10 banebrydende første i biologi

Det er let at glemme, at ideer, der føles åbenlyse for os i dag, med århundreders kollektiv eftersyn at kalde på, startede normalt ikke på den måde. At vi tager nogle ting for givet, er nok en del af hvorfor deres oprindelseshistorier er så interessante. Vi har allerede dækket eksempler fra lov, medicin og astronomi. Nu er det biologiens tur.

10Den erkendelse at dyr kan blive udslettet

Hvis du gik langs stranden og fandt en fossil, ville du naturligvis antage, at det stammer fra nogle uddøde arter. Tanken om at arter dør er så normal for os, at det er svært at forestille sig en tid, hvor folk troede, at hver eneste slags skabning stadig levede et sted. Men folk troede på, at Gud havde skabt alt - hvorfor ville han skabe noget, der ikke var egnet til at leve?

Georges Cuvier var den første person til at stille spørgsmålstegn ved dette. I 1796 skrev han et papir om elefanter, hvor han beskrev de afrikanske og asiatiske variationer. Han nævnte også en tredje type elefant, kun kendt for videnskaben af ​​sine knogler. Cuvier bemærkede nøgleforskelle i form af denne tredje elefants kæbe og foreslog, at det var en anden art helt. Han kaldte det mastodon, men hvor var de levende eksemplarer?

Ifølge Curvier: "Alle disse fakta, der er sammenhængende indbyrdes og ikke imod nogen betænkning, synes mig at bevise eksistensen af ​​en verden tidligere end vores, ødelagt af en slags katastrofe." Han stoppede ikke med bare denne revolutionerende idé. Curvier undersøgte antikke hvirveldyrsfossiler - der hedder navnet Pterodactyl i processen - og regnede ud, at reptiler engang havde været den dominerende art.

9 De første celler voksede uden for kroppen

Hvis en biolog ønsker at undersøge dyrecellernes indre virkninger, er det meget lettere, hvis disse celler ikke er en del af dyret på det tidspunkt. I dag kultiverer biologer en stor del af celler in vitro, med mange fordele til vores forståelse af livet. Den allerførste person, der forsøger at holde cellerne levende uden for en vært, var Wilhelm Roux, en tysk zoolog. I 1885 satte han en del af et kyllingembryo i en saltopløsning og holdt det i live i et par dage.

Forskning fortsatte i et par årtier med forskere, der holdt væv i live, men det var først i 1907, at nogen formåede at vokse nye celler i opløsning. Ross Harrison tog væv fra frøembryoer og kunne få dem til at producere nye nervefibre, som han derefter formåede at holde sig i live i en måned. Nu kan cellelinjer rent faktisk holdes i live på ubestemt tid - forskere gør stadig forsøg på linjer fra en kvinde, der har været død i over 50 år.

8Den opdagelse af homeostase

Du har sikkert lært om homeostase i skolen, men det er nemt at glemme, hvor vigtigt det er. Homeostase er et af de fire samlende principper for moderne biologi sammen med evolution, genetik og celleteori. Grundidéen kan indkapsles i en kort sætning: organismer regulerer deres indre miljø. Men som mange andre ideer, der kan kort opsummeres - genstande med masse tiltrækker hinanden, jorden kredser om solen, der er ingen skje - det er faktisk ret dybtgående indblik i naturen af ​​vores verden.

Manden, der kom op med ideen, var Claude Bernard, en produktiv forsker fra midten af ​​det 19. århundrede, der rivaliserede Louis Pasteur for berømmelse (de to var venner). Bernard gjorde store fremskridt i forståelse af fysiologi, selvom hans kærlighed til vivisektion ødelagde sit første ægteskab og hans kone fortsatte kampagne mod sit arbejde. Endnu homeostase - som han kaldte miljø intérieur-Did har ikke sin sande betydning anerkendt indtil årtier efter Bernards død.

I en foredrag fra 1887 forklarede Bernard sin teori: "Den levende krop, selvom den har brug for det omgivende miljø, er alligevel relativt uafhængig af det. Denne uafhængighed, som organismen har af sit ydre miljø, stammer fra den kendsgerning, at vævene i det levende væsen faktisk trækkes tilbage fra direkte ydre påvirkninger og er beskyttet af et veritabelt indre miljø, der især består af væskerne, der cirkulerer i kroppen. "

En forsker foran deres tid går ofte helt ukendt, men Bernards øvrige arbejde var nok til at cementere sit ry. Ikke desto mindre tog det 50 år for videnskaben at indhente det punkt, det kunne teste, bekræfte og værdsætte sin vigtigste idé. Hans indgang i 1911 i Encyclopedia Britannica nævnt ikke homeostase overhovedet. Sixty år senere kaldte den samme publikation det "mest sædvanlige bidrag".

