Web Biomach.cz prochází rekonstrukcí, obsah je průběžně doplňován.
první lidské poznatky o organismech pramenily z každodenního života (lov, sběr)
záhy zájem o rostliny a živočichy, kteří byli nějak k užitku (zemědělství)
z doby 13–14 tisíc let př. Kr. známo vyobrazení mamuta s naznačeným srdcem
záměrné pěstování rostlin a zdomácňování zvířat asi od 8. tisíciletí př. Kr.
rozvíjí se i léčitelství, to původně magicko–kultovní charakter (zvládali trepanace, amputace, zlomeniny)
STAROVĚKÝ EGYPT: hlavně znalosti lidské anatomie (možná díky balzamování) a vývojové biologie (kompletní vývoj vrubouna posvátného, vznik masařky z červa žijícího v mase, vývoj žab z pulců)
STAROVĚKÁ INDIE: vysoká úroveň chirurgie (operace močových kamenů i očních zákalů), pitvy lidských těl (ovšem neřezalo se, tělo se nechalo macerovat 7 dní v tekoucí vodě a kůže se pak seškrábala)
STAROVĚKÁ ČÍNA: Traktát o trávách – nejstarší lékařské dílo vůbec, soupis 300 léčivých bylin
antická kultura obecně měla určující význam pro celou evropskou kulturu
speciální vědecké disciplíny neexistovaly, přírodovědné poznatky součástí filozofie, která tehdy shrnovala veškeré lidské poznatky
pro další vývoj přírodních věd byly důležité tyto dvě myšlenkové koncepce:
atomismus (Démokritos, 460–370 př. Kr.): dále nedělitelné atomy jako základ všech věcí
učení o čtyřech elementech/živlech (Empedokles, 430–? př. Kr.): oheň, země, voda, vzduch
Hippokratés (460–377 př. Kr.): „otec medicíny“, v návaznosti na čtyři živly rozeznává v těle čtyři šťávy (krev, hlen, černá a žlutá žluč), na jejichž správném poměru závisí zdraví člověka – z toho později odvozeny čtyři typy temperamentu (sangvinik, flegmatik, melancholik, cholerik)
nejdůležitějším osobností antické přírodovědy byl bezesporu Aristoteles ze Stageiry (384–322 př. Kr.): žák Platóna, učitel Alexandra Velikého, asi 300 spisů
přírodovědné spisy: Historia animalium (Přírodopis živočichů), De partibus animalium (O částech živočichů), De generatione animalium (O vzniku živočichů) – tradovány celý středověk
srovnávací anatomie + nastínění principu korelace (rozpracováno v 19. století Cuvierem), pokus o vymezení biologického druhu + systém živočichů (Enaima – s červenou krví, Anaima – bez červené krve)
studoval i rozmnožování živočichů (vejcorodost, živorodost), ale u nižších zvířat zastával myšlenku samoplození (např. červi se líhnou z bahna)
jeho pojetí přírody bylo teleologické, tzn. že všechny organismy podléhají příčinnému působení, jímž se uskutečňuje předem daný cíl
tělo živého organismu vnímal jako pasivní hmotu/látku, která je oživena dynamickou silou/formou – hmota těla je možností, teprve tvar (= duše = entelechie) jí jako formující princip propůjčuje skutečnost – na toto později navazují vitalisté
měl obrovský vliv, je biologickou autoritou až do 18. století
Theofrastos (371–287 př. Kr.): zakladatel systematické botaniky, zajímal se ale i o morfologii, fytogeografii, zpracování rostlin a jejich využití v medicíně/farmakologii
přírodovědné poznání v antickém Římě: Columella (spisy o zemědělství), Plinius starší (kompilační encyklopedie Historia naturalis [Děje přírody]), Dioskorides (botanika léčivých rostlin ve spise Materia medica [O léčivech])
