Книги для учителя

Очерки истории науки и техники 1870-1917

Развитие эволюционных идей в биологии. Огромный резонанс вызвали в мире труды Ч. Дарвина, особенно вышедшая в 1871 г. книга «Происхождение человека». В России передовая общественность решительно поддержала идеи дарвинизма, тогда как реакционеры — и церковные, и светские — ополчились на новое учение. Прославился своими гонениями на прогрессивные научные произведения начальник Главного управления по делам печати М. Н. Лонгинов. В 1872 г. пронесся слух, что он собирается запретить издание перевода книги Дарвина. Писатель А. К- Толстой в связи с этим направил стихотворное «Послание М. Н. Лонгинову о дарвинизме» 2. Оно начиналось ироническим вопросом:

Правда ль это, что я слышу? Молвят овамо и семо 3: Огорчает очень Мишу Будто Дарвина система?

Смеясь над приверженностью цензоров к библейским легендам, А. К. Толстой намекал на сказание о сотворении первого человека из глины:

Способ, как творил создатель, Что считал он боле кстати — Знать не может председатель Комитета о печати... Да и в прошлом нет причины Нам искать большого ранга, И, по мне, шматина глины Не знатней орангутанга... Всход наук не в нашей власти, Мы их зерна только сеем; И Коперник ведь отчасти Разошелся с Моисеем... Ты,б уж должен в заседаньи Запретить и Галилея.

Поэт заканчивает свое послание словами:

С Ломоносовым наука, Положив у нас зачаток, Проникает к нам без стука Мимо всех твоих рогаток... Брось же, Миша, устрашенья, У науки нрав не робкий, Не заткнешь ее теченья Ты своей дрянною пробкой!'

Поскольку стихотворение А. К- Толстого сделалось известным в рукописи среди их общих знакомых, Лонгинову показалось неудобным проявлять такое мракобесие. Он решил не настаивать на запрещении перевода Дарвина, а отшутиться и послал поэту неуклюжие строки:

Виноват я пред тобою Безо всяких вин: Был вовек нетронут мною Господин Дарвин.

«Он отрекается от преследования Дарвина,— писал по этому поводу А. К- Толстой.— Тем лучше, но и прочего довольно».

Между тем гипотеза Дарвина о происхождении человека от обезьяноподобных предков получала все новые подтверждения в последующих исследованиях по сравнительной анатомии, физиологии, эмбриологии, палеонтологии и в многочисленных находках останков ископаемого человека. В 1891 —1893 гг. голландец Э. Дюбуа (1858—1940) обнаружил на острове Ява в Индонезии части скелета существа, названного питекантропом 2, которое после долгих дискуссий было признано переходной формой от обезьяны к человеку. К 1907 г. относится находка челюсти так называемого гейдель-бергского человека, жившего в более позднюю эпоху. В Египте в 1911 г. была обнаружена нижняя челюсть небольшой обезьяны проплиопитека — общей предковои формы человекообразных обезьян и человека.

Заслуга развития эволюционных идей в палеонтологии принадлежит В. О. Ковалевскому (1842—1883). В своих трудах 1869—1874 гг. он объяснил процессы эволюции млекопитающих в связи с условиями изменяющейся среды. Выявленные им закономерности исторического развития животных получили название «закона Ковалевского». Дарвин высоко оценил труды Ковалевского.

Большое значение для обоснования эволюционного учения имели работы второго из братьев — А. О. Ковалевского (1840—1901), основателя сравнительной эмбриологии и физиологии беспозвоночных и одного из основоположников экспериментальной и эволюционной гистологии (науки о тканях). Он установил, что в процессе эмбрионального развития всех многоклеточных животных наблюдаются общие черты, которые свидетельствуют о единстве их происхождения. А. О. Ковалевскому принадлежат многие фундаментальные открытия в области эмбриологии.

Соратником ученого в этих исследованиях, проводившихся с середины 60-х гг., был естествоиспытатель И. И. Мечников (1845—1916). Он выявил закономерности эволюционной эмбриологии беспозвоночных. Работы в области экспериментальной морфологии сыграли важную роль в установлении эволюционного учения и подготовили Мечникова к его последующим работам в области сравнительной патологии, микробиологии и иммунобиологии.

Убежденным защитником и популяризатором дарвинизма, в частности учения о происхождении человека от обезьяноподобных предков, был Т. Г. Гёксли (Хаксли) (1825—1895). Являясь стихийным материалистом, Гексли боялся, однако, открыто признаться в этом, дорожа своей «респектабельной» репутацией в ханжеском английском «высшем обществе».

