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植物学家-施莱登
[发布日期] 2017-12-18 08:35     [浏览次数]
自17世纪胡克把在显微镜下看到的木栓薄片中的小室称为“细胞”以来不少学者对许多动,植物的显微结构都进行过描述,但并未引出规律性的概念。施莱登根据他多年在显微镜下观察植物组织结构的结果,认为在任何植物体中,细胞是结构的基本成分;低等植物由单个细胞构成,高等植物则由许多细胞组成。1838年,他发表了著名的《植物发生论》一文,提出了上述观点。该文刊登在1838年出版的《米勒氏解剖学和生理学文集》上。德国动物学家施旺将此概念扩展到动物界,从而形成了所有植物和动物均由细胞构成这一科学概念即“细胞学说”,并首次载于1839年发表的施万所著的《动物和植物的结构与生长的一致性的显微研究》一文中。“细胞学说”被恩格斯誉为19世纪自然科学三大发现之一,对生物科学的发展起了巨大的促进作用。施莱登也认识到细胞核的重要性,并观察到细胞核与细胞分裂有关。他还描述过细胞中活跃的物质运动,即现在所说的原生质川流运动。他是首先接受达尔文进化论的德国生物学家之一。


施莱登




简介
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德国最早接受达尔文进化论的植物学家之一,与施旺(Theodor Schwann)共同创立细胞理论。1824~1827年于海德堡求学,后于汉堡做律师。但是他的的工作很失败,以至于他决定自杀,然而即使用枪对准自己的前额,也没有自杀成功。后来,他决定放弃法律而从事自然科学的研究。在获得医学和哲学双博士学位后,被聘为耶拿大学的生物学教授。很快就对植物学发生兴趣,并以全部时间从事植物学研究。不满同时代植物学家的强调分类学,他热心于用显微镜研究植物的结构。后任耶拿(Jena)大学植物学教授,1838年著《植物发生论》,说明植物体各部分均由细胞或细胞产物所组成。于是他就首次提出一条生物学原则,这在当时还只是一种非正式的信念,而其重要性则堪与化学上的原子理论相提并论。他也认职1831年苏格兰植物学家罗伯特?布朗发现的细胞核的重要性,并意识到细胞核与细胞分裂的关系。1863年于俄国多尔帕特(Dorpat)任植物学教授。




个人经历
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施莱登(Matthias Jacob Schleiden,1804—1881)是19世纪德国著名的植物学家,细胞学说的奠基人之一。

施莱登于1804年4月5日出生于德国汉堡的一个医生家庭。中学毕业后,于1824—1827年在海德堡大学攻读法律学并获得博士学位。之后,他回到家乡汉堡从事法庭律师工作。他傲慢、暴躁、反复无常,工作使他感到厌倦、不顺心,精神长期处于忧郁状态,因而在1831年企图自杀,但没能成功。他决定放弃这个令他苦恼的律师职业。1833年进入哥廷根大学学习医学,而后又对植物学发生了浓厚的兴趣,从而又进入柏林大学学习植物学,开始了对自然科学的研究。那时,施莱登的叔父,一位著名的植物生理学家赫克尔(J.Horkel)和“布朗运动”的发现者罗伯特·布朗(R.Brown)正好都在柏林逗留,他们两人都很关心施莱登,希望他在植物胚胎学方面进行深入研究,这对施莱登一生的科学活动起了决定性影响。

1837年,施莱登完成了他的第一篇论文《论显花植物胚株的发育史》。他认为,只有对植物发育史进行研究才能获得对植物正确的认识,也只有这样才能揭示植物内在的规律性。施莱登猛烈抨击了林耐的信徒们的那些陈腐的系统植物学,反对他们只是单纯地从事植物的采集、分类、鉴定、命名,而忽视对植物结构、功能、受精、发育和生活史的考察与研究。他把植物学重新定义为是一种综合性的科学,其中应包括植物化学和植物生理学。

1838年,在布朗的影响下,施莱登从事植物细胞的形成和作用的研究,这是他对细胞学说进行的初步探索。同年,他发表了他的代表作《植物发生论》,在这个基础上,施莱登提出了植物细胞学说。

在《植物发生论》一文中,他引用了布朗关于细胞核是细胞的组成部分的观点。施莱登通过对早期花粉细胞、胚株和柱头组织的观察,发现这些胚胎细胞中都有细胞核。他进一步研究了细胞核在细胞发育中的作用,认识到细胞核对细胞的形成和发育起着重要作用。施莱登把注意力集中在细胞核的功能和作用上来,使他走上了正确的研究轨道。不久,他认为细胞核是植物细胞中普遍存在的基本结构。在此基础上,他进行了理论概括,提出了植物细胞学说。

