Կենսաբանության պատմություն

Ճանճի նկարը Ռոբերտ Հուկի «Միկրոգրաֆիա» աշխատությունից (1665)

Էռնստ Հեկկելի Կյանքի ծառը (1879)

«Կենսաբանություն» եզրույթը միմյանցից անկախ առաջարկել են ֆրանսիացի գիտնական Ժան Բատիստ Լամարկը և գերմանացի գիտնական Գոտֆրիդ Տրևիրանուսը 1802 թվականին։ Շվեդ գիտնական Կառլ Լիննեյը 1736 թվականին առաջին անգամ օգտագործել է «biologi» բառն իր «Bibliotheca botanica» աշխատության մեջ։ Միքայել Քրիստոֆ Հանոֆը՝ Քրիստիան Վոլֆի աշակերտը, այն կրկին օգտագործել է 1766 թվականին «Philosophiae naturalis sive physicae։ tomus III, continens geologian, biologian, phytologian generalis» աշխատության մեջ։ 1797 թվականին Թեոդոր Աուգուստ Ռոոզեն բառն օգտագործել է «Grundzüge der Lehre van der Lebenskraft» աշխատության նախաբանում։ Կառլ Ֆրիդրիխ Բուրդախը տերմինն օգտագործել է 1800 թվականին՝ ավելի սահմանափակ իմաստով՝ որպես մարդկային էակների ձևաբանական, ֆիզիոլոգիական և ֆիզիկական հատկանիշներն ուսումնասիրող գիտություն (Propädeutik zum Studien der gesammten Heilkunst)։ Բառն սկսեց կիրառվել Գոթֆրիդ Ռայնհոլդ Տրևիրանուսի 6 հատորանոց Biologie, oder Philosophie der lebenden Natur (1802-22) աշխատության մեջ^[8]։

Չնայած ժամանակակից կենսաբանությունը համեմատաբար երիտասարդ գիտություն է, կենսաբանական մտքերը ներառող շատ գիտություններ եղել են վաղուց։ Բնափիլիսոփայությունն ուսումնասիրվել է դեռ Միջագետքում, Եգիպտոսում, Հինդուստանում և Չինաստանում։ Այնումենայնիվ, ժամանակակից կենսաբանության ծագումը և բնության հետազոտման մոտեցումները կապվում են Հին Հունաստանի հետ^[9][10]։ Կենսաբանության զարգացմանը մեծապես նպաստել են Հիպոկրատի, Արիստոտելի, Դալենի հետազոտությունները, որոնք հիմնականում նպաստել են կենսաբանության մի բնագավառի՝ զարգացման կենսաբանության զարգացմանն ու առաջընթացին։ Հատկապես կարևոր է Արիստոտելի «Կենդանիների պատմություն» աշխատությունը։ Արիստոտելի աշակերտ Լիցեյը և Թեոփրաստեսը գրել են մի շարք աշխատություններ բուսաբանության վերաբերյալ, որոնք պահպանվել և համարվում են հին աշխարհի բուսաբանական կարևոր հետազոտություններ^[11]։ Բուսաբանական առաջին հետազոտությունները նպատակ ունեին պարզելու բույսերի բուժիչ հատկությունները։

Միջնադարյան իսլամական աշխարհի հետազոտողները նույնպես գրել են կենսաբանության մասին, հատկապես՝ Ալ-Ջահիզը (781-869), Ալ-Դինավարին (828-896), որը հետազոտում էր բուսաբանություն^[12], և Ռահեզը, որն ուսումնասիրում էր անատոմիա և ֆիզիոլոգիա (865-925)։ Իսլամական հետազոտողները հատկապես հետաքրքրված էին բժշկությամբ և աշխատում էին հույն փիլիսոփաների ավանդույթներով. բնական պատմությունը հիմնվում էր հիմնականում արիստոտելյան մտքի վրա։