«...У Гексли берклианские выпады — случайность, а агностицизм его есть фиговый листок материализма»,— писал В. И. Ленин

Еще более важную роль в развитии и пропагандировании эволюционной теории сыграл немецкий естествоиспытатель Э. Гёккель (1834—1919). Его книги «Естественная история мироздания» (1868), «Антропогения, или история развития человека» (1874), «Мировые загадки» (1899) и «Чудеса жизни» (1904) служили острым оружием в борьбе передовой общественности против мракобесия и реакции.

В. И. Ленин писал о «Мировых загадках», что «...книга эта «пошла в народ», что имеются массы читателей, которых сразу привлек на свою сторону Э. Геккель. Популярная книжечка сделалась орудием классовой борьбы».

В свете современных биологических представлений некоторые положения, выдвинутые Геккелем, устарели. Однако заслугой его является формулировка и обоснование (наряду с Ф. Мюллером, работавшим в Бразилии) так называемого биогенетического закона. Согласно этому закону индивидуальное развитие зародыша (онтогенез) данной особи является сокращенным повторением развития всего вида, к которому принадлежит особь, т. е. филогенеза. Дальнейшие исследования русского ученого Н. А. Северцева (1827— 1885) показали, что связь между онтогенезом и филогенезом более сложна, чем полагали Геккель и Мюллер (1912). Но на этом этапе развития науки применение биогенетического закона помогло раскрытию родства между биологическими видами.

В эмбриологии (начиная с 80-х гг.) . француз Л. Шабри, немецкие исследователи О. Гёртвит (1849—1922), В. Ру (1850—1924) и др. уже стали применять активное вмешательство в процессы развития зародыша. Основываясь на изучении индивидуального развития многих животных, ученые показали, что все изменения, происходящие в эмбриональном развитии,— это результат реакции на внешние и внутренние воздействия.

Важнейшее достижение предшествующего периода — открытие клеточного строения организмов — породило специальную науку о строении, развитии и функции клеток — цитологию. Исследования цитологов и гистологов привели к новым открытиям в области процессов клеточного деления и явлений оплодотворения у животных и растений, содействовали выяснению строения и жизнедеятельности клеточного ядра и его элементов. Существенный вклад в цитологию внес немецкий ученый Р. Вирхов (1821 —1902), утверждавший, что клетки возникают только путем деления. Именно Вирховым в 1859 г. был сформулирован важнейший принцип: «Каждая клетка от клетки». Зоолог Ф. А. Шнейдер (1831 —1890) впервые описал в 1873 г. непрямое деление животных клеток — митоз. В 1882 г. В. Флеминг (1843—1905) детально исследовал процесс деления клеток и расположил его фазы в определенном порядке.

Дарвиновское эволюционное учение, творчески дополненное и уточненное трудами выдающихся ученых разных стран, разрушало старые идеалистические (виталистические) и вульгарно-механистические воззрения на живую природу.

Против дарвиновского учения то открыто, то скрытно выступали, с одной стороны, виталисты и неовиталисты (Г. Дриш и др.), утверждавшие, будто в живых организмах имеется особая «жизненная сила» или «целедействующий фактор», а с другой — психоламаркисты (Р. Франсе, А. Вагнер и др.) и механоламаркисты. Психоламаркисты доказывали, что живая природа наделена сознанием, что организм, части тела и отдельные клетки осознают, как следует реагировать соответственно изменившимся условиям на внешнюю среду, и в результате целесообразно изменяются, передавая вновь приобретенные свойства по наследству. Механоламаркисты не наделяли организмы и их части сознанием, но уверяли, что наследственность обусловлена внешними воздействиями на данный организм, а упражнение или неупражнение органов имеет наследственный эффект. Однако все попытки опровергнуть или извратить теорию Дарвина не увенчались успехом.

Изучение вопросов наследственности. У истоков науки, которая сейчас носит название генетики, т. е. учения о наследственности и изменчивости организмов, стоял чешский натуралист Г. И. Мендель (1822—1884). Родители его были крестьянами. Мендель сначала учился в университете в Оломоуце, однако из-за недостатка средств его не закончил. Он стал послушником августинского монастыря в г. Брно, занялся богословием и вскоре сделался помощником преподавателя гимназии, но отсутствие диплома мешало его продвижению по службе. Большую часть жизни Мендель провел в г. Брно, где в 1868 г. он стал настоятелем монастыря. Именно там, во дворе монастыря, в маленьком саду, будучи искусным садоводом, он проводил свои опыты, приведшие к открытию законов наследственности. Опыты по искусственной гибридизации (скрещиванию) разных декоративных сортов гороха привели Менделя к выводу, что существуют некие материальные частицы «наследственного вещества», которые передают потомкам определенные признаки родителей. Результаты своих опытов Мендель опубликовал в 1866 г. Его наблюдения не привлекли тогда внимания.

