微觀生命 細胞理論 微生物理論 發現病毒 生命的五界

“是動物，還是植物？”這一問題暗含的意思是：生物要么是植物，要么是動物，歷史上生物學家們也曾持這種觀點。他們曾把蘑菇等真菌植物歸類為植物，認為它們是“不進行光合作用的植物”。隨著顯微鏡的發明和改進，人們對微觀世界有了新的認識，更小的微生物出現了，簡單地把這些物種歸類到植物或者動物，已經不能滿足要求……

微觀生命

安東尼·馮·列文虎克（1632～1723年）

列文虎克是一位了不起的業余科學家。他制造的單片顯微鏡的放大倍數超過250倍，使他看到了前人從未見過的東西。從1673年起，他給皇家學會和法國科學院寫了不下400封信，告訴他們水里充滿著“纖毛蟲”，向他們介紹肌肉、神經、骨骼、牙齒和頭發的細節、紅血球細胞、植物細胞，還有67種昆蟲的微妙結構。最了不起的是，他于1683年在自己的嘴里發現了細菌，比其他科學家早了一個多世紀。

列文虎克從1671年起開始研究制作簡單的放大鏡的技術，一生發明了400多種透鏡。他只能讀懂荷蘭語，因此他努力研究當時其他顯微鏡專家，如羅伯特·胡克(第一個用“細胞”來描述軟木上的“氣孔”的人)和馬西羅·馬爾丕基原著的插圖。他制造的顯微鏡清晰度和放大倍數都很高，其優越性一直持續到19世紀復合式顯微鏡的技術缺陷被克服的時候。

細胞理論

魯道夫·菲爾紹（1821～1902年）

科學家們一直在尋求一種較小的生物分析單位。基奧范尼·巴體斯塔·莫爾加尼認為疾病位于人體的某一個具體的器官(1761)，而瑪麗·弗朗西斯·薩費爾·比沙則強調疾病存在于組織中心(1799)。雖然當時人們已經認識了細胞，但是還沒有發現其重要性。直到1839年西奧多·席萬提出細胞理論之后才改變了這種狀況。席萬認為細胞是所有動物和植物的結構和功能的組成部分，并且所有的生命都源自單個的細胞。

細胞理論要歸功于德國病理學家魯道夫·菲爾紹1858年出版的《分子病理學》。在書中他強調：細胞來自細胞，再生細胞。19世紀下半葉，人們普遍認為分子呈連續性分布。與政治相比，他認為細胞生活在“細胞民主制”或“細胞共和國”的世界里。他進一步指出所有疾病都是因為細胞內正常生理活動受到干擾引起的，當非正常的細胞不停地侵犯有機體的時候，便形成了腫瘤。菲爾紹還根據血凝塊的形成機理解釋癌細胞向遠處的器官擴散的原理。這些不受約束的癌細胞在分子生物學上有了全新的解釋，癌是遺傳機制中控制細胞分布的機能失控，克隆出的變形細胞。

微生物理論

路易斯·巴斯德（1822～1895年）

幾個世紀以來盡管不少人懷疑病原體中微生物所起的作用，人們一直認為傳染病是由于瘴氣引起的。1878年，法國化學家路易斯·巴斯德成功地將微生物分離出來。經過一系列的重大實驗之后，他發現氨基酸腐爛、傳染都是由于活細菌污染引起的。活細菌是導致這一過程的起因而不是后果。這一研究馬上產生巨大的實用價值：由于查出傳染蠶繭的微小寄生菌挽救了法國的一家絲綢廠。自從引進了巴斯德滅菌法防止酒發酸，法國的釀酒企業呈現一派繁榮景象。微生物理論在接種預防動物炭疽病和人類狂犬病方面都有很好的效果。

巴斯德認為微生物普遍會導致疾病，德國鄉村醫生羅伯特·科赫證實了某種微生物會引起某種具體的疾病。19世紀80年代，科赫運用實驗室里的顯微照相等技術識別并分離出引起結核病和霍亂的芽孢桿菌等微生物。他總結出疾病與微生物之間的聯系，認為微生物必須隔離和保存在純培養狀態中。培養出的微生物在動物身上做實驗并使其感染的組織康復。

無菌手術擴大了巴斯德微生物理論的應用范圍。研究了巴斯德有關腐爛和傳染的文章之后，英國外科醫生尤塞夫·利斯特認為膿毒病是由于細菌感染引起的。1867年，他開始使用著名的消毒劑浸泡儀器和衛生衣。三年后他研制出石炭酸噴劑，為了避免手術傷口感染細菌，外科醫生在實施無菌手術時紛紛使用這種噴劑。

發現病毒

馬提那斯·貝杰林克（1851～1931年）

微生物理論的創始人意識到細菌并不是惟一能夠引起疾病的有機物。路易斯·巴斯德沒有發現引起狂犬病的介質，只是推斷說這可能是顯微鏡觀察不到的細菌造成的。

1895年荷蘭植物學家馬提那斯·貝杰林克關注阻礙煙苗生長并使煙葉長出斑點的煙草斑病。他先是把染病的煙葉磨碎，再用陶瓷過濾器將煙葉過濾，這樣過濾出的汁液還會感染健康的煙葉。他發現感染媒介既不能培養出來又不能用化學或者高溫的方法殺死。它也不是某種毒素，因為它能夠迅速成倍地繁殖。這種被他稱作病毒的介質只能在遺傳細胞中生長繁殖。馬提那斯·貝杰林克為自己的發現感到震驚，并于1898年發表了自己的研究結果。同年，弗里德希·勒夫勒和保羅·弗洛士發現引起動物口蹄疫的病毒；1901年，人們發現了首例病毒引起的人類疾病黃熱病；1909年佩頓·勞斯發現第一個腫瘤病毒。

生命的五界

羅伯特·哈丁·惠特克（1920～1980年）

“是動物，還是植物？”這一問題暗含的意思是：生物要么是植物，要么是動物，歷史上生物學家們也持這種觀點。

生物學家們在17世紀發現了越來越多的微觀生命形式，這些生命形式被迫歸為植物或動物一類。有些微生物可以進行光合作用：它們被定義為藻類，分在植物組。其他微生物似乎更像動物：它們被定義為原生動物，分在動物組。19世紀生物學家們發現了更小的微生物——細菌，但沒有人能設法將其定義為動物或植物。

至20世紀，生物學家們認識到并不是所有生命都可歸為動物與植物，但直到1969年人們才徹底摒棄了舊觀點。當時，美國生態學家羅伯特·惠特克提出了五界分類法。他把生命分為動物、植物、真菌、原生生物和細菌。動物、植物、真菌和原生生物是“真核生物”，由具有獨特細胞核的多個細胞組成。細菌是“原核生物”，其單細胞沒有獨特的細胞核。惠特克的分類對人們觸動很大。真菌與植物無關，的確它們與動物的關系更密切。

后來的研究修改了惠特克的分類。有些生物學家更喜歡把原生生物分為兩界或更多界。最重要的發展是卡爾·伍斯發現原核生物不是一組，是兩組，即原始細菌和細菌。