7 Den første isolering af et enzym

Uden tvivl lærte du om enzymer i skolen, men hvis du er lidt rusten, er de store proteiner, som hjælper kemiske reaktioner. Blandt andet hjælper de med at gøre virkelig effektivt vaskepulver. De muliggør også titusindvis af kemiske reaktioner i levende organismer (hvoraf mange kan føre til de pletter, der gør vaskepulveret så nødvendigt). Enzymer er lige så vigtige for livet som DNA-vores genetiske materiale kan ikke kopiere sig uden dem.

Det første enzym, der blev opdaget, var amylase, også kaldet diastase, som du har i munden lige nu. Det bryder ned stivelse i sukker og blev opdaget af den franske industrikemiker Anselme Payen i 1833. Han koncentrerede enzymet, men blandingen var uren. I lang tid troede mange biologer at udvinde et rent enzym måske ikke.

Det tog næsten 100 år for den amerikanske kemiker James Batcheller Sumner at bevise dem forkert. I begyndelsen af ​​1920'erne satte Sumner sit syn på isolering af et enzym. Hans mål var så dristigt, at han faktisk mistede ham et stipendium med en af ​​de førende eksperter på området, som troede, at planen var latterlig.Sumner pressede på alligevel, og i 1926 isolerede urease, et enzym der nedbryder urea i dets kemiske komponenter. Nogle af hans jævnaldrende tvivlede på hans resultater i årevis, men blev til sidst tvunget til at indrømme. Sumners arbejde gav ham Nobelprisen i 1946.

6 Forslaget om, at alt liv har en fælles forfader

Hvem var den første person, der foreslog at alt liv udviklede sig fra en enkelt væsen? En masse af jer ville sandsynligvis svare på "Charles Darwin." Det er sandt, at Darwin udtrykte denne ide - en af ​​de mest citable linjer i På artens oprindelse er: "Der er storhed i denne livsudsigt, med sine flere kræfter, der oprindeligt var blevet pustet ind i et par former eller i en." Men det var langt fra os at nedbryde Darwins resultater, ideen om en fælles forfader var faktisk først udtrykt årtier tidligere.

I 1740 foreslog manden med det mest franske navn i historien, Pierre Louis Moreau de Maupertuis, at "blind skæbne" måske har produceret en bred vifte af individer, hvoraf kun de mest dygtige overlevede. I 1790 påpegede Immanuel Kant, at dette kunne betyde en oprindelig forælder af livet. Fem år senere skrev Erasmus Darwin: "Ville det være for dristigt at forestille mig, at alle varmblodige dyr er opstået fra et levende filament?" Hans barnebarn Charles besluttede, at det ikke ville være for dristigt overhovedet.

5 Opfindelsen af ​​farvning

Hvis du nogensinde har set billeder af celler taget gennem et mikroskop (eller kigget på dem gennem et mikroskop selv), er der en god chance for at de blev farvet først. Farvning giver os mulighed for at se dele af de celler, der ikke er normalt synlige, og for at se de synlige ting tydeligere. Der er en masse forskellige farvningsmetoder til rådighed, og det er en af ​​de mest grundlæggende teknikker i mikrobiologi.

Den første person til at plette en prøve til undersøgelse under et mikroskop var Jan Swammerdam, en nederlandsk naturforsker. Swammerdam er mest berømt for at opdage røde blodlegemer, men han tilbragte sin karriere og så på stort set alt under et mikroskop. I 1680'erne skrev han om at bruge "farvede likører" på dissekerede orme, "jo bedre at skelne deres indre dele, som alle er af samme farve."

Desværre for Swammerdam blev denne tekst ikke offentliggjort i yderligere 50 år, hvormed han allerede var død. I mellemtiden havde hans landmand og kollega naturist Antonie van Leeuwenhoek selvstændigt kommet op med ideen. I 1719 brugte Leeuwenhoek saffron til at plette muskelfibre til undersøgelse og betragtes som regel teknikerens far. Da begge mænd kom op med ideen, og begge afsluttede med et ry som mikroskopi pionerer, er der sandsynligvis intet at føle sig dårligt om på nogen måde.

4 Udviklingen af ​​celleteori

"Hver levende væsen er lavet af celler", er en sætning, der sandsynligvis vil få dig mindre uenighed end "Jorden er ikke flad." Cellteori er stort set taget for givet, men ideen blev faktisk ikke til det 19. århundrede 150 år efter at Robert Hooke først havde set celler gennem et mikroskop. I 1824 skrev Henri Durochet om cellen: "Det er klart, at det udgør den organiserede stats grundlæggende enhed; ja alt er i sidste ende afledt af cellen ", selv om han skrev det på fransk.