Между тем в области цитологии произошли важные события. И. Д. Чистяков (1843—1877) в 1874 г., а затем и ряд других исследователей обнаружили структурные элементы клеточного ядра, названные в 1888 г. В. Вальдерейером (Германия) хромосомами.

К концу 80-х гг. установлено, что клетки каждого вида животных или растений характеризуются определенным числом хромосом. Бельгийский цитолог Э. ван Бенедён (1846—1910) показал, что число хромосом в различных клетках организма постоянно (имеется определенный набор; так, у человека — 46 хромосом), и при образовании половых клеток — яйцеклетки и сперматозоида — в одном из делений не происходит удвоения хромосом. Каждое яйцо и сперматозоид получают только половину типичного для вида количества хромосом.

В 1902 г. американский ученый У. Саттон (1876—1916) обратил внимание, что каждая клетка имеет постоянное число пар хромосом, и предположил, что они несут в себе способность передавать физические признаки от клетки к клетке, а каждая хромосома создает копию самой себя для использования в новой клетке. В оплодотворенной яйцеклетке восстанавливается прежнее число хромосом. При делении в оплодотворенной яйцеклетке число хромосом строго сохраняется до образования самостоятельно живущего организма. Дальнейшее изучение хромосом позволило сделать вывод, что одна хромосома состоит из многих, возможно тысяч, частиц, каждая из которых управляет отдельным признаком. В 1909 г. датский ботаник В. Л. Иогансен (1857—1927) назвал эти частицы генами (от греческого слова «гёнос» — род). В том же году он предложил термины «генотип» — наследственная основа организма, совокупность всех генов, локализованных в его хромосомах, и «фенотип» (от греческого «файно» — являю) — совокупность всех признаков и свойств организма, сформировавшихся в процессе его индивидуального развития.

Но еще до этого в начале XX в. вспомнили о трудах Менделя. На новой, более широкой экспериментальной базе были повторены его опыты, а предсказанные Менделем частицы «наследственного вещества» были отождествлены с генами.

В 1909 г. для выяснения законов наследственности американец Т. X. Морган (1866—1945) начал систематические эксперименты с плодовой мухой (дрозофилой). Совместно со своими учениками Стертевэнтом, Бриджесом и Меллером Морган изучил основные менделевские законы наследственности. Интересно, что Морган не пользовался термином «ген», хотя Иогансен долгие годы работал вместе с ним, как не пользовался этим термином и первооткрыватель генетических законов Г. Мендель. В 1911 г. они составили первую карту расположения генов в хромосомах (для дрозофилы) . Благодаря открытию сцепления признаков, им удалось построить линейную картину распределения генов в хромосоме и сформулировать основные представления хромосомной теории наследственности. Взгляды Моргана были созвучны воззрениям немецкого биолога А. Вейсмана (1834—1914), выступившего в 1892 г. с теорией «наследственной плазмы», посредством которой передаются потомству наследуемые свойства. Наблюдения за развитием простейших организмов (дафнии и гидры) привели А. Вейсмана к гипотезе о непрерывности зародышевой плазмы. В этой гипотезе он увидел доводы о невозможности наследования приобретенных признаков — вывод, имевший важное значение для развития теории эволюции и дарвинизма. Вейсман провел резкую грань между наследуемыми признаками и признаками благоприобретенными, которые не передаются по наследству. Это имело важное значение для развития теории эволюции и дарвинизма.

В 1886 г. голландский ботаник Г. де Фриз (1848—1935) обратил внимание на группу растений, которые своим внешним видом резко отличались от остальных, хотя в общих чертах были сходны с ними. Дальнейшие исследования ученого позволили ему разработать к 1900—1901 годам теорию мутаций, т.е. внезапных изменений признаков и свойств у вновь возникающих видов животных и растений с последующей передачей этих изменений по наследству. Независимо от Фриза еще два ботаника — немец К. Э. Корренс (1864—1933) и австриец Э. Черман — в 1901 г. пришли к сходным выводам.

Собрав обширный фактический материал, объективно подтверждающий материалистические воззрения на природу наследственности, перечисленные выше ученые в философском плане зачастую придерживались идеалистических воззрений. Некоторые пытались противопоставить дарвинизму генетику, теорию мутаций или доказывали необходимость «неодарвинизма». Например, Фриз не смог согласовать открытые генетикой факты с эволюционной теорией и выступил против учения Дарвина. Механизм мутаций был раскрыт позднее.

Развитие биохимии. Внедрение химии в биологию привело в конце XIX в. к обособлению биохимии как самостоятельной научной дисциплины. Она получила быстрое развитие в XX в. на основе успехов органической химии. Биохимия растений и биохимия животных сделались важнейшими разделами биологии. Важная роль ферментов (веществ белковой природы, являющихся катализаторами почти всех химических процессов, происходящих в организме) вызвала появление специального раздела биохимии — ферментологии. Одним из основоположников этой науки стал А. Я- Данилевский (1838—1923). Проделав множество опытов, русский ученый заметил, что ферменты желудочно-кишечного тракта не только расщепляют белки, но и превращают продукты расщепления обратно в вещество, подобное белку.