Galenos (129–205? po Kr.): osobní lékař císaře Marka Aurelia, anatomické poznatky získával pitvou zvířat, čímž se dopustil mnoha omylů, které přetrvaly do středověku (např. jeho představa krevního oběhu, kdy se podle něj krev tvoří v játrech, odkud proudí do pravého srdce a otvory v přepážce se dostává do levého srdce, kde se oduševní životní „pneumou“, a takto oživená proudí do celého těla, kde se spotřebuje) × některé orgány popsal velmi precizně (atlas, Achillovu šlachu, některé hlavové nervy); zakladatel humorální teorie
kontakt evropské a arabské kultury
Arabové věnovali pozornost medicíně (nemocnice + lékařské školy a knihovny)
vycházeli z Aristotela a Galena, které komentovali – po přeložení těchto arabských spisů se tak Evropané dostali k řecké filosofii
významní autoři: Ibn Zakarija al Rází (Rhazes), Ibn Síná (Avicenna), Ibn Rušd (Averroes)
teologie původně odmítala aristotelismus, syntéza aristotelismu a křesťanství až ve filozofii Tomáše Akvinského (1225–1274; tomismus) – postupně se formuje ucelený pohled na svět zvaný scholastika
na tradici raně středověkých škol navazují od 12. století univerzity, které jsou nejvyšší vzdělávací institucí
tradičně čtyři fakulty: artistická (vyučovalo se sedm svobodných umění) a dále teologická, právnická, lékařská
na lékařských fakultách výuka zpočátku hlavně teoretická, za autority platili antičtí vzdělanci (Hippokratés, Aristoteles, Galénos, Avicenna)
věda se zde dělala ne pro aplikaci, ale pro poznání samo
koncem středověku vyčerpán jejich potenciál a směřují k intelektuálnímu formalismu => úpadek univerzit spojován s nástupem renesance
renesance = mohutné kulturní a společenské hnutí, které vedlo k zásadním změnám v literatuře, umění, vědě, filosofii a životě vůbec = úsilí o novou světskou kulturu, která měla nahradit starší feudální kulturu opírající se o církev na základě snahy obrodit římskou antikuhumanismus = kulturní a duchovní hnutí pozdního středověku a raného novověku, které se od nebeských věcí obrací více k věcem pozemským a lidským
v 16.–17. století padají tabu pro přírodovědná bádání a začínají se formovat základy biologických oborů jako samostatných disciplín (oddělení od filozofie, resp. medicíny)
výraznou postavou byl umělec, vědec a vynálezce Leonardo da Vinci (1452–1519): orientace na praktické poznatky, studium anatomie (pitvy, objev štítné žlázy)
pitvy lidských těl se stávají základem vědecké anatomie, jejímž zakladatelem je Andreas Vesalius (1514–1564): revize zaostalých anatomických názorů antických autorit a vydání první moderní učebnice anatomie De humani corporis fabrica libri septem (O stavbě lidského těla knihy sedmery)
při univerzitách vznikají tzv. theatra anatomica se sbírkami anatomických preparátů, které slouží k výuce, osvětě, ale i zábavě podobně jako veřejné pitvy (první veřejná pitva v Čechách: Jan Jesenius v Praze v roce 1600)