施莱登的植物细胞学说认为:无论多么复杂的植物体都是由细胞构成,细胞是植物体的基本单位。最简单的植物是由一个细胞构成的,多数复杂的植物是由细胞和细胞的变态构成的。施莱登认为,在复杂的植物体内,细胞的生命现象有两重性:一是独立性,即细胞具有独立维持自身生长和发育的重要特性;二是附属性,即细胞属于植物整体的一个组成部分,这是次要的特性。细胞生命现象的这种两重属性是自然界“成形力量”的表现。

1838年10月,在一次聚会上,施莱登把未公开发表的《植物发生论》中有关植物细胞结构的情况和细胞核在细胞发育中的重要作用的基本知识告诉了施旺,施旺很感兴趣并大受启发,为其最终创立细胞学说奠定了基础。这样,实际上施莱登已经把他的细胞学说的范围从植物界扩大到了动物界。

1840年,施莱登被任命为耶拿大学植物学副教授。1842年,他出版了植物学教科书《植物学概论》,从1845年第二版开始又加上了一个副标题《作为归纳科学的植物学》。在这本书中,他提出了一些新的生物学方法论。他主张植物学研究必须利用显微镜进行仔细观察并进行生理学实验,观察和实验是生物科学研究的工作基础,多利用归纳的方法和因果分析的方法,这样才能有效地揭示科学内在的规律性。施莱登的这本教科书在整体结构上基本上是全新的,他从植物中物质元素的研究写起,接着用很大篇幅介绍植物细胞学说,然后论述形态学和组织学。不少评论者认为,施莱登的这本教科书充满生气和富于新思想,是植物学进展的一个转折点。这本教材激发了人们的热情并吸引着年轻人投身于植物学研究。这是施莱登在植物学研究上的一个重要贡献。

1848年,施莱登写出了《植物及其生活》。这是一本科普性读物,内容简单、有趣,使更多的人获得了植物学知识。这本小册子广泛流传,是人们最喜欢的科普性读物之一,他也因此成为那个时代最成功的科普工作者之一。但耶拿大学负责人认为,撰写科普著作不应该是施莱登这样的学者所为,他应专心从事教学和科学研究。施莱登坚持自己的作法,因而与校方发生了分歧和争论,并于1862年愤然辞职。从此,他开始过着漂泊不定的生活。

施莱登是一位才思敏捷、能力过人、具有独创精神的科学家,他用新颖的学说和革新的技术推动着植物科学的复兴和改革。但他性格乖戾、孤僻、傲慢,在思想方法上主观武断,不愿意用批评的眼光看待自己的观点,这种性格使他有时陷入错误并顽固地坚持这些错误的境地。正是因为这样的性格,导致施莱登一直处于与当时许多著名科学家和思想家的辩论和争吵之中。施莱登做事不计后果,行为古怪。1877年,也就是在他企图自杀和脱离法律工作后45年,他还访问了海德堡大学,庆祝他获得法学博士50周年,这是一个很好的例证。

在人才历史上,像施莱登这样一个精神和感情上的“跛子”,居然能够成为一名杰出的科学家,这实在是不可思议。从各个方面来看,施莱登都是最稀奇古怪的科学名人之一。[1]




研究个体发育
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德国耶拿大学的施莱登教授,早年就曾对植物生理学和植物解剖学进行过较为深入的探讨。受到自然哲学思潮的影响,他开始研究植物的个体发育。施莱登认为:对植物个体发育这一植物学新领域的研究,将得到更多更深植物生理方面的认识,因此,它比研究传统的植物分类学更为重要。在这种思想的指导下,施莱登十分重视研究细胞在个体发育中的作用。他认真地研究了布朗的观察报告,并通过植物解剖观察,他得到的发现与布朗的完全一致。



研究成果
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1838年,施莱登提出了一个关于细胞的生命特征、细胞的生理过程以及细胞的生理地位的理论,它标志着第一个较为系统的细胞学说的建立。




细胞的生命特征

在细胞的生命特征方面,施莱登继承和发展了奥肯在19世纪初提出的细胞的“两重生命论”的理论。施莱登认为,细胞的基本生命特征是它的生命的两重性:即细胞具有主要生命特征——自己的生命的同时,还具有作为整个机体的组织结构的生命特征。




细胞的生理过程

在细胞的生理过程方面,施莱登提出了新细胞是从旧细胞分裂而来的理论。他认为细胞核是产生新细胞的母体;一个新细胞起源于一个老细胞的核,接着便成为老细胞的球体中的一个裂片,然后分离出来又形成一个独立而完整的新细胞:一代代的新细胞就这样不断从老细胞中产生出来。




