Айзек Азимов - Краткая история биологии. От алхимии до генетики

Греческая биология и, фактически, антич­ная наука в целом достигли своего расцвета в лице Аристотеля (384 — 322 гг. до н. э.). Он был уроженцем Северной Греции и на­ставником Александра Великого. Лучшие дни Аристотеля наступили, однако, в его средние годы, когда он основал знаменитый Лицей в Афинах и преподавал там. Аристо­тель был самым многосторонним и совершен­ным из греческих философов. Он писал почти обо всех предметах, от физики до ли­тературы, от политики до биологии. В по­здние времена стали более прочих известны его труды по физике, имеющие дело главным образом со структурой и функционировани­ем неодушевленной Вселенной; именно они, как показывают события нашего времени, почти полностью неверны. И все-таки именно биология, и в частности изучение морских созданий, была его первой и самой дорогой интеллектуальной любовью. Биологические книги Аристотеля оказались лучшими из всех его научных работ, авторитетны они и в наше время. Аристотель внимательно и аккуратно описывал внешний вид и привыч­ные действия созданий (это было первым этапом естественной истории). В свой труд он включает около пятисот сортов или видов животных и указывает различия между ними. Этот список сам по себе тривиален, но Аристотель пошел дальше. Он признал, что различные животные могут быть сгруппиро­ваны в категории и что эта систематизация не обязательно будет устроена просто и легко. Например, легко разделить наземных жи­вотных на четырехногих творений (зверей), летающих пернатых творений (птиц) и оста­ющихся разнообразных червей («vermin» — от латинского слова «червь»). Морские тво­рения можно разделить огульно по призна­ку «еды». Сделав это, однако, не всегда легко сказать, какой категории может соот­ветствовать отдельное создание. Тщательные наблюдения за дельфином, выполненные Аристотелем, например, совершенно прояс­нили, что, хотя он рыбообразное творение, но если судить по внешнему виду и по пове­дению, то он совершенно нерыбообразное во многих важных отношениях. Дельфин име­ет легкие и дышит воздухом; в отличие от рыбы он может утонуть, если держать его погруженным в воду. Дельфин теплокров­ный, а не холоднокровный, как обыкновен­ная рыба. Более важно, что он рождается, чтобы питаться молоком, а перед рождением питается через плаценту. Во всех этих отно­шениях дельфин подобен волосатым тепло­кровным животным суши — зверям. Эти подобия, как казалось Аристотелю, были су­щественны, чтобы сгруппировать китообраз­ных (китов, дельфинов и морских свиней) скорее вместе со зверями полей, чем с рыба­ми морей. В этом Аристотель был на две тысячи лет впереди ученых своего време­ни, продолжавших в античный период и Средневековье группировать китообразных вместе с рыбами. Аристотель был вполне со­временен и в своем делении чешуйчатых рыб на две группы: рыб с костным скелетом и рыб, подобных акулам, с хрящевым скеле­том. Это тоже соответствовало современной точке зрения. В группировании видов живот­ных и сравнении их с оставшимися во Все­ленной отточенный ум Аристотеля не мог не систематизировать материал в порядке увеличения его сложности. Он видел приро­ду развивающейся постепенными этапами вплоть до человека, который стоит (как это естественно думать для человека) на вер­шине творения. Таким образом, можно раз­делить Вселенную на четыре царства: неодушевленный мир почвы, моря и возду­ха; мир растений над ним; мир животных, находящийся выше, и мир человека на вершине. Неодушевленный мир существует; мир растений не только существует, но и размно­жается; мир животных не только существу­ет и размножается, но движется; и человек не только существует, размножается и дви­жется, он может делать из наблюдений вы­воды. Более того, внутри каждого мира есть дальнейшие подразделения. Растения могут быть разделены на простые и более слож­ные; животные — на тех, которые имеют красную кровь, и тех, которые ее не имеют; животные без красной крови включают в свой состав в порядке возрастающей слож­ности губок, моллюсков, насекомых, рако­образных и осьминогов (по Аристотелю). Животные с красной кровью находятся выше на шкале и включают рыб, рептилий, птиц и зверей. Аристотель знал, что на «ле­стнице жизни» нет резких ступеней, так что невозможно точно сказать, в какую группу может попасть конкретная порода. Поэтому очень простые растения, как кажется, едва