do popisné anatomie se pomalu dostává i fyziologické hledisko, významným fyziologem byl William Harvey (1578–1657): Exercitatio anatomica de motu cordis et sanguinis in animalibus (Anatomická pozorování o pohybu srdce a krve u živočichů; Obr. 3) – popis krevního oběhu v uzavřeném systému cév (× Galénova krev, která se ve tkáních spotřebovávala, viz výše); je mu také přisuzován výrok omne vivum ex ovo (všechno živé z vajíčka)
botanika: postupné oddělování od medicíny (původně totiž důraz hlavně na léčivé rostliny), vznik prvních herbářů (Mathioli, 1501–1577), zakládání botanických zahrad
zoologie: Konrád Gesner (1516–1565) vydal pětidílný spis Historia animalium (Přírodopis živočichů) a Ulysse Aldrovandi (1522–1605) sestavil monumentální zoologickou encyklopedii o více než 7000 stranách; Pierre Belon v roce 1555 porovnal lidskou a ptačí kostru, čímž položil základy komparativní anatomie
převratné změny ve společnosti (třicetiletá válka, revoluce, selské bouře, osvícenství, rozvoj manufaktur, růst měst, diferenciace společenských vrstev, postupný nástup kapitalismu)
převratné změny i ve vědě a technice (mohutný rozvoj matematiky a fyziky, objev a zdokonalení mnohých přístrojů [dalekohled, mikroskop])
nástup novověké vědy, vyvíjí se v distanci od Aristotela a je nadkonfesní
charakteristická denaturalizací (odživením) přírody
učenci studují na univerzitách, ale bádají mimo ně
rozklad aristotelovsko-ptolemaiovského systému: (1) astronomie: Koperník, Kepler, (2) mechanika: Galilei, Newton, (3) filozofická kritika: Bacon, Descertes
dedukce přírodních zákonů založená na matematických predikcích a následných experimentech
novověká přírodověda je experimentální, matematická, mechanistická
vznikají akademie, kde se věda osamostatňuje od spekulativně filozofického pohledu na okolní svět (teologii a filozofii ale přenechávají tradičním univerzitám)
dosud neznámý pohled na svět přinesl objev mikroskopu, u kterého stáli Robert Hooke (1635–1703; v rostlinném pletivu objevil a popsal buňky) a Antony van Leeuwenhoek (1632–1732; objevil nálevníky, bakterie v zubním hlenu, spermie)
pokusy o třídění organismů: Carl Linné (1707–1778) zavedl binomickou nomenklaturu a utřídil jak rostliny, tak živočichy; díla: Systema naturae, Philosophia botanica, Species plantarum
s myšlenkou jednoty plánu přišel Georges Louis Leclerc Buffon (1707–1788): „Existuje původní a všeobecný plán, který lze u řady zvířat vystopovat do velkých detailů.“
Myšlenkové proudy a teorie
Teorie preformace: nový jedinec je již hotový v pohlavních buňkách: (a) ve spermiích = animalkulisté, nebo (b) ve vajíčku = ovisté; zárodečný vývin je jen růstem miniaturního organismu
Teorie epigeneze: individuální vývoj má charakter procesu probíhajícího postupně z nediferencovaného zárodku. Prokázáno při sledování vývoje kuřecího zárodku a vzrostného vrcholu rostlin.
Materialismus/mechanicismus (Descartes): navazuje na atomistickou koncepci Démokrita a pohlíží na biologii jako na komplikovanou fyziku; rostliny vnímá jako stroje, živočichy jako automatické stroje a člověka jako dokonalý stroj s duší
Vitalismus: naopak zdůrazňuje kvalitativní odlišnost živých organismů od neživé přírody a podstatu téhle odlišnosti vidí v existenci nehmotného principu životní síly (vis vitalis). Ta měla být zdrojem specifických životních projevů organismu.
