维萨里是近代解剖学的奠基人。他冲破了当时宗教束缚,进行尸体解剖,详细记载人体构造,纠正沿用的盖仑解剖学中人体结构的错误记载,对解剖学命名加以标准化,著有《人体的结构》一书,附有许多精致木刻插图,对近代医学的发展起了很大作用。
维萨里医术高超,对骨学、肌学和心病学有较深的研究。“偷”尸体的科学家
年轻的维萨里从小就对人体解剖学产生了浓厚的兴趣。19岁那年,他来到法国巴黎医学院专攻医学,渴望弄清楚人体结构的秘密。
当时的医学非常保守,在巴黎医学院的4年求学生涯中,维萨里从来没有在课堂上或解剖室里看见过一块真实的人体肌肉或骨骼。
为了真正弄清楚人体结构的秘密,给人体描绘出一幅真实的“地图”,维萨里和几位志同道合的同学决定私下去寻找尸体以进行解剖观察。
在一个漆黑、阴冷的夜晚,维萨里和他的同伴们赶着马车来到巴黎郊外的刑场。他们巧妙地躲过了警卫的巡视,用棍棒驱赶走野狗,攀着木梯爬上绞架,取下了一具具尸体、骸骨,偷偷运回学院,秘密地进行解剖观察。
回到学院后,维萨里和同伴们通宵达旦地逐层解剖尸体,并精心地绘制了一幅又一幅人体肌肉、血管和内脏的解剖图。在大量的尸体解剖实践中,维萨里揭开了千百年来蒙罩在人体解剖上的神秘帷幕,展示了一幅又一幅人体结构的真实图画:人体的胸骨是融合成长条的一节,而不是盖仑所说的分成7块;人类的腿骨,也因在直立行走中进化变直,而与四肢爬行动物的腿骨不同;人体的胸廓是由左右对称的12对肋骨组成,而且男女体内的数目完全一样。
本着藐视权威的无畏精神和长年的细致观察,维萨里写成了一部解剖学巨著《人体的结构》,对统治了千百年的盖仑学说提出了挑战,震撼了沉睡多年的解剖学领域,而且动摇了《圣经》中对人体的描述。
神奇的解剖实验哈维正确解释血液循环哈维(1578~1657)哈维,英国生理学家,出生于肯特郡福克斯通。
18岁入剑桥大学学习,19岁获学士学位。
哈维是研究实验生理学的先驱,首次正确解释了人的血液循环系统。根据实验研究,阐明了心脏对血液循环的作用。他对心脏与血液循环运动进行详细的描述,指出心脏收缩牵及全身,血液在体内循环分大循环和小循环,从右心室输出的血液循环于肺部,从左心室输出的血液沿动脉流向全身各部,再沿静脉回心脏。如此环流不息,对心脏每次收缩排出的血液量进行过测定。哈维的血液循环学说推翻了盖仑提出的“血液产生于肝,消失于全身”的错误理论,为控制生理学奠定了基础。
除心血运动研究外,他还对胚胎发育过程和其他生理问题进行了广泛的论述,哈维的成就对胚胎学的发展有很大作用。挑战权威的解剖家
1543年,29岁的帕多瓦大学医学教授维萨里,根据自己多年的观察研究,写出了《人体的结构》一书。在尊重人体解剖事实的基础上,否定了统治欧洲1000多年,并被写进基督教义的盖仑血液学说,从而揭开了近代解剖学研究的序幕。
后来,西班牙生理学家塞尔维特首次发现了人体血液的肺循环原理。他明确地指出,由右心室出来的血液通过肺动脉而进入肺部,在肺部血管中被吸收养分变成鲜红色,再进入肺静脉,而后返回心脏。这项重大的生理学发现,为今天的血液循环研究奠定了基础。
然而,由于塞尔维特的发现与盖仑学说相矛盾,从而动摇了基督教义。因此,没等到塞尔维特进一步发现血液体循环机理,教会就于1553年在日内瓦烧死了他,而且把他活活地烤了两个小时!