В 1871 г. Н. Н. Любавин (1845—1918) открыл явление распада белка (казеина) на аминокислоты под воздействием желудочного сока.

В 1903 г. англичанин Ф. Г. Гопкинс (1861 —1947) открыл новую аминокислоту — триктофан. Опыты Гопкинса с неполноценным белком (зейном) показали, что небольшая добавка триктофана позволила продлить жизнь подопытных животных.

В 1880 г. Н. И. Лунин (1854—1937), разрабатывая проблемы физиологии и биохимии питания, пришел к выводу, что в полноценную пищу, кроме белка, жиров и углеводов, должны входить и другие вещества, позднее названные витаминами. Лунин обосновал современное учение о витаминах.

В. В. Пашутин (1845—1901), базируясь на выводах Лунина, пришел к заключению, что цинга—это авитаминоз, а не инфекционное заболевание, как считалось ранее.

В 1896 г. голландский врач X. Эйкман (1858—1930), исследуя болезнь бёри-бёри, установил, что ее излечение возможно простым изменением рациона питания. Однако ученый полагал, что в оболочке зерна риса находится вещество, нейтрализующее токсины, находящиеся в самом зерне. Американский биохимик К- Функ (1884—1967) отнес его к классу аминов и предложил в 1912 г. называть их витаминами (амины жизни): по-латыни vita (вита) — жизнь.

В 1913 г. американский биохимик Э. В. Макколлум предложил называть витамины буквами латинского алфавита (А, В, С и D).

В 1900—1901 гг. появились работы швейцарского ученого М. В. Ненцкого о химической природе ферментов, белков и протоплазмы.

В 1897 г. русский ученый А. Н. Бах окончательно сформулировал теорию процессов медленного окисления на основе представления о ведущей роли активации кислорода. Особые органические вещества — оксигёназы, находящиеся в клетках растений, легко присоединяют молекулярный кислород воздуха, в результате образуется вещество, ускоряющее окисление белков, Сахаров и т. д.

В 1868 г. швейцарский биохимик Ф. Мишёр (1844—1895) впервые открыл нуклеиновые кислоты. В 1880 г. биохимику А. Косселю (1853—1927) удалось расщепить их на более мелкие составные части, включавшие фосфорную кислоту и сахар, однако точного состава кислот он определить не смог. Значение этих исследований стало понятно гораздо позже.

В 1897 г. немецкий ученый Э. Бухнер (1860—1917) неожиданно обнаружил, что дрожжевой сок, свободный от живых клеток, обладает хорошей ферментативной способностью. Дальнейшие опыты привели ученого к выводу, что мертвые клетки сбраживают сахар так же хорошо, как и живые, а в клетках нет особых химических веществ, которые могут проявлять свою активность только в присутствии какой-то «жизненной силы». Труды, Бухнера способствовали ниспровержению виталистических концепций.

Исключительно важным направлением изучения биохимических процессов была разработка проблемы фотосинтеза, т. е. питания зеленых растений при поглощении ими солнечной энергии. Начало этим исследованиям положил К- А. Тимирязев (1843—1920). В 1871 г. в диссертации, посвященной спектральному анализу хлорофилла, Тимирязев показал применимость к фотосинтезу закона сохранения энергии. В 1903 г. он высказал мысль об участии растений в космическом круговороте энергии и материи. Тимирязев углубил учение о творческой роли естественного отбора, о природе наследственности и законах ее изменчивости. Деятельность Тимирязева сыграла видную роль в борьбе за утверждение и творческое обогащение дарвинизма.

Изучением химической природы хлорофилла занимался М. С. Цвет, разработавший хроматографическии метод разделения растительных пигментов. С помощью этого метода ему удалось установить наличие в зеленых растениях двух хлорофиллов и нескольких разновидностей каротиноидов.

В 1901 г. американец Й. Такамйне (1854—1922) выделил в кристаллическом виде активное вещество — адреналин. В 1915 г. его коллега Э. К- Кёндалл (1886—1972) сумел выделить из щитовидной железы вещество, названное тироксином.

Физиология и психология. Ведущую роль в развитии физиологии продолжало играть учение И. М. Сеченова (1829—1905) '. Он развил материалистическую трактовку явлений природы, сформулировал положение о зависимости всех функций организма от окружающей среды и распространил детерминизм (учение о зависимости каждого явления от материальных причин) на понимание высших функций нервной системы. Сеченов создал научную основу психологии и изучения функций нервной системы в духе эволюционной теории Дарвина.