dochází k mohutnému rozvoji jednotlivých oborů (následuje proto jen výběr osobností bez nároku na úplnost)
zásadní vliv na další vývoj biologie měly buněčná a evoluční teorie
k rozvoji některých oborů přispěly pokroky v laboratorní technice (achromatické mikroskopy, mikrotomy, podložní a krycí sklíčka) a metodice (fixace, řezání, barvení)
k formování jednotlivých oborů přispělo i vydávání oborových periodik a pravidelná setkávání vědců
Georges Cuvier (1769–1832)
důsledně uplatnil srovnávací hledisko v živočišné morfologii a paleontologii
rozdělil živočichy podle typu nervové soustavy: obratlovci - rozlišený mozek a mícha, měkkýši - několik ganglií, členovci - dvojitý nervový provazec na břišní straně, paprsčití - rozptýlená nervová soustava => myšlenka čtyř základních, vzájemně nepřevoditelných tělních plánů
zákon korelace = jednotlivé části těla mají tvarovou i funkční souvislost, takže změna jedné části vyvolá zákonitě změny všech ostatních
teorie kataklyzmat = Země prodělala několik převratných změn (ve smyslu přírodních katastrof), po nichž byla živá příroda vždy znovu stvořena v jiné podobě => vysvětloval tím nálezy fosilií živočichů, kteří už na Zemi nežili
velký vliv měla německá naturfilosofie (přírodní filozofie), která spíše než na empirii zakládala na myšlenkových spekulacích
mezi významné naturfilosofy pařili Johan Wolfgang Goethe (1749–1832) a Lorenz Oken (1779–1851)
zastávali myšlenku jednotného tvůrčího plánu a metamorfózy jedněch orgánů ve druhé:
Goethe o orgánech rostlin: „Všechno je [modifikovaný] list.“
obratlová teorie lebky: lebka se skládá ze tří [modifikonaných] obratlů (tato myšlenka Goetheho napadla při pohledu na rozkládající se lebku ovce, Okena při pohledu na rozkládající se lebku jelena – přišli na to nezávisle na sobě)
myšlenku jednotného stavebního plánu (unité de plan) zastával i Etienne Geffroy Saint-Hilaire (1772–1844)
všechny orgány u všech organismů jsou ve stejné pozici, liší se jen stupněm rozvoje (např. i škrkavka má potenci mít oči) – dostal se do obrovskéh osporu s Cuvierem
umělými zásahy do ptačích vajíček se dále pokusil získat monstrozity, což se mu také podařilo (experimentální embryologie)
Richard Owen (1804–1892) definoval homologii a analogii:
analog = orgán jednoho organismu, který má stejnou funkci jako jiný orgán jiného organismu
homolog = stejný orgán u různých zvířat jakkoliv rozmanitý ve své funkci; rozlišoval homologii (a) obecnou - homologie s archetypem/původním stavem, (b) s peciální - homologie mezi jednotlivými druhy, (c) seriální - homologie v rámci jedince (např. jednotlivé články tykadel nebo obratle páteře)
záhy se objevil problém, protože pojmy nejsou vzájemně disjunktní, jeden nevylučuje druhý = homologie je de facto speciální případ analogie
významný český biolog Jan Evangelista Purkyně (1787–1869) objevil a popsal vlákna vodivé svaloviny v srdci, buňky mozečku, strukturu pokožky (klasifikoval dermatoglyfické obrazce), řasinkový epitel ve sliznici vejcovodu, buněčné jádro slepičího vejce; dále pojmenoval živý obsah buněk jako protoplazmu (Obr. 4)
Matthias Jacob Schleiden (1804–1881) a Theodor Schwann (1810–1882) stáli u formulace buněčné teorie (= těla všech organismů jsou tvořena z buněk)
český fyziolog Jiří Procházka (1749–1820) dospěl k představě nervového reflexu (zjistil, že podněty dodávané senzitivními nervy do nervových ústředí se tam reflektují do činnosti nervů motorických)
anglický lékař Edward Jenner (1749–1823) již v roce 1796 poprvé úspěšně vyzkoušel očkování proti neštovicím (vakcinace)
