البيولوجية ، ويتناول هذا المجال جميع جوانب الحياة الفيزيائية والكيميائية ، في هذه المقالة نناقش التفاصيل التاريخية لبدايات هذا العلم منذ اكتشاف الخلايا.

كان روبرت هوك أمين الأدوات في الجمعية الملكية بلندن ، رائدًا في علم الميكروسكوب وعلى اتصال بجميع التطورات العلمية الجديدة ، حيث طور اهتمامًا بمواضيع أخرى متنوعة مثل علم الطيران وبناء الساعات. نُشر كتابه Micrographia في عام 1665 ، وهو عبارة عن مراجعة لسلسلة من الملاحظات التي كتبها أثناء متابعته لتطوير وتحسين المجهر ، والتي توضح بنية الريش ، وإبرة النحل ، وشكل اللسان ، والرخويات ، و قدم الذباب.

صاغ هوك أيضًا كلمة خلية ، من خلال رسم البنية المجهرية للفلين ، عندما أظهر الجدران المحيطة بالمساحات الفارغة التي تمثل الهيكل (الخلايا). وصف هوك أيضًا تشابه بنية أنسجة الأشجار والنباتات الأخرى. وأشار إلى أنه في بعض الأنسجة تمتلئ الخلايا بالسوائل بينما كانت في أخرى فارغة ، وافترض أن وظيفة الخلايا هي نقل المواد عبر أجزاء النبات.

على الرغم من أن أعمال الفحص المجهري الكلاسيكي ليس لها هدف واضح ، يجب أن نتذكر أنها جسدت فيرال أن الملاحظة والخبرة لها أهمية قصوى ، وأن الاعتماد فقط على التخمينات الافتراضية والفلسفية لم يكن كافيًا أبدًا. قلة قليلة منهم عملوا بمفردهم ، منعزلين تمامًا عن بعضهم البعض ، وهو أمر رائع للغاية. كان عليهم تقديم العديد من الملاحظات ذات الأهمية الأساسية ، وكانت الأهمية الكبرى لعملهم هي الكشف لأول مرة عن عالم تظهر فيه الكائنات الحية تعقيدًا لا يُصدق.

ظل العمل بالمجهر المركب ضعيفًا لما يقرب من 200 عام ، ويرجع ذلك أساسًا إلى أن العدسات المبكرة كانت تميل إلى تقسيم الضوء الأبيض إلى الأجزاء المكونة لها ، ولم يتم حل هذه المشكلة الفنية حتى اختراع العدسة اللونية في عام 1830. مجهر مركب حديث مجهر متلألئ مصمم بواسطة الفيزيائي الألماني إرنست آبي ، صمم آبي بعد ذلك نظام إضاءة المرحلة الفرعية الذي مهد الطريق لاكتشافات لاحقة في علم الأحياء في الوقت الذي تم فيه إدخال مكثف المرحلة الفرعية الجديد.

تطور مبادئ علم الأحياء التصنيفية

في عام 1687 ، نشر عالم الرياضيات والفيزياء والفلك الإنجليزي إسحاق نيوتن كتابه العظيم ، الذي وصف فيه الكون كما رآه ثابتًا تتحرك فيه الأرض والأجرام السماوية الأخرى في انسجام وفقًا للقوانين الرياضية. سيطر هذا النهج في التنظيم والتصنيف على علم الأحياء في القرنين السابع عشر والثامن عشر ، ويرجع ذلك إلى حقيقة أن آباء علم النبات في القرن السادس عشر كانوا يكتفون بوصف النباتات ورسمها فقط. لقد جمعوا عددًا كبيرًا ومتنوعًا من النباتات. أظهرت اكتشافاتهم في الخارج أن لكل بلد نباتاته وحيواناته المحلية.

بدأ أرسطو عملية التصنيف بناءً على طريقة التكاثر والموئل الطبيعي لتمييز مجموعات الحيوانات عن بعضها البعض ، واستخدم أيضًا التصنيف على أساس الجنس (الجينات) والأنواع (eidos).

قدم عالم النبات السويسري غاسبار بوهان نظام تصنيف ذي الحدين ، باستخدام اسم عام واسم محدد. كانت معظم مخططات التصنيف المقترحة قبل القرن السابع عشر مشوشة وغير مرضية بشكل عام.