В 1878 г. была опубликована работа Сеченова «Элементы мысли». В ней ученый впервые исследовал роль движений и двигательных ощущений в процессах восприятия и мышления, выдвинул и доказал положение, что произвольные движения, так же как и непроизвольные, являются рефлекторными, но только более сложными по своему механизму. В официальных кругах к Сеченову относились с подозрениями в приверженности к нигилизму. Он сделался излюбленным объектом со стороны реакционеров.

Отповедь одному из бездарных писак этого лагеря Ф. В. Ливанову дал в очерке «Карикатурный идеал» в 1877 г. писатель Н. С. Лесков. В свою книгу «Жизнь сельского священника» Ливанов включил пасквиль на прогрессивную деятельницу 70—80-х гг. доктора медицины В. А. Кашеварову-Рудневу. По описанию Ливанова у нее в комнате было «два человеческих скелета, карты с изображениями типов обезьян, анатомические рисунки и портреты Дарвина и Сеченова». Отметив все неприличие грязных россказней о «сумасбродной женщине-нигилистке Кашеваровой», Лесков добавляет: «И, наконец, о выходке по поводу портрета Сеченова, весьма обстоятельного ученого, известного даже за пределами России, есть вывеска как-то непорядочности?.. Позволительно ли такое обращение с именем ученого человека, делающего не бесчестье, а скорее честь своей родине! И за что же это, не за те ли «рефлексы», где после интересных наблюдений делаются интереснейшие выводы и предположения?» '

Заинтересовавшись вопросами наследственности, английский антрополог Ф. Гальтон (1822—1911), двоюродный брат Ч. Дарвина, первым отметил важность изучения однояйцевых близнецов, наследственные задатки которых он считал одинаковыми, а различия — приобретенными под влиянием внешней среды. Исследуя частоту проявления высоких умственных способностей в отдельных семьях, Гальтон пришел к выводу об их наследуемости. Ученый предположил, что путем селекции можно развить желаемые качества человека, а нежелательные — устранить. Свои идеи Гальтон сформулировал в книге «Наследственность таланта, его законы и последствия» (1869). Науку о методах активного влияния на эволюцию человечества в целях дальнейшего совершенствования ее природы, об условиях и законах исследования одаренности и таланта, о возможном ограничении передачи наследственных болезней будущим поколениям ученый назвал евгеникой (от греческого слова «эугёнос» — хорошего рода).

Гальтон ставил перед евгеникой гуманные цели, однако ее стали использовать расисты. Основываясь на лженаучных представлениях о неполноценности отдельных рас и народов, они оправдывали расовую и национальную дискриминацию.

Наибольшие достижения были сделаны в изучении функций отдельных органов и физиологических систем организма, а также регуляции и координации их деятельности: выявлена тесная связь между строением органов и их функцией, определены физические и химические закономерности жизнедеятельности организмов.

В 1873 г. русский физиолог В. Я- Данилевский (1852—1939) на основании сведений о теплопроводной способности различных органических веществ оценил количественно энергию, приносимую с пищей. Общее количество тепла, образуемое в организме человека, было измерено в специальном калориметре А. А. Лихачевым в 1893 г.

Успешно шли исследования деятельности мышечной и нервной системы. В 1872 г. Э. Ж- Марёй (1830—1904) разработал методы биомеханического  анализа  движений  человека.   Принципиально новый подход в понимании природы свойств нервных процессов разработал в 1886 г. Н. Е. Введенский (1852—1922). В 1885 г. Н. А. Миславский (1854—1928) дал определение функций дыхательного центра и установил влияние на него коры головного мозга. Усилиями немецких ученых Г. Фритча, Е. Гитцига (1870) и Г. Мун-ка (1890), итальянца Л. Лючиано (1893) и русского невропатолога В. М. Бехтерева (1857—1927) были получены сведения о значении различных отделов центральной нервной системы и локализации функций головного мозга. Широко развертывались исследования английского физиолога К- С. Шеррингтона (1857—1952), который в 1892—1900 гг. открыл основные свойства нервных процессов рефлекторной деятельности.

С 1861 г. в России А. А. Шмидт (1831 —1894) разрабатывал теорию свертывания крови.

Изучение крови привело в 1902 г. английских физиологов Э. Г. Стерлинга (1866—1927) и У. М. Бейлисса (I860-—1924) к созданию гормональной теории, согласно которой вещества (они их назвали гормонами — от греческого слова «ормао» — приводить в движение, возбуждать), циркулирующие с кровью, поддерживают и регулируют физиологические процессы в организме.

На протяжении всей истории человечества врачи пытались возместить потерю крови путем ее переливания. Однако чаще всего такие опыты заканчивались трагически. К концу XIX в. переливание крови в Европе было запрещено.