Karl Ernst von Baer (1792–1876) objevil v Graafově folikulu savčí vajíčko a popsal jeho vývoj, zabýval se i srovnávací embryologií, popsal formování orgánových soustav ze tří zárodečných listů (v roce 1845 je Robert Remark pojmenoval jako entoderm, mezoderm a ektoderm)
v rostlinné fyziologii byla všeobecně přijímaná humusová teorie, která popisovala příjem uhlíku rostlinou pouze kořenovým systémem z půdního humusu
vzhledem k obrovskému rozvoji biologie ve druhé polovině 19. století následuje jen výběrový a heslovitý přehled hlavních událostí (opět bez nároku na úplnost)
bližší informace jak o osobnostech, tak o objevech není problém dohledat v literatuře (např. Rádl, E.: Dějiny biologických teorií novověku. Academia, 2006.) nebo na internetu (Wikipedie)
Charles Darwin, evoluční teorie (více zde) – naprosto klíčová událost biologie 2. poloviny 19. století
Ernst Haeckel, základní biogenetický zákon o podobnosti živočišných zárodků
Claude Bernard, fyziologie člověka a živočichů, homeostáza
Ivan Petrovič Pavlov, podmíněný reflex (Nobelova cena /NC/ 1904)
Pedro Rajmon y Cajal, vedení vzruchu neuronem (NC 1906)
Louis Pasteur, kvašení jako biologický proces vázaný na živé mikroorganismy, prokázal nemožnost samoplození bakterií, aktivní imunizace proti drůbeží choleře
Robert Koch, antrax, živné půdy pro mikroby, objevil původce TBC a cholery (NC 1905)
Ilja Iljič Mečnikov, fagocytóza (NC 1908)
Rudolf Virchow, omnis cellula e cellula (každá buňka z buňky)
Robert Brown a Karl Wilhelm Nägeli, popis jádra rostlinný buněk
Walter Flemming, popis chromatinu
Theodor Boveri, základní zákon stálosti počtu chromozomů
August Weismann, teorie zárodečné plazmy
Julius Sachs, fyziologie rostlin (fotosyntéza)
Eduard Buchner, zymáza jako látka zprostředkovávající kvašení cukru
Johann Friedrich Miescher, izolace nukleových kyselin
Johann Gregor Mendel, hybridizační pokusy s hrachem, základy klasické genetiky
počátkem 20. století již existují všechny klasické biologické disciplíny (morfologie, systematika, fyziologie, embryologie)
postupně se začínají formovat obory nové/moderní, které jsou typické právě pro 20. století (genetika, ekologie, etologie, biochemie, buněčná a molekulární biologie)
následuje seznam osobností a počinů opět bez nároku na úplnost, který končí zhruba v 60. letech 20. století
GENETIKA A MOLEKULÁRNÍ BIOLOGIE
Mendelova práce zůstává neznámá až do přelomu století
William Bateson: vazba genů, pojmy homozygot a heterozygot
Thomas Hunt Morgan: lineární uspořádání genů na chromozomu a rekombinace
Wilhelm Johannsen: gen, genotyp, fenotyp
rozvoj populační genetiky (Ronald Fisher) a polygenní dědičnosti
Oswald Avery: objev DNA jako nositelky genetické informace
Watson, Crick a Wilkins: struktura DNA
Crick (1958): centrální dogma molekulární biologie
Jacob a Monod: regulace proteosyntézy
Crick: tripletový systém genetického kódu
éra genového inženýrství (jako první takto získaný inzulín v roce 1982)
BIOCHEMICKÉ A FYZIOLOGICKÉ OBORY
Hans Krebs: cyklus močoviny a trikarboxylových kyselin (NC 1953)
Otto Warburg: cytochromoxidáza + koenzymy oxidoreduktáz, lokalizace buněčného dýchání do mitochondrií (NC 1931)
Feodor Lynen: beta-oxidace mastných kyselin (NC 1964)
Karl Lohmann: izolace ATP ze svalu
Fritz Lipman: izolace koenzymu A (NC 1953)
Richard Willstätter: struktura chlorofylu (NC 1915)
Melvin Calvin: Calvinův cyklus fixace oxidu uhličitého při fotosyntéze (NC 1961)
Frederick Banting: objev a izolace inzulinu
Earl Sutherland: cAMP a jeho funkce druhého posla v buněčné signalizaci
Jan Jánský: objev krevních skupin
Alexander Flemming: objev penicilinu (uvedení do klinické praxe Howard Florey)