哈维向英王查理一世演示血液循环学说面对教会火刑的威胁,哈维没有却步。哈维说过:“解剖学家要以实验为依据,而不能以书本为依据。”
哈维经过解剖人体,发现塞尔维特的理论是正确的。为了有力地驳倒权威,他第一次把数学引进生理学研究中,对血液进行了计量实验。他根据测定,做了这样的计算,每一次从左心室中流出来的血液,大约有2盎司重。如果一个人每分钟心脏跳动72次,那么在1小时内,就从左心室就流出了8640盎司(2×72×60),也就是540磅(1磅=454克)血液,这相当于一个正常人体重的3倍!
铁证一般的数学,完全驳倒了盖仑关于“血液一去不复返”的谬论。因为如果盖仑说的是事实,那么,每20分钟就要从心脏中流出相当于人体体重的血液,哪里来的这么多血液呢?
唯一正确的解释是,人体内的血液是循环流动的。从心脏里流出,经过动脉血管流入静脉血管,然后重新回到心脏。这就是哈维创立的著名的血液循环学说。
培根开创现代实验科学培根(1561~1626)培根,英国科学家、哲学家。出生于伦敦。
1573~1575年,他在剑桥大学三一学院学习。
培根被马克思称为“英国唯物主义和整个现代实验科学的真正始祖”。
培根认为,感觉是完全可靠的。感觉是一切知识的源泉,自然界、物质是研究的对象。科学是实验的科学,科学就在于用理性的方法去整理感性材料。他强调发展自然科学的重要性,提出“知识就是力量”,认为掌握知识的目的是认识自然、支配自然。
培根认为,物质是多种多样的、能动的,具有内在力量和内部张力,并把各种运动机械地分为19种,还第一次在科学上最完备地总结了认识的归纳法。实践出真知的培根
培根出身在英国伦敦的一个新贵族家庭。他的父亲是一个大法官,并且还担任过英国女王的掌玺大臣。他的母亲是一个很有学问的人,翻译过许多外国作品,思想很开明。
培根很小的时候,便受到了良好的教育,因为父亲的地位使他接触到不少上层社会的人物。有一次,女王碰见了他,便开玩笑地问道:“小掌玺大臣,你今年几岁了?”
“我比陛下的幸福朝代还小两岁。”
女王听到这么好的回答,当然是高兴极了,从此以后,培根的聪明便人所尽知了。
13岁那一年,受过神学和语言教育的培根便破格地进入了剑桥大学三一学院学习,这所学院是专门培养未来国家官员的学院。在这里,培根系统地学习了哲学、文法、修辞、逻辑等课程。在学习中,培根是一个比较有独立见解的人,哪怕是看了亚里士多德的哲学书,他也会提出自己的见解来。这么一个少年竟然有如此胆识,真是让人们佩服。
3年以后,培根便离开了这所学校,他的理由非常简单,他认为在这样的环境里读书实在没有好处,只有害处。因为在这里学的经院哲学,实际上就是神学,而这个学科是为“神”而辩护的哲学,而且它用极其烦琐的方法来论证神的存在,论证宗教教条的正确性。培根认为这种思想束缚了人们的思想,并使人的思想远离了自然、远离了科学,成为上帝的奴隶,它完全堵死了人们认识自然的道路。
从此以后,培根就走上了科学与实践相结合的道路,他把科学植根于实践,在实践的基础上抽取科学的萌芽。培根是一个注重实际的人,他很看重实践对于科学研究的作用,他为近代实验科学奠定了早期基础,是近代实验科学的第一人。
布丰的生物进化思想布丰(1707~1788)布丰,法国博物学家。他出生于蒙巴尔。曾在第戎耶稣教会学院学习,访问过意大利和英国,25岁左右回到蒙巴尔,开始科学研究生涯。布丰最感兴趣的是研究自然博物史,他每天要在植物园的帐篷里工作几小时,数十年如一日,从未间断过。布丰最重要的著作是《自然史》,是他几十年心血的结晶。全书共44卷,配有许多精美的植物插图,从1749~1804年陆续出版,最后8卷的编纂工作是布丰逝世后由其学生完成的。布丰是进化思想的先驱者,主张生物的种可变,竭力倡导生物转变论,提出了“生物的变异基于环境的影响”的原理,还提出了“缓慢起因论”,认为可用已知的现在解释未知的过去。指出地球有自己的特殊年龄、变化和新纪元,创立新地质年代学,讨论了动物退化以及每个物种适应气候、山岳和海洋等外界环境的限度问题。