Решить проблему переливания крови удалось австрийскому врачу К. Ландштёйнеру (1868—1943). В 1900 г. он обнаружил, что кровь человека различается по способности к склеиванию в комочки и выпадению в осадок (агглютинация) красных кровяных телец (эритроцитов). По этому признаку он в 1902 г. разделил человеческую кровь на четыре группы (А, В, АВ и О).

В 1879 г. немецкий физиолог В. М. Вундт (1832—1920) создал первую лабораторию экспериментальной психологии, где изучалась психическая деятельность крыс и обезьян. Позднее ученый перешел к экспериментам с людьми, которые отвечали на специальные вопросы и решали задачи (тесты). На основе полученных ответов давалась оценка умственных способностей человека.

В 1905 г. французский психолог А. Бинё (1857—1912) предложил свой метод, основанный на определении коэффициента умственных способностей, или коэффициента интеллектуальности (КИ). В 70-х гг. XIX в. начинается деятельность И. П. Павлова (1849—1936). В 1874—1888 гг. Павлов преимущественно занимался физиологией сердечно-сосудистой системы. Его исследования по физиологии пищеварения начались в 1879 г. и получили блестящее развитие в 90-е гг. В 1904 г. за работы в области физиологии пищеварения Павлов был удостоен Нобелевской премии.

С самого начала уделяя особое внимание изучению влияния нервной системы на ход физиологических процессов, Павлов затем перешел к систематическому экспериментальному изучению высшей нервной деятельности и созданию теории условных рефлексов. Первое сообщение об условных рефлексах Павлов сделал в Мадриде на Международном конгрессе медиков в 1903 г. в докладе «Экспериментальная психология и психопатология на животных». Теория условных рефлексов вскрыла роль нервной системы живых организмов в процессах эволюции и утверждала представления о целостности животного организма.

Были достигнуты большие успехи в решении многих общих и частных вопросов физиологии нервной системы. В 1901 —1914 гг. Н. Е. Введенский разработал концепцию парабиоза как общую теорию возбудительного и тормозного реагирования нервной ткани. В 1903—1906 гг. В. Ю. Чаговец первым применил теорию электрической диссоциации для объяснения природы биологического элект-рогенеза.

Немецкий физиолог Ю. Бернштейн в 1912 г. развил мембранную теорию генерации электрических потенциалов живыми клетками. В 1910 г. Дж. Леб обнаружил влияние ионов на функциональное состояние тканей.

В 1913 г. русский физиолог В. В. Правдич-Наминский предложил первую классификацию потенциалов электрической активности при регистрации электрических проявлений головного мозга.

Развитию экспериментального направления в биологии в это время содействовало создание большого количества новых приборов. Много в этой области было сделано французским исследователем Э. Ж- Мареем — изобретателем кардиографа и других графических регистрирующих приборов. Марей применил фотографию для изучения полета насекомых — метод, который нашел дальнейшее развитие в изучении движений животных и человека после изобретения кино.

В 1903 г. голландец В. Эйнтховен (1860—1927) сконструировал чувствительный струнный гальванометр, способный обнаруживать чрезвычайно слабые токи, и использовал его для регистрации ритмически изменяющихся электрических потенциалов сердца, помещая на коже специальные электроды. К 1906 г. он установил, что по электрокардиограммам (ЭКГ), которые он получал, можно выявить различные виды нарушений работы сердца. В 1909 г. А. Ф. Самойлов в России проследил по электрокардиограмме за ходом возбуждения в сердце.

Микробиология и медицина. Областью биологии, смежной с медициной, стала микробиология, сформировавшаяся во второй половине XIX в. в самостоятельную научную дисциплину. Основоположником ее был французский ученый Л. Пастёр (1822—1895) '. Изыскания Пастера (начатые в конце 50-х гг.) были обычно связаны с запросами практики. Так, его исследования процессов брожения сделались научной основой для использования полезных микроорганизмов в пищевой промышленности. В 1865 г. он предложил метод предохранения вина от порчи. Этот метод, получивший название «пастеризации», и сейчас широко применяется для консервации многих пищевых продуктов. В конце 70-х и 80-х гг. Пастер перешел к изучению микроорганизмов — возбудителей заразных болезней человека и животных и разработке методов эффективной борьбы с ними посредством предохранительных прививок (в 1879 г. он создал рецепт прививки против куриной холеры, в 1881 г.— против сибирской язвы, в 1885 г.— против бешенства). Исследования Пастером патогенных микробов легли в основу учения об иммунитете и развития медицинской микробиологии.

В 1888 г. на средства, собранные по международной подписке, в Париже был основан Пастеровский институт. В работе этого института участвовали ученые разных стран: много лет в нем работал И. И. Мечников. По типу Пастеровского института стали создаваться подобные научные учреждения и в других странах.

