Тысячелетиями копило человечество знания о живой природе, но лишь в последние 300 лет стали наконец проясняться основные типы закономерностей, присущих жизни во всех ее проявлениях. Эти знания и легли в основу науки, которая называется биологией. Разумеется, в кратком предисловии можно лишь обозначить наиболее важные этапы в развитии биологических исследований.
Первые люди были сугубо «практичными» существами, стремившимися во что бы то ни стало выжить в постоянно меняющейся, нередко враждебной среде и как-нибудь прокормить себя и свою семью. Вероятно, они неплохо знали повадки животных, на которых охотились; тогда уже были известны и различные свойства растений, поскольку они использовались в пищу, но увы! мы об этом ничего не знаем. Таким образом, первые представления человека о живой природе были связаны в основном с охотой и гораздо позже с земледелием и примитивным врачеванием.
Значительные успехи в этом направлении были достигнуты древними цивилизациями, особенно в странах Средиземноморья. Развитие цивилизации привело к появлению людей, у которых было свободное время для наблюдений за животными и растениями, для их объективного описания и размышлений о природе вне связи с религиозными представлениями и запретами. Древние египтяне, например, были весьма сведущи в анатомии человеческого тела и много внимания уделяли изучению своих священных животных. Так, они выяснили жизненный цикл скарабея, знали о превращении головастика в лягушку. Однако настоящими основоположниками естествознания стали греки, давшие миру немало великих ученых и исследователей. Один из них-древнегреческий врач Гиппократ (ок. 460-370 гг. до н.э.)-заложил основы научной анатомии и физиологии.
Но как ни велик вклад этих ученых древности, подлинным основателем того, что мы теперь называем биологией, или наукой о жизни, был, по всей видимости, Аристотель (384-322 гг. до н.э.). Он родился в греческом селении Стагира во Фракии. В зрелые годы был воспитателем молодого Александра Македонского, Перебравшись в Афины, основал в 335 г. до н.э. философскую школу в Ликее, здании, примыкавшем к храму Аполлона Ликейского. Аристотель и его ученики провели немало наблюдений за животными, особенно рыбами и другими обитателями рек и омывающих Грецию морей. Аристотель предпринял попытку классифицировать животных, исходя из их сходства по внешнему и внутреннему строению и поведению. Ему было известно, что животные могут размножаться половым и бесполым путем; однако он полагал, что некоторые возникают из разлагающегося вещества, т.е. путем спонтанного зарождения,-заблуждение, просуществовавшее более девятнадцати веков.’ Аристотель писал философские трактаты о сне и бодрствовании, душе и видениях, цвете и звуках. В этот период человеческой истории живой природой интересовались многие, но, пожалуй, никого, равного по значению Аристотелю, не было. Например, римский писатель Плиний Старший (23-79) посвятил таким вопросам немало времени и сил, но его книги, хотя они и насыщены интересными фактами, носят скорее описательный и компилятивный характер.
Эпоха Возрождения отмечена большими успехами в развитии биологии, как, впрочем, и многих других областей знания. Леонардо да Винчи (1452-1519) отличался широтой интересов не только в вопросах искусства, но и в области естественных наук. Изучая окаменелости, он пришел к заключению, что это остатки вымерших животных. XVI век знаменит плеядой выдающихся анатомов, таких, как Андреас Везалий (1514-1564), большую часть жизни проработавший в Италии, хотя родился он недалеко от Брюсселя. Одним из важнейших событий XVII века было открытие английским врачом Уильямом Гарвеем (1578-1657) системы кровообращения. Его книга «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных», опубликованная во Франкфурте-на-Майне в 1628 году, явилась итогом тщательных многолетних экспериментов и наблюдений. Сейчас трудно даже представить, сколь велико было влияние этого труда на тогдашнюю научную мысль. В то время в Европе люди, подобные Гарвею, были большой редкостью, да и работали они разобщенно, окруженные бескрайним морем невежества. Флорентийский врач Франческо Реди (1626-1698), поставив контрольный опыт-новшество, до тех пор неслыханное!-доказал, что мухи не возникают путем спонтанного зарождения. Из двух блюд с мясом одно он оставил открытым, а другое плотно закрыл крышкой. В первом блюде очень скоро развились личинки из отложенных падальными синими муами яиц, тогда как во втором личинок не было: мухи не могли добраться до мяса и отложить там яйца.