细胞的生理地位

在细胞的生理地位方面,施莱登提出:细胞是一切植物有机体生命的基本单位,是一切植物体借以生存和生长的根本实体。




研究影响
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理论基础

尽管施莱登的细胞学说中还含有较明显的自然哲学的思辨成份,但是其基本内容是以当时的实验为基础的。正因为如此,施莱登的细胞学说发表之后,即为当时德国不少生物学家所接受,而且一些生理学家和胚胎学家还将施莱登的细胞学说作为生理学和胚胎学的理论基础。




推动植物学相关发展

德国另一个青年解剖学家施旺,把施莱登的细胞学说从植物学扩展到动物学,并进而建立起统一的细胞学说。施旺是德国卢万大学的解剖学教授,在研究细胞学之前,曾从事胚胎学和比较解剖学的研究,跟从德国著名生理学家弥勒学习生理学。弥勒极为重视施莱登的细胞学说,他试图证实动物机体的基本单位同样是细胞。在30年代中期,受到德国自然哲学思潮的影响,特别是在当时风起的胚胎个体发育学与细胞学的热流的冲击下,施旺即开始关注细胞学的进展。当弥勒要他重视施莱登的理论时,他马上投入到对施莱登的细胞学的研究中。

施旺力图在研究细胞学的同时,将其与有机体的胚胎发育史和个体发育史结合起来。1839年,他从细胞的形成机理与生命的发育过程两方面,进一步地完善了由施莱登建立起来的细胞学说。

在细胞的形成机理方面,施旺认为:细胞形成靠两种力量起作用,一种是有机细胞的代谢力,通过新陈代谢把细胞间的物质转化为适合于细胞形成的物质;一种是有机细胞的吸引力,通过浓缩和沉淀细胞间的物质而形成细胞。这两种内在的力量使细胞具有生命,并使它在机体里具有自立性。

在生命的发育过程方面,施旺认为:“无论有机体的基本部份怎样不同,总有一个普遍的发育原则,这个原则便是细胞的形成。”施旺所提出的这个普遍发育原则,实际上包括两个方面的发育:一是个体本身的发育,一是细胞本身的发育。施旺认为:一切动物的个体生命发育过程,都从受精卵这个单细胞开始的,无论这些卵细胞是大如鸡蛋还是小于哺乳动物的卵,在本质上都是一致的;一切动物都是从单一细胞开始自己的个体发育史。就细胞本身的发育而言,他认为个体生命形成之后,在个体生命内仍然进行着从老细胞内发育出新细胞的过程,并以此构成个体生命的基础和条件。

施旺的认识相当正确和深刻,1839年,他发表了《动植物结构和生长相似性的显微研究》,把施莱登的细胞学说成功地引入动物学,建立起了生物学中统一的细胞学说。

法国医学家毕夏把人体组织划分为硬骨、软骨、肌肉等二十一种类型,并试图找出各种组织之间的生理和病理关系。施旺以毕夏的组织分类学为借鉴,把人体细胞划分为血液细胞、皮肤细胞、骨质细胞、纤维细胞、神经和肌肉细胞五种不同的类型,并试图找出各种细胞之间的生理关系。施旺所作的这些努力,对后来瑞士生物学家柯立克创立细胞生理学以及德国医学家微耳和创立细胞病理学起到了直接的先驱作用。




建立细胞学说

在建立细胞学说时,虽然施莱登和施旺已经具有当时发现的细胞内部结构这一实验基础,但他们更多地是依靠他们在自然哲学思潮的引导下所作的理论方面的探索。因此,学说中的某些基本内容,例如细胞本身的形成问题,在当时他们并未获得充分的实验证据。施莱登认为,新细胞是从老细胞的核内产生出来的;施旺则认为,新细胞是从老细胞核外的有机物质的晶体化过程中产生出来的。他们提出这个理论后不久,这一问题被德国著名显微解剖学家冯·莫尔发现的细胞的有丝分裂这一新的实验事实所修正。




主要贡献
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细胞学说是1838~1839年间由德国的植物学家施莱登(Schleiden)和动物学家施旺(Schwann)所提出,直到1858年才较完善。它是关于生物有机体组成的学说,主要内容有:

1 细胞是有机体, 一切动植物都是由单细胞发育而来, 即生物是由细胞和细胞的产物所构成;

2 所有细胞在结构和组成上基本相似;

3 新细胞是由已存在的细胞分裂而来;

4 生物的疾病是因为其细胞机能失常。

5.细胞是生物体结构和功能的基本单位。

6.生物体是通过细胞的活动来反映其功能的。

7.细胞是一个相对独立的单位,既有他自己的生命,有对于其他细胞共同组成的整体的生命起作用。

8 新的细胞可以由老的细胞产生。

细胞学说的生物体意义是:

细胞学说论证了整个生物界在结构上的统一性,以及在进化上的共同起源。这一学说的建立地推动了 生物学 的发展,并为辩证唯物论提供了重要的 自然科学 依据。 恩格斯 曾把细胞学说誉为19世纪最重大的发现之一。
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