一位看门人,却打开了一个微小世界的大门,如同哥伦布发现新大陆一样,他发现了一个非常奇怪的新世界。这位看门人虽然终生都没有离开过出生地,但他的名字却由于他的发现而闻名于世。英国女皇和俄国的彼得大帝都曾访问过他,向他表示敬意。
这位看门人就是出生在荷兰德尔夫特市的列文虎克(1632-1723)。他只读了几年书,就到一家布店当店员,后来又到市政府当传达员。在闲聊中,他听说一位眼镜店的老板在他儿子的启发下,发明了能将物体放大的放大镜,出于好奇,列文虎克就试着磨起透镜来,并亲手制造了一台显微镜,这个不起眼的东西竟能将物体毫不变形地放大200倍。有了显微镜,他就可以去观察周围的一切。他通过显微镜,看到手指上的皮肤粗糙得像树皮一样,蜜蜂腿上的短毛竟像缝衣针一样长!
有一天下雨,列文虎克坐在家里无事可做,望着淅淅沥沥的小雨,他突然想起要看看雨水中到底有什么东西。他从院子里舀了一杯雨水,在显微镜下滴了一滴,他一看不禁大吃一惊。只见大量的奇形怪状的小生物正在水里游来游去,如果把这些小生物放在蛆的旁边,它们就好像是一匹高头大马旁边的一群小小的蜜蜂;在一滴水中可容纳的这些小生物,要比全荷兰的人口还多得多。就这样,列文虎克发现了一个微生物世界。此外,他还发现了红血球和毛细血管,这有力地证明了哈维的血液循环理论。
列文虎克将他的各种发现都记录下来,并且寄给了英国皇家学会。这些出自乡下佬之手的报告,轰动了英国学术界。为了维护科学的尊严,皇家学会委托秘书胡克来证实这件事。胡克为此制造了一台比较先进的显微镜,结果亲眼看到了列文虎克的发现。
胡克曾从一块清洁的软木上切下极薄的一片,放在显微镜下观察,他清楚地看到薄片上有许许多多类似蜂窝一样的小空洞,由壁隔开,排列十分整齐,胡克把这些小空洞叫做“细胞”。当时,胡克看到的仅是植物的细胞壁。后来,随着显微技术的改进,人们发现细胞内还充满了液汁。当时,还有其他人对微生物和动植物细胞也进行过观察和描述。于是显微镜的简陋尽管人们看见了细胞,却没有理解它们的意义。然而,正是由于列文虎克和胡克的工作,才使人们认识到了显微镜的重要性,利用这个武器的放大作用,科学家走进了生命微观世界的大门,并由此导致了生命观的革命。
1831年,英国植物学泰斗布朗用显微镜观察到,在植物细胞液汁里有一个折光性很强的圆形小颗粒,他把它称为细胞核。当他于1835年在柏林逗留期间,年轻的植物学家施莱登(1804-1881)曾向布朗求教组织学方面的问题,布朗对施莱登的研究工作进行了认真的指导,并告诉他细胞核是植物细胞中普遍存在的基本构造,并与细胞的发育有关。
施莱登原来是学法律的,曾经因为工作不顺利,精神忧郁而自杀未遂。随后他就放弃了律师工作,到柏林大学改学植物学。
在布朗的启发下,施莱登在他研究的胚胎细胞中也发现了细胞核,这使他进一步考虑细胞核与细胞发育的关系。他把细胞的形成过程同结晶过程进行了类比,认为首先从液汁中结晶出细胞核,再在细胞核的基础上结晶出细胞。1838年,他发表了这方面的研究成果,他认为植物,不论其复杂程度如何,都是由各种不同的细胞组成的;所有这些细胞都是按照相同的方式产生的,植物发育的基本过程就是细胞的形成过程。因此,细胞是一切植物的基本生命单位。
施莱登由此把植物学建立在细胞理论的基础上,实现了植物界的统一。
在五彩缤纷的大自然中,从天空到海洋,从平原到高山,到处生活着千奇百怪的植物和动物,它们共同编织出了一幅生机勃勃的壮丽画卷。既然植物界是统一的,那么动物界是否统一呢?整个生物界呢?
当时,许多学者试图说明植物界与动物界在基本结构上的共同性,但由于那绿色宁静的植物和生动活泼的动物在外形上差别太大,并且动物细胞不像植物细胞那样具有细胞壁,特别是关于各种生物毫不相关的形而上学观念还占有统治地位,因此,生物学家们在动植物的统一方面还没有取得进展。然而,当施莱登把他关于植物细胞的观点,告诉了他的朋友、动物学家施万(1810-1882)时,整个局面就发生了巨变。
施莱登和施万曾在著名生理学家缪勒所领导的柏林解剖研究所共事过,从此,他们就一直保持着良好的友谊。有一天,施莱登和施万一起用膳时,又谈起了细胞发育问题。施莱登向施万指出,细胞核在植物细胞发育中起着重要的作用。这时,施万立即想起在他所研究的动物细胞内也看见过同样的“器官”;他同时领悟到,如果能够证明细胞核在动物细胞发育中所起的作用与在植物细胞的发育中所起的作用相同,那将是一件非常有意义的工作。他们便一起来到施万的实验室,共同观察了施万所研究的动物材料的细胞核,结果施莱登发现这与植物细胞的核很相似。于是,施万就想把施莱登的细胞理论推广到动物界中去。
施万经过深入的研究发现,比植物更复杂多样的动物有机体也是由和植物细胞类似的细胞构成的,并且动物细胞的形成方式也与植物细胞相似。1839年施万提出了细胞学说,他认为:一切有机体都是由细胞按照一定的排列方式构成的;不论有机体有多大差异,它们都有共同的细胞发育方式;细胞是生命的基本单位。施万终于用细胞把动物界和植物界沟通了。
由施莱登和施万提出的、类似于结晶过程的细胞形成方式是错误的。不久,生物学家就发现了细胞分裂现象,并且认识到新细胞是由母细胞分裂产生的。1855年,德国病理学家微耳和总结了细胞分裂的普遍性,提出了“所有细胞来自细胞”的观点,从而进一步发展了细胞学说。细胞学说的创立,荡平了把动植物界分开的形而上学的鸿沟,证明了动植物界在本质上的统一性,实现了生命观的革命,为辩证唯物主义自然观的创立奠定了坚实的基础。正因为如此,细胞学说才被恩格斯誉为19世纪自然科学的三大发现之一。
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