生物进化论的先驱——拉马克拉马克(1744~1829)拉马克,法国生物学家,出生于皮卡第。
他青年时当兵,随陆军到过荷兰、比利时等国。复员后他回到巴黎,在一家银行当小职员。他后来结识了著名学者卢梭,在卢梭的指导下开始研究植物学,皇家花园是拉马克研究之地。1793年建立巴黎博物院,从此一直在博物院工作,他晚年双目失明,仍坚持科学著述。拉马克于1778年完成《法国植物志》一书,共3篇,多数资料取于皇家植物园。该书受到植物学界的重视,多次重印发行。
拉马克后期转向研究动物学,根据脊椎把动物首先区分为脊椎动物和无脊椎动物,创立动物分类学。1809年出版著名的《动物学哲学》一书,1815~1822年出版《无脊椎动物自然史》一书。他最先提出了关于生物进化的思想,阐述了环境对生物进化的直接影响,器官用进废退和获得性状遗传等理论问题。
拉马克是提倡生物进化学学说的先驱者。他与当时占统治地位的物种不变论者进行过激烈的斗争,可惜其思想在当时并不为人们所接受。50年后,达尔文《物种起源》一书问世,生物进化论才正式建立起来。
达尔文与进化论达尔文(1809~1882)达尔文,英国生物学家,出生于希罗普郡施鲁斯伯里。
达尔文从小喜欢采集动植物标本。1825年进爱丁堡大学学医期间,他组织普林尼学会探讨各种科学问题,包括拉马克进化论等。1828年进剑桥大学神学院学习,他仍用大量时间研读自然科学书籍,对昆虫的研究产生了浓厚的兴趣。
1831年,达尔文以博物家的身份,随贝格尔舰进行环球考察,在5年考察中,他登山涉水、入丛林、过草地、采集标本、挖掘化石,积累了极丰富的实际资料,为以后的科学研究打下了基础。
1836年,达尔文回到英国,立即着手整理旅行期间写的日记和采集的标本。在实际资料的基础上,经过反复的认识和长期的研究,终于摈弃了上帝创造万物的说教,形成生物进化思想。1859年,他出版了震动于学术界的《根据自然选择的物种起源》(简称《物种起源》)一书,提出以“自然选择,适者生存”为基础的进化学说。不仅说明物种可变,而且对生物适用性做出了正确解释,摧毁了各种唯心的神造论、目的论和物种不变论,给宗教以沉重打击。
达尔文进化学说是人类对生物界认识的伟大成就,对推动现代生物学的发展起了巨大作用。马克思和恩格斯曾给予很高评价,恩格斯认为达尔文进化学说是19世纪自然科学三大发现(能量守恒和转换定律、细胞学说、进化论)之一。
吃虫子的少年
有一次,少年达尔文在一棵大树的树皮上发现了两只罕见的昆虫,为了进一步观察研究,他连忙用双手各抓了一只。就在这时,他又看见一只更加稀奇古怪的虫子,情急之下,达尔文竟然将右手中的虫子塞进嘴里,腾出手来去捕捉那第三只甲虫。
“哎哟!”达尔文一声大叫。原来,嘴里的虫子又蹦又跳,并且突然排出一股极其辛辣难忍的液体。可是,热爱科学的达尔文却不愿让虫子跑出来,只见他双唇紧紧抿着,一副决不退缩的倔犟模样。
达尔文在大自然的课堂中,乐于与蝴蝶、蜜蜂、蚂蚁为伍。就这样,在对自然真切仔细的观察中,18岁的达尔文完成了两篇生物学论文,从此走上了自然学家的道路。
去赌场看比赛
有一天,达尔文走进一家大赌场去观看斗鸡比赛。他挤进人群中,伏在栏杆上,伸长脖子,目不转睛地看着头破血流、羽毛纷纷落地的两只斗鸡。
赌场老板看到达尔文如此专心致志,以为来了一个大赌客,就笑嘻嘻地走到他跟前:“先生,您要押宝下赌注吗?看您那神态,您一定是老手了,您下赌注一定能赢的。”
达尔文仍然全神贯注地看着,老板提高了声音,朝他大声重复了一遍,他才发觉有人与他说话,连忙解释说:“我只是在观察公鸡的冠子、羽毛和两足,琢磨它们的体态,你不用管我。”
赌场老板一听,大失所望,怒吼一声:“给我滚!”