Путешествовать в те времена было очень трудно, однако те, кому удавалось побывать в дальних странах, рассказывали об удивительных растениях и животных. Переходя из уст в уста, рассказы эти нередко искажались, обрастая невероятными подробностями. По мере совершенствования средств сообщения сведения о животных и растениях заморских стран становились все более точными, и исследования XVI и XVII вв. внесли весомый вклад в естественную историю. Образованные люди от бесплодных мифов обратились к определению и описанию различных живых организмов и даже попыткам выяснить, как они растут и размножаются. В Англии в конце XVII в. появилась группа ученых, которых по праву можно назвать натуралистами. Один из них, Джон Рей (1627-1705), был сыном эссекского кузнеца. В 1662 году он много путешествовал по Англии и Уэльсу, а затем составил подробный перечень собранных им в поездках растений. Несколько лет спустя с помощью Фрэнсиса Уил-лоби (1635-1672), уорикширского помещика, Рей намеревался составить подробное описание всего органического мира. Ранняя смерть Уиллоби помешала осуществлению этого замысла, однако Рей продолжал публиковать статьи о растениях, насекомых, рыбах и птицах и первым предпринял попытку научно систематизировать некоторые группы животных и растений. Он был на редкость внимательным наблюдателем, я его по справедливости можно считать основателем британской школы естествознания.
Если в естествознании второй половины XVII в. самой значительной фигурой был Рей. то во второй половине XVIII в. наибольшим авторитетом, несомненно, пользовался шведский ученый Карл Линней (1707-1778). Он посетил многие страны Европы и собрал обширные коллекции растений и животных. Большая часть этих бесценных сборов и поныне сохраняется лондонским Линнеевским обществом. Линней был не просто собирателем, он создал особую систему названий животных и растений, которая до сих пор применяется во всем мире. Согласно его номенклатуре, каждое растение и животное называлось всего двумя латинскими словами вместо целой описательной формулы, как это делалось прежде. Так, например, африканский слон получил название Loxodonta afrkana, а индийский -Elephas maxbnus. Эта бинарная номенклатура не только позволяет прослеживать родство между видами и возможные пути их эволюции, но и является своего рода международным кодом, которым можно пользоваться в самых разных уголках земного шара.
Последователи шведского ученого распространили его систему повсеместно, а их труды помогли значительно расширить представления о живой природе. Не подлежит сомнению, что созданная Линнеем система была первым значительным вкладом в современную биологию. Развитию практических навыков использования линнеевской системы в большой мере способствовали богатые коллекции, привозившиеся в Европу натуралистами, путешественниками и даже простыми матросами. Исследователи XVIII в. были образованными людьми, наделенными неистощимой любознательностью. Одним из них был английский мореплаватель Джеймс Кук (1728—1779), сын йоркширского крестьянина. Его первая кругосветная экспедиция, в которую он отправился в 1768 тп была предпринята с целью провести наблюдение за прохождением Венеры по диску Солнца, которое ему удалось наблюдать на Таити 3 нюня 1769 г. На экспедиционном судне «Индевор» находился целый отряд натуралистов и художников, возглавляемый Джозефом Бэнксом (1743-1820), собиравший обширные коллекции животных и растений во всех местах, куда заходил «Индевор». Особенно ценной была работа экспедиции в ряде районов Тихого океана, прежде не обследованных учеными.
Этот период продолжал оставаться периодом главным образом собирательства, описания и классификации-необходимый этап, без которого нельзя было двигаться дальше в изучении жизни на Земле. Ведущую роль в развитии естественноисторического направления в Великобритании играло Линнеевское общество-первое британское национальное общество, деятельность которого была посвящена исключительно биологическим исследованиям. Оно было основано в Лондоне в 1788г, когда натуралисты чувствовали себя на высоте положения, ибо наблюдения за животными и растениями всячески поощрялись.