В 1876 г. в России О. О. Мотучковским был обнаружен возбудитель сыпного тифа в крови больного. Для этого Мотучковский сам себя заразил кровью больного тифом. В 1878 г. Г. Н. Минх (1836— 1896) впервые высказал предположение о переносе возвратного сыпного тифа с человека на человека кровососущими насекомыми. Французские исследователи Неттёр и Туано, анализируя вспышку сыпного тифа 1892—1893 гг. во Франции, высказали предположение о его распространении вшами. В 1908 г. русский ученый Н. Ф. Га-малёя (1859—1949) на основании эпидемиологических данных утверждал, что сыпной тиф заразен только при наличии вшей. Наконец, в 1909 г. французский врач Ш. Ж- Николь (1866—1936) в опытах на обезьянах доказал, что платяная вошь — переносчик сыпного тифа.

В 1906 г. американский патолог X. Т. Рйккетс (1871 —1910) установил, что пятнистая лихорадка Скалистых гор передается через укус клещей, живущих на коже у крупного рогатого скота.

В 1880 г. французский врач Ш. Л. Лаверан (1845—1922) в Алжире при исследовании крови больного солдата открыл возбудителя малярии — простейшего паразита — малярийный плазмодий. Но Лаверану остался неизвестным полный цикл развития этого паразита.

Спустя почти 20 лет английский военный врач Р. Росс (1857— 1932) в Индии нашел в крови птиц кровяного паразита, аналогичного обнаруженному Лавераном, и выяснил, что он передается через укус комаров. Последнее обстоятельство навело Росса на мысль о наличии подобного цикла в случае малярии. Итальянский зоолог Б. Грасси подтвердил предположение Росса и в 1899 г. описал (совместно с А. Биньями и Г. Бастианелло) весь сложный цикл развития малярийного плазмодия.

В 7.0—80-х гг. XIX в. кубинский врач К- X. Финлей (1833—1915) на основании экспериментальных исследований пришел к выводу о вирусной природе желтой лихорадки и о том, что переносчиком вируса является комар. Финлей предложил эффективную систему профилактических мероприятий по борьбе с этим заболеванием.

Работы Росса легли в основу исследований желтой лихорадки американским военным врачом У. Ридом (1851 —1902). Сотрудники Рида дали искусать себя комарам, которые перед этим насосались крови больных лихорадкой, а врач Дж. У. Лэзир (1866—1900) умер от этой болезни, пожертвовав собой ради блага людей.

В 1882 г. немецким ученым Р. Кохом (1843—1910) был найден возбудитель туберкулеза, а в 1883 г., во время его путешествия в Египет и Индию,— возбудитель холеры. Сначала Кох проводил опыты на куске плоского стекла, но его ассистент Ю. Р. Пётри (1852—1921) заменил стекло двумя мелкими стеклянными чашками, одна из которых служила крышкой. Чашки Петри до сих пор широко применяются в бактериологии. В лаборатории Коха Г. Т. Гафке (1850—1918) открыл в 1884 г. палочки брюшного тифа, а Ф. Леф-флёр (1852—1915) — бактерии дифтерита. Леффлер установил возбудителей сапа, ящура, рожи и чумы у свиней. Исследования ученого способствовали развитию учения о вирусных заболеваниях. Ученик Коха японец Ш. Китадзато (1856—1931) в 1894 г. совместно с Аояма (одновременно с французом А. Иерсёном) нашел возбудителя чумы.

К концу прошлого столетия началось исследование т о к с и н о в— ядов, выделяемых микробами. В 1890 г. ученик Коха Э. Беринг (1854—1917) открыл лечебные свойства антитоксических сывороток. В 1888—1890 гг. Э. Ру вместе с А. Иерсёном (1863—1943) получил дифтерийный токсин. Это позволило в 1892 г. Берингу совместно с Китадзато изготовить противодифтерийную сыворотку, сразу же получившую применение на практике. Китадзато также впервые получил в чистом виде столбнячный токсин.

В 1892 г. русский ботаник Д. И. Ивановский (1864—1920) и независимо от него в 1895 г. голландец М. В. Бёйеринк (1851 — 1931) открыли существование вирусов. Это открытие легло в основу науки вирусологии.

В 1905 г. немецкие ученые Ф. Шаудин (1871 —1906) и Э. Гофман открыли возбудителя сифилиса — бледную спирохету.

Важную роль сыграло в биологии и медицине открытие И. И. Мечниковым в 1883 г. фагоцитоза, т.е. захватывание и переваривание особыми клетками (фагоцитами) инородных тел, в том числе микробов. Если сама по себе фагоцитная теория иммунитета имела исторически ограниченное значение (сейчас процесс борьбы организма с болезнетворными микробами представляется более сложным), то деятельность Мечникова в целом сыграла выдающуюся роль в пропаганде и творческом развитии идей материализма и дарвинизма, а также в изучении опаснейших болезней — чумы, столбняка, сифилиса, бешенства — и разработке методов борьбы

с ними.