一只死鸽子
有一天,达尔文的一个朋友正在家里看书,外面下着大雨。突然,啪的一声,门被撞开了,这个朋友冷不防被吓得跳了起来。定睛一看,破门而入的是达尔文,他气喘吁吁,浑身上下都湿透了。
“这么大的雨,你慌慌张张跑来,有什么急事吗?”达尔文的朋友问。
“听说您死。死了一只很珍贵的鸽子,我想它也许有研究价值,我怕您把它扔掉,所以特地冒雨赶来要这只死鸽子。”
达尔文的朋友听了,紧张的心这才松弛了下来。
小神父的命运
1831年,达尔文在剑桥大学基督学院毕业,正准备做一名神父时,他的老师亨斯陆教授给他来了一封信。信中说他好不容易才给他找到一个机会,让他以一个自然科学家的身份参加“贝格尔舰”的环球航行,达尔文收到这封信后欣喜若狂,立即去说服父亲支持他参加这次千载难逢的航行。
1831年12月27日,载重200余吨的“贝格尔舰”出发了,刚驶出不久,就遇到狂风巨浪,小小的三桅木帆船被无情的大海戏弄着。达尔文第一次上船,就面临考验,晕船就折磨了他四天四夜。直到驶进葡萄牙海岸附近时,海面比较平静了,他才稍微好一点,但他仍然吃不下任何东西,甚至喝一口水都要立刻呕吐出来。
“有好几次我真的以为自己要死了。”他在给父亲的第一封信中说,“一阵阵的干呕太痛苦了,我觉得如果不是整个肚肠都破裂的话,也一定是胃破裂了。”
船上的饮食条件更为恶劣,他们经常挨饿,即使有吃的东西,往往也是变质的食物。由于他在船上吃了有毒食物,因此患了终生未愈的呕吐病,发病时一阵阵呕吐,并且伴随着难以忍受的寒战或高烧。他们停留在赤道附近的龟岛上时,帐篷里面的温度为34℃1941年戴布里安的《史前时代动物》,外面的达40℃以上,可他们每天只有半加仑水(约合2.3公斤),在深入原始森林的探险中,他有几次一连几天都没有喝上一口水。
就是在这样令人难以忍受的艰苦条件下,达尔文仍坚持下来了。他对世界各地动植物进行了大量的观察和采集,进行全面、详细的比较,为他的生物进化理论奠定了基础。
达尔文除了观察、采集标本和思索外,还坚持每天用两三个小时写航海日志。他把自己的观察和思考整理成文章,源源不断地寄回英国,寄给他的恩师亨斯陆教授。这些信件中的相当一部分被当做科学论文发表,在学术界广为流传。5年的环球航行结束后,他随同“贝格尔舰”于1836年10月回到了英国。这时,他已被公认为海洋生物学的权威了。
漂亮猴子“变成”的美女
“北京人”背鹿图有一天,有一位先生带着他年轻漂亮的妻子来拜访达尔文,一进门,这位年轻的夫人就向达尔文发起了进攻:“尊敬的达尔文先生,根据您的理论,所有的人都是从又瘦又丑的猴子变来的吗?”
达尔文愣了一下,他知道这位年轻的夫人并不了解进化论,可是提的问题却很尖锐,达尔文微笑着请客人坐下。
刚一坐下,这位漂亮的夫人不等达尔文回答问题,又用手指着自己的面孔,咄咄逼人地说:“像我这样漂亮的女人,难道也是猴子变来的吗?”