Деятельность таких обществ, как Линнеевское, которое устраивало публичные обсуждения новых открытий и печатало соответствующие материалы в своих журналах, во многом способствовала распространению биологических знаний. В XIX в. их влияние еще более возросло. Самым крупным в Великобритании стало Лондонское зоологическое общество (1826), которое создало знаменитый Зоологический сад и публиковало множество исследований, относящихся в основном к области классификации и морфологии животных.
Примерно в то же время молодой Чарлз Дарвин (1809-1882) был приглашен в качестве натуралиста на экспедиционное судно «Бигль», на котором он совершил свое знаменитое путешествие (1831-1836), сделав ценные заметки и собрав множество растений и животных в разных частях света. По возвращении он потратил несколько лет на обработку собранных материалов и лишь через двадцать лет опубликовал свой основной труд «Происхождение видов путем естественного отбора» (1859), вызвавший революционный переворот в биологическом мышлении. Концепцию эволюции под действием естественного отбора одновременно с Даренном развивал другой крупный натуралист той поры-Алфред Рассел Уоллес (1823-1913). Они даже совместно подготовили сообщение на заседании Линнеевского общества, которое состоялось 1 июля 1858 г. Зная об огромном влиянии их работы на развитие биологии во всем мире, нельзя не упомянуть о курьезной недальновидности президента Линнее вского общества, который писал в своем отчете за 1858 г: «Прошедший год … в сущности, не был отмечен каким-нибудь из тех потрясающих открытий, которые оказывают немедленное н, так сказать, революционизирующее воздействие на свою область науки. Вероятно, лишь в отдаленном будущем мы можем рассчитывать на появление внезапных и блестящих озарений, которые окажут заметное и устойчивое влияние на все отрасли знания и сослужат важную н долговременную службу человечеству».
Хотя теория эволюции путем естественного отбора и оставалась предметом дискуссий вплоть до конца XIX в., изучение животных и растений развивалось с нарастающей быстротой. Именно во второй половине XIX в., как никогда бурно, началось изучение жизни моря. До той поры человек интересовался морем главным образом в связи с проблемами навигации, рыболовством и сбором ряда других его даров в прибрежных водах. Теперь же возникло стремление узнать о жизни в морских глубинах. Пионером в исследованиях такого рода стала экспедиция на судне «Челлснд-жер». Она совершила океанографическое кругосветное путешествие в 1872-1876 гг., собрав с помощью трала и драги большое число морских организмов. Правда, подобные экспедиции предпринимались и раньше, но они имели меньший размах. Позже, в 1898—1899 гг., состоялась аналогичная экспедиция под руководством Германа Вальдивия. С той поры исследования в области морской биологии стали широко проводиться по всему миру на базе специализированных морских лабораторий, оборудованных на особых судах и приспособленных к массовому сбору образцов животных и растений, обитающих на побережьях и в морских глубинах. Подобные исследования, хотя и в меньшем масштабе, велись и в пресноводных водоемах.
Достижения биологии в двадцатом столетии можно, безусловно, отнести к разряду выдающихся, а объем выполненных и опубликованных за последние 50 лет работ намного превосходит все, что было сделано прежде. Многие из этих достижений оказали большое влияние на решение проблем здравоохранения и сельского хозяйства. Первые работы по витаминам были начаты в самом конце прошлого века, примерно в то же время появились и первые сведения о гормонах. Термин «гормоны» имеет, вероятно, слишком узкий смысл, поскольку обозначает главным образом секреты таких желез, как щитовидная, гипофиз и яичник, действующие в организме как некие «химические курьеры». Однако в роли таких курьеров выступают и другие вещества, действующие аналогично, но передающие информацию от одного животного другому. Примером могут служить половые аттрак-танты; ничтожные количества этих химических веществ действуют у некоторых ночных бабочек на расстоянии до трех километров.