В 1915 г. английский бактериолог Ф. У. Творт (1877—1950), наблюдая за поколениями бактерий, обнаружил, что некоторые из них как бы окутываются туманом и исчезают. Это дало основание полагать, что у бактерий имеются вирусные болезни, которые вызывают гибель их колоний. Канадский бактериолог Ф. д'Эрёлль (1873—1949) в 1917 г. повторил это открытие и назвал вирусы, поражающие бактерии, бактериофагами — пожирателями бактерий.

Обогатилась новыми средствами диагностика. В 1896 г. французский врач, патолог и инфекционист Ф. Видаль (1862—1929) предложил метод диагностики брюшного тифа (реакция Видаля), получивший широкое применение в медицине. В 1906 г. микробиолог и иммунолог А. Вассерман (1866—1925) в Германии разработал методику диагностики сифилиса.

Успехи химической технологии оказали большое влияние на разработку и создание соединений, химически отличающихся от природных, но обладающих аналогичным, а иногда и более эффективным лекарственным действием. Например, о существовании кокаина было известно с 50-х гг., однако его анестезирующее действие было открыто лишь в 1879 г. (Анреп). К началу XX в. было известно свыше ста алкалоидов '.

Одним из эффективных антималярийных средств являлся хинин, однако из-за дорогостоящей транспортировки из Америки и тропических стран стоимость его была высокой.

В 1877 г. немецкий ученый Кенигс из каменноугольной смолы выделил хинолин — хинное масло, стоившее значительно дешевле хинина и потому получившее широкое применение в медицине. Дальнейшее изучение свойств хинолина позволило создать в 1881 г. более эффективное жаропонижающее и болеутоляющее средство — кайрйн.

Каменноугольная смола стала основой для получения целого ряда синтетических антисептических средств: лизола, солвеола, крезола и др. Еще в 1867 г. английский хирург Дж. Листер (1827— 1912) применил карболовую кислоту (фенол). Прекрасными бактерицидными свойствами обладала салициловая кислота, обнаруженная в коре ивы (ее латинское название — salix). Однако она стала общедоступной лишь тогда, когда Буссу в 1875—1876 гг. получил салицилат натрия — высокоэффективное жаропонижающее и противоревматическое средство.

В 1899 г. Дрезер впервые получил аспирин (ацетилсалициловую кислоту). Фенацетин, феназол (антипирин), амидопирин (пирамидон) появились примерно в это же время.

К числу высокоэффективных средств, полученных в этот период, относится йодоформ. Это антисептическое средство получали химическим путем из йодистого калия, ацетона, едкого натра и хлорноватистой соли. Другим путем получения йодоформа был электролиз йодистого калия со спиртом.

В 1901 г. Р. Вильштёттер синтезировал тропин, тропинон и кокаин. Камфорную кислоту в 1903 г. синтезировал Г. Кампп. Синтез никотина осуществил в 1904 г. швейцарец А. Пиктё (1857— 1937), а синтетический наркотик в 1911 г. получил англичанин У. Г. Пёркин-младший   (1860—1929).  В   1916  г.  в  Швейцарии Э. А. Гальдён (1877—1950) синтезировал из 19 аминокислот оптически активный полипептид.

В 1903 г. Э. Фишер и И. Мерлинг получили веронал, а в 1911 г. Г. Гёрлейн — люминал, применяемые как снотворные лекарства. В 1906 г. П. Эрлих синтезировал различные препараты типа этоксила и сальварсана. С их помощью появилась возможность бороться с сонной болезнью и сифилисом. В 1916 г. Р. Котэ, О. Дрёссель и Б. Хейман получили в Германии действенное средство против сонной болезни и чумы у крупного рогатого скота.

В 1869 г. Либрих ввел в практику новое снотворное средство хлоралгидрат, а с 1894 г. стали использовать хлористый этил. В 1904 г. Эйнхорн впервые получил синтетический новокаин.

В 1900—1901 гг. Л. В. Соболев (1876—1919) сформулировал принципы получения инсулина.

К концу XIX — началу XX в. относится разработка первых антибиотиков. В 1896 г. Гозно выделил микофеноловую кислоту, подавлявшую рост бактерий сибирской язвы, в 1899 г. Эммерлйх и Лоу описали пиациаз — препарат, использовавшийся как местный антисептик.

В 1910—1913 гг. О. Бланк и У. Алсберг выделили пеницилли-новую кислоту, обладавшую бактерицидными свойствами.

В 1916—1917 гг. Мак-Лен и Хауэл изготовили гепарин — средство, замедляющее свертываемость крови.