达尔文仔细看了看这位夫人,果然有闭月羞花之貌,为了不伤害这位漂亮夫人的自尊心,又不违背自己的进化论,达尔文就风趣地说:“我想,您也应该是从猴子变来的,不过不是又瘦又丑的猴子,您是从惹人喜爱的、五官端正的、令人陶醉的猴子变来的。”
这位夫人本来想与达尔文吵一架,可是听到达尔文诙谐的回答后,立刻转怒为喜,满意地离开了。
孟德尔开创近代遗传学孟德尔(1822~1884)孟德尔,奥地利遗传学家,出身于西里西亚附近的农民家庭。
孟德尔从小爱好园艺。1850年他到维也纳大学理学院深造,1853年夏回到布台恩,任时代学校动植物学教师,结合教学从事植物杂交实验工作。
孟德尔是近代遗传学的奠基者。他根据豌豆杂交的实验结果,1865年在论文中首先提出遗传单位(现叫基因)概念,阐明遗传规律,被称为“孟德尔规律”。
孟德尔规律包括三方面,第一,显性规律——具有相对性状纯质亲本杂交时,由于某个性状对其相对性状的显性作用,子一代所有个体都表现这一性状;第二,分离规律——在子二代中表现出分离现象;第三,独立分配规律——在2对或2对以上相对性状杂交中,子二代出现了独立分配现象。
孟德尔遗传规律的发现成为近代遗传学的基础。修道士的科学研究
从奥尔米茨大学哲学学院毕业后,对于孟德尔来说,最大的愿望就是找到“一个不必为糊口而没完没了地操心的行业”。他想,只有吃饱,才能更好地搞科学研究。他向老师请教选择什么职业好,老师根据他的经济条件,告诉他:“你当修道士最合适。”
1843年10月,孟德尔正式进入奥古斯丁修道院,成了一名修道士。
这个修道院不仅是朝拜地,而且也是当地的学术中心,追求科学的气氛浓厚,孟德尔来到修道院,如鱼得水。
在修道院的后面,有一个狭长的花园。孟德尔在那儿种植了蓟、南瓜、水杨梅、麻、紫茉莉、菜豆、樱、玉米等植物,还养了蜜蜂、鸟雀、小白鼠、刺猬等动物。他喜欢动植物,渴望揭开它们身上的奥秘。
生物界里千姿百态的形状、五彩缤纷的颜色是怎么变来的呢?孟德尔觉得这里面一定有文章。
1856年,为了探索这个问题,孟德尔挑选了22种性状不同的豌豆,让它们之间杂交,然后再让下一代杂交。他重点观察、记录了杂交后代中7个特征的变化情况,圆的种子,有皱纹的种子;黄的子叶,绿的子叶;白的花,红的花;拱突形荚果,缢缩形荚果;绿色荚果,黄色荚果;轴生的花,顶生的花;高的花茎,矮的花茎。
经过8年的试验,孟德尔记录了2.1万多株植物的实验结果。他对不同性状在杂交后代中所出现的植株的数量进行了统计分析,结果发现了有趣的现象,当两种不同性状的植物杂交时,它们的下一代统统是一模一样的。如将红花豌豆和白花豌豆杂交,它们的下一代全部都是红花的。
杂交的第一代进行自花授粉,产生的第二代将按照一定的比例,发生性状分离。如将杂交第一代红花豌豆自花授粉,在杂交第二代的群体中,将有3/4开红花、1/4开白花。
不同特征的植株进行杂交时,各个特征都是相互独立、互不干涉的。如把红花、绿色荚果的植株与白花、黄色荚果的植株杂交,它们互不影响,每一个特征都按以上规律遗传。
孟德尔将这些发现写成论文《植物杂交试验》。这篇遗传学上最伟大的著作——“一把打开遗传学宫殿大门的钥匙”就这样被“修道士”发现了。
摩尔根创立基因学说摩尔根(1866~1945)摩尔根,美国实验胚胎学家、遗传学家,他出生于弗吉尼亚州列克星敦。
摩尔根在肯塔基大学和霍普金斯大学学习生物学。1933年获诺贝尔生理学和医学奖。
摩尔根发展了孟德尔遗传学理论,在果蝇中进行实验遗传学研究,发现伴性遗传规律。与学生们一起在发现连锁、交换和不分离现象的基础上,发展染色体遗传学说,认为染色体是孟德尔式遗传性状传递机理的物质基础。
摩尔根进一步创立基因学说,认为基因是组成染色体的遗传单位,证明了基因在染色体上占有一定位置,并做直线排列,在个体发育中,一定基因在一定条件下,控制一定代谢过程。这体现在一定遗传特性和特征的表现上,基因可通过突变发生变化。
实验室里的“宠物”
在孟德尔的理论中,指出遗传和变异是由遗传单位所决定的。那么遗传单位又是什么呢?