ли могут обладать какими-либо атрибутами жизни. Простейшие животные (губки, на­пример) могут быть подобны растениям и так далее. Аристотель нигде не показывает и намеков на предположение, что одна из форм жизни может медленно превратиться в другую; что творение, расположенное выше на лестнице, может подняться с более низко­го места еще выше на ступень. Это концеп­ция, в которой хранится ключ к современной теории эволюции, а Аристотель не был эволюционистом. Однако подготовка «лестницы жизни» неминуемо побуждает к тренировке мышления. Она, в свою очередь, ведет к эво­люционной концепции, а Аристотель был ос­нователем зоологии (изучения животных). Но насколько мы можем предположить, судя но его сохранившимся трудам, он, скорее всего, пренебрегал растениями, однако по­сле смерти Аристотеля руководство его шко­лой перешло к его ученику Теофрасту (372 — 287 гг. до н. э.), который заполнил место, освобожденное его учителем. Теофраст основал ботанику (науку о растениях), и в его трудах тщательно описаны 500 видов растений.

После правления Александра Великого и его завоевания Персидской империи греческая культура быстро распространилась вдоль Средиземного моря. Египет подпал под вла­дычество Птолемеев (поднявшиеся потомки одного из генералов Александра), и греки тол­пились во вновь созданной столице — городе Александрии. Птолемеи были первыми, кто основал и поддерживал Музей — ближайший античный эквивалент современных универси­тетов, и александрийские ученые были знаме­ниты своими открытиями в математике, астро­номии, географии и физике. Менее важной в Александрии считалась биология, однако по меньшей мере два имени первого ранга про­звучали здесь. Это были Герофилус и его уче­ник Эрасистрат (расцвет около 250 г. до н. э). В христианские времена они были обвинены публично в рассечении человеческого тела как методе изучения анатомии. Возможно, они этого не делали. Герофилус был первым, кто уделил адекватное внимание мозгу, который рассматривал как пристанище интеллекта (Алкмеон и Гиппократ также верили в это, но Аристотель не верил). Он чувствовал, что мозг не что иное, как орган, сконструирован­ный для того, чтобы охлаждать кровь. Геро­филус был способен делать различие между чувствительными нервами (которые получают ощущения) и моторными нервами (такими, которые вызывают мускульные движения). Он также делал различие между венами и артериями: первые пульсируют, а вторые — нет. Герофилус описал печень и селезенку, сетчатку глаза и первый отдел тонких кишок (которые мы теперь называем «двенадцати­перстной кишкой»). Он также описал яични­ки и простатову железу в мужском организме. Эрасистрат добавил к изучению мозга указа­ние на деление мозга на большой (полушария) и меньший (мозжечок). Он, в частности, отме­тил морщинистую поверхность («извилис­тость») мозга и увидел, что у человека мозг больше, чем у других животных, а исходя из этого, связал извилины с интеллектом. После такого многообещающего начала, к сожале­нию, александрийская школа биологии впала в застой. Фактически вся греческая на­ука начала иссякать после приблизительно 200 г. до н. э. Она начала расцветать в тече­ние четырех столетий, но, ведя последователь­ные войны против своих соотечественников, греки безрассудно растратили свою энергию и состояние. Они попали под македонское, а за­тем под римское владычество. Интересы их ученых все больше и больше поворачивались в сторону риторики, этики, философской мо­рали. Они отворачивались от естественной философии — от рационального изучения природы, которое началось при ионийцах. Биология, в частности, пострадала от этого, ибо рассматривалась как более святая об­ласть, нежели неодушевленная Вселенная, и поэтому являлась менее подходящим объек­том для рационалистического исследования. Рассечение человеческого тела многим каза­лось совершенно неправильным и либо не де­лалось вообще, либо если делалось, то это быстро завершалось, во-первых, под действи­ем общественного мнения, а затем при помощи закона. Во многих случаях запрещения рассечений лежат в области религиозных веро­ваний (у египтян, например), в которых це­лостность физического тела требовалась для соответствующего использования в загроб­ной жизни. У других народов, например евре­ев и позже христиан, рассечение считалось святотатством, потому что человеческое тело было создано по образу Бога и считалось святым.