Относительно молодая наука генетика развилась на основе экспериментов австрийского естествоиспытателя Грегора Менделя (1822-1884). Его работа, опубликованная в 1866 г. в малоизвестном моравском журнале, была замечена лишь в 1900 г., после чего произошел настоящий взрыв исследований по генетике, в которых использовались самые разные животные и растения, но больше всего-плодовые мушки (дрозофилы). Ученые установили, что носителями наследственного материала являются хромосомы клеточного ядра, которые можно увидеть в обычный оптический микроскоп, что наследственный материал расположен в хромосомах линейно, а каждый наследуемый признак локализуется в генах. Позже появились работы по нуклеиновым кислотам, которые объяснили, как при делении клетки и расщеплении хромосом происходит репликация генетического материала. Это одно из самых замечательных биологических открытии XX в. блистательно завершило исследования, начатые еще в двадцатых годах. Американский биофизик Джеймс Уотсон (р. 1928) и английский биофизик и генетик Фрэнсис Крик (р. 1916), используя данные рент-геноструктурного анализа, полученные английским биофизиком Морисом Уилхинсом (р. 1916) из Королевского колледжа (Лондон), сумели построить модель пространственной структуры (теперь ее называют «двойной спиралью») дезоксирибонуклеиновой кислоты. Ее молекулы способны к самовоспроизведению и являются основой всех живых организмов. Уотсон, Крик и Уилкинс стали лауреатами Нобелевской премии в области физиологии и медицины в 1962 г.
Генетические исследования, ведущиеся на домашних животных и культурных растениях, позволяют широко внедрять в практику новые сорта зерновых культур, новые породы крупного рогатого скота и других животных, что повышает продуктивность сельского хозяйства и помогает обеспечивать пищей постоянно растущее население земного шара.
В области физиологических дисциплин прогресс во многом зависит от развития техники. Особенно это относится к культуре тканей, рентгеноструктурному анализу и электронной микроскопии. Последняя, в частности, позволила биологам работать в новом масштабе величин и исследовать ультраструктуру клетки, обнаруживая детали, недоступные для оптических микроскопов.
Исследование поведения животных тоже стало на более прочную научную основу. Человечество прошло долгий путь от бесплодных мифов средневековья к объективным методам регистрации и интерпретации поведения животных в естественных условиях. В Европе и Северной Америке повышение уровня исследований в области естественной истории начиная, скажем, с XIX в. обязано деятельности множества самых разных людей. Действительно, лет сто назад не было даже понятия «профессиональный зоолог» или «ботаник». Натуралистами становились любознательные врачи, фермеры, священники, помещики, т.е. люди, у которых был досуг для такого рода занятий. Но именно их наблюдения позволили многое узнать об отношениях между животными, растениями и окружающей их средой. Многие исследования поведения животных оказались полезными для объяснения поведения человека.
Есть, однако, серьезная опасность, что при нынешнем темпе освоения человеком окружающей среды животные и растения, разделяющие с ним планету, скоро окажутся под угрозой вымирания. В последние годы растет число работ, касающихся результатов не только прямого губительного влияния человеческой деятельности на животных и растения, но и—что, вероятно, еще серьезнее-уничтожения их естественной среды обитания. На сегодняшний день уже многие животные и растения либо полностью истреблены, либо находятся на грани исчезновения. Наглядным примером тому служит бедственное положение крупных китов. Наше отношение к находящимся в опасности видам не должно основываться только на субъективных впечатлениях или эстетических чувствах, ибо сохранение фауны и флоры на Земле-требование здравого смысла. Проведенные в естественных условиях экологические исследования убедительно показывают, что длительность существования жизни на Земле зависит от сохранения всего комплекса взаимоотношений между растениями и животными, включая человека. Нарушения в цепи естественных событий могут привести к последствиям, которые будет все труднее предвидеть и контролировать. Вот почему охрана природы совершенно необходима.

Д-р Гвинн Вивере, заместитель директора по науке Лондонского зоологического общества