身为哥伦比亚大学生物学教授的摩尔根,虽然感受到了孟德尔论文的正确指导性,但他对孟德尔的遗传规律还有疑问,他决心要弄清遗传单位的来龙去脉。
电脑模拟的DNA模型1908年,作为实验的材料,摩尔根在他的实验室里养了成千上万只果蝇。果蝇有许多优点,它身体小,占地面积也很小,便于研究;饲养很经济,成本很低,容易观察。
从这以后,摩尔根和他的助手天天饲养、观察果蝇。
1910年的一天,摩尔根偶然发现一个培养瓶里的许多红眼果蝇中有一只白眼雄果蝇。这引起了他的极大兴趣。他让白眼雄蝇与红眼雌蝇交配,结果产生的第一代全是红眼蝇。可是,当他让第一代果蝇相互交配时,产生的第二代既有红眼蝇,也有白眼蝇。红眼蝇与白眼蝇的个体数目比例接近3∶1,与孟德尔遗传理论的结论相同。这个事实更进一步地证明了孟德尔的理论是正确的。
经过进一步的深入研究,摩尔根证实了孟德尔的理论是完全正确的,而且孟德尔所说的遗传单位就是在染色体上。1915年,他写了《孟德尔遗传机制》一书。在书的前言中,他写道:“既然染色体提供了孟德尔规律所要求的那样一种确切的机理,既然有日益增多的资料清楚地指明染色体是遗传单位的携带者,在这样一种清楚的事实面前闭上眼睛,那将是愚蠢的。”像摩尔根这种实事求是的科学作风,一时成了科学界的美谈。
摩尔根曾诙谐地称自己是一头“实验动物”。他整天待在实验室里,与他的“宠物”——果蝇打交道。自从实验取得进展后,他的干劲更足了。他沿着自己开辟的路,乘胜前进。
他的“宠物”也不辜负他的厚爱。摩尔根在它们身上找到了染色体上的基因,这也就是孟德尔所说的遗传单位。
1928年,摩尔根总结他20余年研究果蝇的成果,写出了遗传学名著《基因论》。在书中,他叙述了基因学说的内容。基因学说的创立,吹响了向分子遗传学进军的号角。
弗莱明发现青霉素弗莱明(1881~1955)弗莱明,英国细菌学家,出身于苏格兰埃尔郡达尔维尔附近一个农庄主家庭。
他13岁随兄(开业医师)去伦敦,在伦敦运输事务所工作了几年,后入伦敦大学圣玛丽医学院学习。1906年他获医学学士学位,曾获欧洲及美国近20所大学的名誉博士学位。
弗莱明在研究细菌学方面取得了重大成就,他发现了医疗上有重要意义的抗菌素——青霉素。1922年,从植物和动物的分泌液(如鼻分泌液)中发现了一种能杀死某些细菌的物质,称为“溶菌酶”。
1928年,弗莱明发现在培养葡萄球菌的器皿中,被霉菌污染的培养基周围无葡萄球菌溶菌,说明这种霉菌能分泌某种杀灭葡萄球菌或防止其生长的物质,称为青霉素。约15年后,英国病理学家霍华德·弗洛里和德国化学家钱恩进一步肯定其治疗价值,成功研制出青霉素化学制剂。1945年,弗莱明、霍华德·弗洛里和钱恩3人共获诺贝尔生理学和医学奖。青霉素的发现
葡萄球菌是一种分布最广、对人类健康威胁最大的病原菌。人受伤后伤口化脓就是因为它在作怪。可当时,人们对它没有什么好的对付办法。
在很长的一段时间里,弗莱明致力于葡萄球菌的研究。在他的实验室里,几十个细菌培养皿里都培养着葡萄球菌。弗莱明将各种药物分别加入培养皿中,以便筛选出对葡萄球菌有抑制作用的药物。可是,很多种的药物都不是葡萄球菌的对手。最终实验一次次地失败了。
1928年,弗莱明偶然地发现了青霉素1928年的一天,弗莱明与往常一样,一到实验室,便观察培养皿里的葡萄球菌的生长情况。他发现一只培养皿里长出了一团青绿色的霉。显然,这是某种天然霉菌落进去造成的。这使他感到懊丧,因为这意味着培养皿里的培养基没有用了。弗莱明正想把这只被感染的培养基倒掉时,却惊奇地发现青霉的周围呈现出一片清澈。凭着多年从事细菌研究的经验,弗莱明立刻意识到,这是葡萄球菌被杀死的迹象。
为了证实自己的判断,弗莱明用吸管从培养皿中吸取一滴溶液,涂在干净的玻璃上,然后放在高倍显微镜下观察。结果,在显微镜下竟然没有看到一个葡萄球菌,这让弗莱明非常高兴。
这青霉为什么有这样大的能耐呢?