Bortset fra at celler er den grundlæggende enhed i livet, indeholder celle teorien også ideen om, at nye celler dannes, når en anden celle opdeles i to. Dutrochet savnede denne del (han troede nye celler dannet inden for deres forælder). Den første realisering, at celler halverer for at reproducere, tilhører en anden franskmand, Barthelemy Dumortier, men der er et dusin andre mennesker, der har lavet bidrag. Nogle gange kan en teori fastgøres til en person - Newton, Galileo, Darwin og Einstein forår til at tænke - men celleteori kan ikke. Det skete, fordi mange mennesker lavede små skridt i retning af fremskridt, på samme måde som moderne videnskab virker.

3Sequencing DNA

Indtil hans seneste død havde den britiske videnskabsmand Frederick Sanger den unikke forskel på at være den eneste levende person, der har vundet to Nobelpriser. Det er arbejdet bag hans anden pris, der har tjent ham et sted på denne liste (hvilket kun er lidt mindre en ære). Hans Nobelpris fra 1980 blev delt med Walter Gilbert, en amerikansk biokemist. I 1977 havde de begge udgivet en metode til at finde ud af rækkefølgen af ​​byggestenene i en streng af DNA.

Betydningen af ​​dette gennembrud afspejles i, hvor hurtigt Nobelkomiteen belønnede forskerne. I sidste ende viste Sanger's metode sig billigere og lettere og blev standard for et kvart århundrede. Kolonnerne af ujævnt fordelte baner Sanger's metode producerer er straks genkendelig som DNA-test. Ved opfindelsen af ​​teknikken banede Sanger vejen for omdrejninger i strafferet, evolutionær biologi, medicin og meget mere.

2Den opdagelse af virus

I 1860'erne blev Louis Pasteur berømt for sin kim teori om sygdom. Pasteurs bakterier var dog kun halvdelen af ​​historien. De tidlige forkæmper for kimteori troede smitsomme sygdomme var alle forårsaget af bakterier. Men forkølelsen, influenzaen, hiv og utallige andre tilstande er forårsaget af noget helt andet virus.

Martinus Beijerinck er den mand, der først realiserede bakterier, ikke var hele historien. I 1898 tog han sap fra tobaksplanter inficeret med en tilstand kendt som mosaik sygdom. Han passerede saften gennem et maske så fint det kunne filtrere ud alle bakterier. Da Beijerinck gned den filtrerede væske på sunde planter, blev de stadig syge. Han gentog eksperimentet og fandt intet tab i smitte. Han konkluderede, at noget andet, måske en væske, var problemet. Han kaldte det contagium vivum fluidum, eller opløselige levende kim.

Beijerinck tog også et gammelt engelsk ord, virus og gav det til sin mystiske agent. Opdagelsen af, at vira ikke var en væske, faldt til en amerikansk ved navn Wendell Stanley. Det tog et stykke tid - Stanley var ikke engang født indtil 1904, seks år efter Beijerincks opdagelse. Til sit virkearbejde var Stanley en af ​​modtagerne af Nobelprisen for Kemi i 1946, som du måske husker blev delt med James Sumner for hans arbejde med enzymer.

1Den afvisning af præformationisme

Et af historiens mest usædvanlige ideer var præformationisme, på et tidspunkt en førende teori om skabelsen af ​​babyer. Som navnet antyder, fastslog teorien, at alle skabninger var præformerede - det var deres form allerede færdig, før de begyndte at vokse. Enkelt sagt troede folk, at en miniature menneskekrop eksisterede inde i sæd eller æg, og ventede på at finde et sted, hvor det kunne udvides. Denne lille person blev kaldt en homunculus.

En af de vigtigste fortalere for præformationisme var Jan Swammerdam, opfinderen af ​​farvningsteknikker fra tidligere. Ideen var populær i over 100 år i videnskabens tidlige dage, fra midten af ​​det 17. århundrede helt frem til slutningen af ​​18.

Alternativet til præformationisme er epigenese, ideen om at livet kommer frem gennem en række processer. Den første person til at sætte denne teori frem, mod baggrunden accept af præformationisme, var Caspar Friedrich Wolff. Han skrev et papir i 1759, der beskriver embryonisk udvikling som begyndende med a med et lag af celler. Hans arbejde var kontroversielt på det tidspunkt, men forbedring af mikroskopteknologi gjorde accepten af ​​hans ideer uundgåelig. Da det 19. århundrede rullede ind, var præformationismen alt andet end død.