استخدام البنية لتصنيف الكائنات الحية

كان عالم الطبيعة الإنجليزي جون راي وعالم الطبيعة والمستكشف السويدي كارولوس لينيوس مسؤولين عن التصنيف في القرنين السابع عشر والثامن عشر. كان جون راي مهتمًا بشكل خاص بعمل جامعي النباتات القدامى ، وخاصة أولئك الذين حاولوا صياغة بعض طرق التصنيف.

استخدم راي أوصافًا دقيقة جدًا للأجناس والأنواع في مخططاته التصنيفية ، مدركًا الحاجة إلى نظام تصنيف ينطبق على كل من النباتات والحيوانات. لقد أسس نظامه على البنية ، مثل ترتيب أصابع القدم والأسنان في الحيوانات بدلاً من اللون أو الموائل ، كما قدم مفهومًا جديدًا ومهمًا للغاية في علم الأحياء التصنيفي.

إعادة تنظيم مجموعات الكائنات الحية

بدأ معظم علماء التصنيف قبل Linnaeus أنظمة التصنيف الخاصة بهم ، حيث قسموا جميع الكائنات الحية المعروفة إلى مجموعات كبيرة ثم قسموها إلى مجموعات أصغر وأصغر.

لكن لينيوس ، على عكس أسلافه ، بدأ بالأنواع ونظمها في مجموعات أو أجناس أكبر ، ثم رتب الأجناس المماثلة لتشكيل العائلات ، والعائلات ذات الصلة لتشكيل الرتب والطبقات. باستخدام العمل السابق لـ Greu وآخرين ، اختار Linnaeus بنية الأعضاء التناسلية للزهرة كأساس لتجميع النباتات العليا ، وتمييز النباتات المزهرة (phanerogams) عن النباتات المزهرة (cryptogams) ، وتقسيم cryptogams إلى خنثى (ثنائيي الجنس) وأشكال غير جنسية .

في تصنيف الحيوانات ، اعتمد لينيوس على الأسنان وأصابع القدم كخصائص أساسية للثدييات ، واستخدم شكل المنقار كأساس لتصنيف الطيور ، وبعد إثبات إمكانية استخدام نظام تصنيف ذي حدين مبني على أوصاف قصيرة ودقيقة من كائنات المجموعة ، أسس لينيوس نظام علم الأحياء التصنيفي.

طور علماء الأحياء الفرنسيون كونت دي بوفون وجان بابتيست لامارك وجورج كوفييه بعد ذلك تصنيفًا بيولوجيًا ، وقد قدموا جميعًا مساهمات دائمة في علوم البيولوجيا ، لا سيما في مجال الدراسات المقارنة.

اهتم علماء التصنيف اللاحقون بالعلاقات بين الحيوانات وحاولوا شرح أوجه التشابه بينها وكذلك الاختلافات في المصطلحات العامة التي تشمل البنية والتكوين والوظيفة وعلم الوراثة والتطور والبيئة.

تطوير الدراسات البيولوجية المقارنة

اختفى الازدراء بالتشريح البشري في القرن السادس عشر ، وبعد ذلك قام علماء التشريح بتحويل جهودهم نحو فهم أفضل للبنية البشرية ، متجاهلين بشكل عام الحيوانات الأخرى حتى أواخر القرن السابع عشر على الأقل ، عندما بدأ علماء الأحياء يدركون أنه يمكن الحصول على رؤى مهمة من المقارنة. دراسات. دراسات لجميع الحيوانات بما في ذلك البشر.

كان الطبيب الإنجليزي إدوارد تايسون من أوائل علماء التشريح. درس تشريح الشمبانزي غير الناضج بالتفصيل ومقارنته بتشريح جسم الإنسان. بمزيد من المقارنات بين الشمبانزي والرئيسيات الأخرى ، أدرك بوضوح أوجه التشابه بينهما ، وساهم هذا كثيرًا في الأنثروبولوجيا الفيزيائية وكان أيضًا مؤشرًا على العلاقة بين البشر والمخلوقات الرئيسية الأخرى التي كانت موجودة قبل قرنين تقريبًا من داروين.