弗莱明将青霉接种到其他培养皿培养。他将蘸溶有伤寒菌或大肠杆菌等的水溶液分别放在青霉的培养基上,结果这几种病菌生长得很好。这说明青霉没有抑制这几种病菌生长的作用。而将带有葡萄球菌、白喉菌和炭疽菌的水溶液分别放在青霉培养基上,则这些细菌全部被杀死。
弗莱明又将生长着青霉的培养液稀释800倍,可稀释液仍有良好的杀菌作用。由此,弗莱明断定青霉菌会分泌出一种杀死葡萄球菌的物质。这种物质要是能用在人的身上,那该多好啊!
弗莱明将青霉的培养液注射到老鼠的体内,结果老鼠安然无恙。这说明青霉分泌物没有毒性。弗莱明高兴得差点跳起来。青霉分泌物对葡萄球菌灭杀效果好,而且没有毒性,这不是自己梦寐以求的杀菌药物吗?他想应该可以在人的身上试一试。
试验结果正如他的预料,青霉分泌物的确有奇效,而且对人的身体没有副作用。
不久,弗莱明将这一发现写成论文,于1929年6月发表在《实验病理学》杂志上。他将青霉的分泌物称为“青霉素”。
弗莱明的论文并没有得到学术界的关注,而他本人由于不具备提取青霉素的条件,也只好停止这项研究。
第二次世界大战开始后,英国病理学家霍华德·弗洛里和德国化学家钱恩在查阅文献时,发现了弗莱明的论文。他们决心将弗莱明的研究继续进行下去。这在科学史上,被称为是“青霉素的第二次发现”。终于,青霉素开始大批量地生产了。
在第二次世界大战期间以及此后,青霉素不知挽救了多少人的生命。因此,它被誉为第二次世界大战时期的“三大发明”之一。
巴甫洛夫发现条件反射巴甫洛夫(1849~1936)巴甫洛夫,苏联生理学家,出生于梁赞。
巴甫洛夫青年时具有丰富的想象力,细心观察各种昆虫的生活习性。1875年他毕业于彼得堡大学,获金质奖章。
巴甫洛夫的科学研究大致分为三个时期,属三个领域,即心脏生理、消化生理和高级神经活动生理。巴甫洛夫在大学期间开始研究血液循环,开辟了生理学新分支神经营养学;发现温血动物心脏有特殊营养性神经,能使心跳增强或减弱。
在研究消化腺的过程中,巴甫洛夫创造了多种外科手术,改进实验方法,以慢性实验代替急性实验,长期观察整体动物的正常生理过程,建立现代胃生理学。他发现动物进食时,食物还未入胃,胃即开始分泌胃液。他为了证明这个结论,他对狗进行了“假饲”实验,被誉为19世纪最有贡献的实验,1904年获诺贝尔生理学和医学奖。
巴甫洛夫研究结果表明,大脑和高级神经活动由双重条件反射形成。他指出“意识”、“精神活动”是大脑这个“物质肌肉”活动的产物,同样需要消耗能量。这一结论致命地打击了唯心主义心理学,为创立科学唯物主义心理学奠定了基础。
巴甫洛夫晚年转向研究精神病学,他提出两个信号系统学说。巴甫洛夫的第二信号系统学说揭示出人类特有的思维生理基础,对马克思主义认识论有重大意义。收服凶恶的大狼狗
有一天,邻居家的大狼狗拴在了门前的大树底下,小巴甫洛夫和一伙孩子正好从这里经过,听到孩子们的声音,大狼狗便汪汪大叫起来,孩子们看见那条平时凶恶的大狼狗,都吓得扭头就跑。而小巴甫洛夫却一点也不害怕,他走到这条大狼狗的身边。
“孩子,离远点,小心它咬着你。”邻居警告他说。