Կենսաբանությունն առանձնակի վերելք է ապրել Անտոն վան Լևենհուկի կողմից մանրադիտակի ստեղծումից հետո, ինչի օգնությամբ կատարված ուսումնասիրություններով հաստատվեց կենդանական և բուսական օրգանիզմների բջջային կառուցվածքը։ Յան Սվամերդամի հետազոտությունները և հետաքրքրությունը սաղմնաբանության մեջ նպաստեցին մանրադիտակային պատրաստուկների ներկման և հատման տեխնիկաների մշակմանը^[13]։ Նշված աշխատանքները սաղմնաբանության մեջ հանգեցրեցին 2 սխալ ուղղությունների, որոնցից մեկի հետևորդները՝ օվիստները, պնդում էին, թե ապագա օրգանիզմի պատրաստի սաղմերը տեղավորված են ձվաբջջում, մյուսի հետևորդները՝ անիմալկուլիստները, առաջնությունը տալիս էին սպերմատոզոիդին։

17-րդ և 18-րդ դարերում կենդանաբանությունը և բուսաբանությունը շարունակում էին զարգանալ նկարագրական ուղղությամբ, և անհրաժեշտ էր դասակարգել կուտակված փաստերը։ Վիլհելմ Լեյբնիցը կանխագուշակում է կենդանիների և բույսերի միջև միջանկյալ փոխանցիկ ձևերի գոյությունը։ Բյուֆոնը փորձում է օրգանիզմների մոտ ձևերի առկայությունը բացատրել մեկը մյուսից առաջանալու հիպոթեզով։ Նա հնարավոր էր համարում մի տեսակի վերափոխումը մի այլ տեսակի՝ կլիմայի, հողի, ջրի, սննդի ազդեցությամբ։ Գիտնականների մի խումբ այդ ժամանակաշրջանում հայտնագործեց բույսերի գազափոխանակության և ֆոտոսինթեզի պրոցեսը։ Միաժամանակ ապացուցվեց, որ բույսերի կողմից ֆոտոսինթեզի ժամանակ անջատված թթվածինը ծառայում է կենդանիների շնչառությանը, իսկ անջատված ածխաթթու գազը՝ ֆոտոսինթեզին (Ջոզեֆ Պրիստլ, Յան Ինհենհաուզ, Ժան Սենյեբե)։

Մանրադիտակային հետազոտությունները նաև հսկայական ազդեցություն գործեցին կենսաբանական մտածողության վրա։ 19-րդ դարի սկզբում մի շարք կենսաբաններ մատնանշեցին բջջի կենտրոնական դիրքը։ 1838 թվականին Շլայդենը և Շվանը սկսեցին մշակել այն գաղափարը, որ բջիջը բոլոր օրգանիզմների պարզագույն միավորն է, որ բջիջն ունի կյանքի բոլոր պարզագույն հատկանիշները. և որ բջիջներն առաջանում են նախկին բջիջների տրոհման արդյունքում։ Ռոբերտ Ռեմակի և Ռուդոլֆ Վիրխովի աշխատանքների շնորհիվ 1860-ական թվականներին կենսաբանների մեծ մասը հաստատեց այս դրույթները, որը հայտնի դարձավ բջջային տեսություն անվամբ^[14]։

Նշված աշխատանքներին հետևում է Լուի Պաստյորի հայտնաբերած միկրոօրգանիզմների խմորող ունակությունը, ինչպես նաև անմիջական մասնակցությունը վարակիչ հիվանդությունների առաջացման և տարածման մեջ։ Մանրէաբանության կարևոր նվաճումներից էր Ալեքսեյ Վինոգրադովի քեմոսինթեզի, ապա Դմիտրի Իվանովսկու կողմից վիրուսների հայտնաբերումը, որոնց հետագա ուսումնասիրությունները հիմք հանդիսացան նոր գիտության՝ վիրուսոլոգիայի համար։

Միաժամանակ կարգաբանությունը և տաքսոնոմիան հայտնվեցին կենսաբանությամբ հետաքրքրվողների ուսումնասիրության կենտրոնում։ Կառլ Լիննեյը 1735 թվականին հրապարակեց բնական աշխարհի կարգաբանությունը, իսկ 1750-ականներին տեսակների համար հրապարակվեց գիտական անվանումների համակարգը^[15]։ Ջորջ-Լուի Լեկլերը, Կոմտ դը Բուֆոնը տեսակները համարում էր արհեստական կատեգորիաներ, իսկ կենդանի օրգանիզմները՝ փոփոխվող գոյության ձևեր, որոնք ունեն ընդհանուր նախնի։ Չնայած Բուֆոնը դեմ էր էվոլյուցիային, նա կարևոր դեմք է էվոլյուցիոն մտքի զարգացման մեջ։ Նրա մտքերը մեծ ազդեցություն են ունեցել Լամարկի և Դարվինի վրա^[16]։