Столетия, в течение которых Рим гос­подствовал над средиземноморским миром, представляли собой длительную остановку прогресса биологии. Ученые, казалось, со­гласились сохранять открытия прошлого и популяризировать их перед римской аудито­рией. Авл Корнелий Цельс (расцвет око­ло 30 г. н. э.) собрал греческие знания в курс научных бесед. Подготовленный им курс но медицине пережил его время и был признан европейцами в начале современной эры, став более знаменитым, чем того за­служивал. Расширение физического горизон­та вследствие римских завоеваний сделало для ученых возможным собирать растения и животных из областей, неизвестных ранним грекам. Греческий врач Диоскоридус (рас­цвет в 60 г. н. э.) превзошел Теофраста и описал 600 видов растений, уделяя особое внимание их лекарственным свойствам, по­этому его можно считать основателем фар­макологии (учения о наркотиках и лекар­ствах). Однако даже в естественной истории энциклопедизм брал верх. Римлянин Гай Плиний Секунд (расцвет в 23 — 79 гг. н. э.), более известный как Плиний, написал три­дцатисемитомную энциклопедию, в которой суммировал все, что нашел в области есте­ственной истории среди античных авторов. Практически все это было вторично, взято из книг других, и Плиний даже не отличал правдоподобное от неправдоподобного, так что его материал содержит спорные факты (большей частью из Аристотеля). В нем также содержатся «данные», основанные на суевериях, и байки, взятые неизвестно отку­да. Кроме того, Плиний представляет на­ступление века рационализма. Имея дело с различными видами растений и животных, он всегда очень сильно озабочен функция­ми каждого из них в связи с человеком. В его представлении ничто не существует само по себе, но только как пища для чело­века, или источник для медицины, или опасность, созданная для того, чтобы усили­вать мускулы и укреплять характер челове­ка, или (если все остальное отпадает) как моральный урок. Эта точка зрения пользо­валась большой симпатией среди ранних христиан, потому тома Плиния дожили до современности. Реальным последним биоло­гом античного мира был Гален (130 — 200 гг. н. э.) — греческий врач, родившийся в Малой Азии, который практиковал в Риме. В молодости он был хирургом на арене гла­диаторов, и это, несомненно, дало ему воз­можность наблюдать человеческую анатомию. Однако, хотя в те времена не существовало ничего подлежащего запрещению в жесто­ких и кровавых гладиаторских боях ради извращенного развлечения населения, обще­ство продолжало хмуриться при рассече­ниях мертвого тела ради научных целей. Изучение Галеном анатомии базировалось в основном на рассечениях собак, баранов и других животных. Когда представлялся слу­чай, он анатомировал обезьян, в которых старался разгадать строение человеческого тела. Гален писал плодовито и детально раз­рабатывал теоретические основы функцио­нирования различных органов человеческо­го тела. Тот факт, что он был лишен шансов изучать человеческое тело само по себе и что ему не хватало современных инструмен­тов, стал причиной неправдоподобия его теорий с точки зрения современной науки. Он не был христианином, но строго верил в существование единого Бога. Также, по­добно Плинию, он верил, что все делается с высшей целью, так что находил знаки Бо­жественного промысла везде. Это соответ­ствовало точке зрения ранних христиан и помогло росту популярности Галена в по­следующие столетия.