“您为什么不把狗的铁链子给解下来呢?”巴甫洛夫问道。
“这条狼狗很凶,我怕它咬着你们这些整天来森林里玩的孩子。”
“如果你把它的铁链子给解掉以后,我想它就不会再这么凶了。”
小巴甫洛夫一边说着,一边走到了这条大狼狗的身边。十分奇怪的是,小巴甫洛夫离那条大狼狗越近,那条大狼狗就越不叫唤了,并且还十分友好地摇摇尾巴。小巴甫洛夫同情地把那条大狼狗的铁链给解了下来,然后摸了摸大狼狗的头,大狼狗听话地围着小巴甫洛夫转了两圈,便跑到主人的身边去了。
“嘿,你这小子还真有两下子。”
“这没什么,只因为我熟悉狗的习性。”
条件反射的实验
在研究人体的生理实验时,如何才能通过体表,观察到内脏器官的活动呢?
一次偶发的事件,让巴甫洛夫受到了启发。有个猎人因为枪支走火,子弹射进了自己的肚子里。医生救回了猎人的性命,但是伤口却长期不能愈合,只好用消毒纱布盖着腹部,留下了一个通向胃部的小洞(医学上称做“瘘管”)。透过这个瘘管,医生可以清楚地观察到猎人的胃的活动情况。
为什么不通过瘘管来观察动物的器官的活动情况呢?
巴甫洛夫从此开始了生理学发展史上最有意义的实验。
首先,他找来一只用于实验的狗,然后,将狗的胃切开,做了一个通向体外的胃瘘管。接着,又在狗的脖子上开一个口子,将食管切断,然后把两个断头都接到体外。
巴甫洛夫在实验中实验开始了,饥饿的狗像往常一样狼吞虎咽起来,可是这次咽下去的食物半路上却从食管切口掉了出来,又落回到摆在狗面前的食盘里。狗不停地吃着、吞着,可胃却始终空空如也。
这时,有趣的现象发生了,食物虽然没有进入这只带有瘘管的狗的胃里,但是,狗的嘴巴一动,一开始咀嚼食物,胃就开始分泌胃液。由于胃里没有杂物,胃部的瘘管中就一滴滴地滴下透明纯净的胃液,胃液流入了预先备好的试管内。
这个被称为“假饲”的实验结果显示,食物虽然没有到胃里,但胃已开始分泌胃液。这说明胃液的分泌是大脑通过神经所下的命令,而不是食物直接刺激胃的原因。
揭开面纱,巴甫洛夫发现,原来,大脑是指挥全身各器官的“司令部”,它控制、支配着胃的消化活动。于是,巴甫洛夫又瞄准了下一个目标,研究大脑的活动规律,认识人体的“司令部”。
为了更加方便观察、研究狗的神经活动,巴甫洛夫在狗的面颊上切开一个小口,用导管将唾液腺分泌的唾液引到体外,流到挂在面颊上的漏斗中,再滴入试验用的量杯里。
这样,另一个更富于科学创新的实验就要开始了。
在给狗喂食之前,巴甫洛夫先打开电灯。因为灯光与食物没有任何联系,狗根本不理会,也没有唾液流出来。开灯后立即给狗喂食,狗的唾液就流了出来。
以后,在相当长的一段时间里,给狗喂食时,总是伴随着打开电灯的动作。经过多次重复动作之后,一个奇特的实验现象出现了,只要灯光一亮,即使不喂食物,狗也会流出口水。由此可见,灯光已经和食物一样,成为固定的信号,出现在狗的大脑中。因此狗一见灯光,就做出消化食物的反应,从而流出唾液。
这就是巴甫洛夫发现的“条件反射”实验现象。
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