استخدم جورج كوفييه مجموعات كبيرة من العينات البيولوجية المرسلة إليه من جميع أنحاء العالم للعمل على التنظيم المنهجي للمملكة الحيوانية. كان أحد أولئك الذين أولىوا أكبر قدر من الاهتمام للدراسات المقارنة. لقد قام بربط بين التشريح المنهجي والمقارن لأنه يعتقد أن هناك صلة بين الأجزاء التي بموجبها يرتبط نوع معين من البنية (مثل الريش) بتشكيل تشريحي معين (مثل الجناح) والذي بدوره المرتبطة بتشكيلات محددة أخرى (مثل الترقوة) وما إلى ذلك. يعتقد كوفييه أنه من الممكن استنتاج الكثير من المعلومات التشريحية حول كائن حي حتى لو لم تكن هذه العينة متاحة بالكامل.

كان دور كوفييه رائدًا ، حيث كانت نظريته ذات أهمية عملية كبيرة في دراسة الحفريات ، ونشر كتاب كوفييه (البحث في الحفريات الفقارية) في عام 1812 وضع الأساس لعلم الحفريات. للتوفيق بين اكتشافاته العلمية ومعتقداته الدينية الشخصية.

ادرس أصل الحياة

السؤال التالي يتبادر إلى ذهني: إذا كان تطور نوع ما يتطلب وجود نوع يسبقه ، فكيف نشأت الحياة؟

كانت نظرية التوليد التلقائي واحدة من العديد من الأفكار الفلسفية والدينية المطروحة للإجابة على هذا السؤال ، والتي بموجبها يمكن أن تنشأ الكائنات الحية من مادة غير حية.

مع زيادة وتيرة الاكتشافات في القرنين السابع عشر والثامن عشر ، بدأ الباحثون في دراسة الاعتقاد اليوناني بأن الذباب والحيوانات الصغيرة الأخرى نشأت تلقائيًا من الطين في قاع الجداول والبرك.

بدا لهارفي أنه حل مشكلة النباتات المزهرة والحيوانات الأعلى عندما أعلن عن مفهومه البيولوجي (ex ovo omnia – كل شيء يأتي من بيضة) ، وكلها تنشأ من بيضة.

ثم جاء اكتشاف أنتوني فان ليفينهوك ، الذي أثبت وجود عالم مليء بالكائنات الحية ، ولكن لم يسبق له مثيل ؛ تلك التي تحتاج إلى شرح أولاً.

كان الطبيب والشاعر الإيطالي فرانشيسكو ريدي من أوائل الذين شككوا في التكاثر التلقائي للكائنات الحية ، بعد ملاحظة تطور الديدان والذباب على الجسد المتحلل. أجرى عددًا من التجارب في عام 1668 ، أدت جميعها إلى نفس النتيجة: إذا تم استبعاد الذباب من اللحوم الفاسدة ، فلن تتطور الديدان ، لكن البيض الذي يضعه الذباب تطور إلى يرقات في الهواء متصلة باللحوم المكشوفة. .

عاد دعم مفهوم التوليد التلقائي في عام 1745 مع نشر بعض الاكتشافات المجهرية الجديدة لعالم الطبيعة الإنجليزي والقس الكاثوليكي جون توربر فيل نيدهام. وجد نيدهام أن أعدادًا كبيرة من الكائنات الحية تطورت فيما بعد من خلال الحقن المحضرة من مواد مختلفة تعرضت للحرارة الشديدة لمدة 30 دقيقة في أنابيب مغلقة. بافتراض أن مثل هذه المعالجة الحرارية يجب أن تكون قد قتلت جميع الكائنات الحية السابقة ، ثم أوضح وجودها على أساس التولد التلقائي ، حيث بدت التجارب مؤكدة حتى حصل الفيزيولوجي الإيطالي لازارو سبالانزاني على نتائج متكررة ومتضاربة.

نشر سبالانزاني نتائجه حوالي عام 1775 ، مدعيا أن نيدهام لم يقم بتسخين الأنابيب التي كان يستخدمها لفترة كافية ولم يغلقها بشكل صحيح. بينما كان ينبغي أن تكون نتائج سبالانزاني مقنعة ، حصل نيدهام على دعم عالم الطبيعة الفرنسي المؤثر بوفون ، تاركًا مسألة التوليد التلقائي دون حل.

اقرأ أيضًا:

مقدمة في علم الأحياء التركيبي

ما هو علم الأحياء الدقيقة – علم الأحياء الدقيقة؟

ترجمة: لجين الحفار

تحرير: منال توفيق الضالع

مراجعة: محمد حسن أجك