Էվոլյուցիոն ավելի լուրջ մտածողությունը ձևավորվեց Ժան Բապտիստ Լամարկի շնորհիվ, որն առաջինն էր, որ խոսեց համաձայնեցված էվոլյուցիոն տեսության մասին^[17]։ Նա գտնում էր, որ էվոլյուցիան առաջանում է կենդանու հատկանիշների և միջավայրի սթրեսի հակադրման արդյունքում՝ նկատի ունենալով, որ ինչքան ավելի շատ է կենդանի օրգանիզմն օգտագործում որևէ օրգան, այնքան բարդ և արդյունավետ է դառնում այն. սրանով կենդանին դառնում է ավելի հարմարված շրջակա միջավայրին։ Լամարկը հավատում էր, որ ձեռքբերած հատկանիշները փոխանցվում են սերունդներին, որոնք իրենց հերթին այդ հատկանիշներն ավելի կատարյալ կարող էին դարձնել^[18]։ Բայց բրիտանացի գիտնական Չարլզ Դարվինն էր, որ համադրեց Հումբոլդտի կենսաաշխարհագրական մոտեցումը, Լայելի համաչափական աշխարհագրությունը, Մալթուսի պոպուլյացիայի աճի մասին գրառումները և իր սեփական` ձևաբանական և բնության հետազոտությունները՝ կազմելով ավելի ճշգրիտ էվոլյուցիոն տեսություն՝ հիմնված բնական ընտրության վրա․ Դարվինից անկախ՝ Ալֆրեդ Ռուսել Ուոլեսը հանգեց նույն եզրակացությունների^[19][20]։ Չնայած մինչ օրս հակասական է, թե ինչու Դարվինի տեսությունն արագորեն տարածվեց գիտական համայնքում և շուտով դարձավ կենսաբանության կենտրոնական և զարգացող աքսիոմներից մեկը։ Չարլզ Դարվինն իր էվոլյուցիոն ուսմունքը շարադրեց «Տեսակների ծագումը» մենագրության մեջ, որտեղ որպես զարգացման ներքին գործոն ընդունում էր բնական ընտրությունը։ Այս տեսությունը հետագայում ամրապնդվեց կենսաբանության նորագույն ուղղությունների՝ համեմատական անատոմիայի (կենսաբանություն Հեգենբաուեր), էվոլյուցիոն սաղմնաբանության (Ալեքսանդր Կովալևսկի), հնէաբանության (Վլադիմիր Կովալևսկի) տվյալներով, որոնք հարուստ փաստական նյութ կուտակեցին օրգանիզմների էվոլյուցիոն զարգացման մասին։

Ժառանգականության ֆիզիկական գոյության հայտնաբերումը հետագայում լրացրեց էվոլյուցիոն տեսությունն ու պոպուլյացիոն գենետիկան։ 1940-50-ական թվականներին հետազոտվեց ԴՆԹ-ն՝ որպես քրոմոսոմների հիմնական բաղադրիչ, որոնք կրում էին ժառանգական միավորները՝ գեները։ Նոր օրգանիզմների՝ վիրուսների և բակտերիաների հայտնաբերումը և 1953 թվականին ԴՆԹ-ի կառուցվածքի բացահայտումը սկիզբ դրեցին մոլեկուլային կենսաբանության դարաշրջանին։ Գենետիկական կոդը վերծանեցին Հար Գոբինդ Խորանան, Ռոբերտ Հոլեյը և Մարշալ Ուորեն Նիրենբերգը։ Վերջապես, 1990 թվականին սկիզբ դրվեց «Մարդու գենոմը» նախագծին, որը նպատակ ուներ քարտեզագրել մարդու ընդհանրական գենոմը։ Այս նախագիծն ավարտվեց 2003 թվականին^[21], հետազոտությունների մի մասը դեռ տպագրվում է։ «Մարդու գենոմը» նախագիծն առաջին քայլն էր՝ կուտակված կենսաբանական գիտելիքը ձևափոխելու՝ վերածելով գործող մոլեկուլային նկարագրությունների, որոնք նկարագրում են մարդու և այլ կենդանի օրգանիզմների մարմինը։