Ugrás a tartalomhoz

A tudományos gondolkodás története - Előadások a természettudományok és a matematika történetéből az ókortól a XIX. századig

dr. Kiss János, Kiss Olga, dr. Ropolyi László, P. Szabó Sándor, dr. Székely László, dr. Szegedi Péter, dr. Varga Miklós (2012)

Eötvös Loránd Tudományegyetem

E. A biológiai ismeretek a XVII. században

E. A biológiai ismeretek a XVII. században

(Kiss János)

A XVII. században megváltozott Európa politikai, gazdasági és tudományos állapota az előző évszázadokhoz képest. Itália több évszázadra kiterjedő szellemi vezető hatalma leáldozott, a Németalföld (Hollandia) és Anglia került az élre, majd később Franciaország, gazdasági, politikai és szellemi vonatkozásokban egyaránt. A gyarmatokon zajló gazdálkodással, a manufakturális jellegű iparosodással és az egyre gyorsabban fejlődő kereskedelemmel párhuzamosan haladt előre a polgárosodás folyamata Európa nyugati felén. Mindennek köszönhetően az egyház szellemi hatalma is egyre jobban csökkent, helyébe a tőke fejlődő uralma készülődött. Különösen igaz volt ez Hollandiában, ahol a növekvő jómód viszonylagosan növekvő liberalizmussal párosult. Angliában a királyi hatalom és a parlament hosszú harcát követően 1688-ban végül is megszűnt a királyi egyeduralom. Franciaországban azonban a hugenották mozgalmainak szétverése és a parasztok felkeléseinek letörése után megszilárdult az abszolút monarchia. Colbert merkantilista pénzügyi irányítása lehetővé tette a kedvező gazdasági helyzet kialakulását, az ipar, a kereskedelem és a hajózás fejlődését, megerősítette a gyarmatokat, javította a közlekedési viszonyokat, de mégsem tudta eltüntetni a mély szakadékot a Napkirály pazarló udvara és a nép nem túl jó helyzete között. Az egyre növekvő erkölcsi, majd szellemi ellenállás végül a következő században a felvilágosodáshoz, aztán a polgári forradalomhoz vezetett itt is.

A szellemi élet is követte ezeket a változásokat. Bár még javában dolgozott az inkvizíció, folytak a boszorkányperek, divatos volt a csillagjóslás, fejlett volt az alkimista aranycsinálás, körülvéve misztikus tanokkal, mégis lassan-lassan kezdett kibontakozni a modern tudományos gondolkodás is. Jól illusztrálja a változást Giordano Bruno és az elkövetkezendő század tudósainak különbsége: a XVI. században élt Giordano Bruno mindennel szemben lázadozó és képzeletdús zseni volt, aki nagyon sok dolgot megsejtett, de tudni alig tudott valamit; a XVII. században viszont a tudósok – a mindennapi élet szükségleteinek megfelelően – sok mindent kipróbáltak, mérlegeltek, rendszereztek, távcsővel és mikroszkóppal felfedeztek, kísérlettel igazoltak vagy legalábbis próbáltak igazolni elképzeléseket, matematikailag bizonyítottak, a kétkedéseiket is új ismeretek nyerésének szolgálatába állították – azaz ekkor kezdett megbízható alapra helyeződni a tudományos gondolkodás. Ez a megbízható alap pedig egyrészt az alkímia méhében kibontakozó kémiai jellegű gondolkodás volt, de emellett egyre erőteljesebben bontakozott ki a mechanikai világszemlélet, aminek fejlesztésén egymástól függetlenül dolgozó, de egymással már kapcsolatra lépő tudósok hada tevékenykedett, és amelyet a század vége felé Newton munkássága koronázott meg. A század tehát a mechanika százada, de a barokk százada is.

A biológiában is – mint minden természettudományban – kezdetben csak az ismeretek felgyülemlését és alkalmazását figyelhetjük meg, majd megjelent a hipotézis- és elméletalkotás igénye; ám ezek (elsősorban kísérletes) igazolására csak a XVII. századtól került sor; elméleti rendszerek kialakulásának csak a XIX. századtól lehetünk tanúi. A XVII. század a természetrajz kora, amikor már voltak igazolt ismeretek, de még alig vagy nem álltak össze rendszerekké (XVII. századtól a XIX. század közepéig).

A XVII. századeleje négy szempontból is fontos a biológia (és általában a természettudományok) fejlődése számára: 1. Galilei munkásságával megkezdődött a tudományos kísérletezés kora. 2. Francis Bacon megfogalmazta (1605 és 1620) a század tudományos programját: a kísérletezés elméletét, a megtervezett tapasztalást, amiből indukcióval fel lehet építeni a nagy ismeretrendszereket, majd René Descartes filozófiája a racionalizmust tűzte ki célul (1620–37) és racionalizmusát matematikai levezetésekkel a természeti, köztük biológiai jelenségeken próbálta ki, mint a látás, az életműködések és a lélek, a szív és a keringés funkciói (1644 és posztumusz műve, 1662). 3. A századfordulón többek között a németalföldi Janssen-testvérek feltalálták a mikroszkópot, amit aztán folyamatosan tökéletesítettek és természetbúvárok garmadája használta fel új világok feltárására. 4. Létrehozták az első tudományos társaságokat az új tudományos elméletek gondolati kipróbálására, a kutatók eszmecseréjének elősegítésére.

A XVII. század nagy jelentőségű tette volt, hogy Európában akadémiák és tudós társaságok jöttek létre. Ezek akkor még kevés érdeklődő ember csoportosulását jelentették; ők megvitatták egymással a számukra érdekes témákat. Némelyik tudós társaságot hercegek patronálták vagy a társaság gazdag emberei, de az egyedüli tartós életben tartó erő a tagok tudományos érdeklődése volt. Az akadémiák lehetővé tették a gondolatok szabad kifejezését, ami igen jelentősen járult hozzá a tudományos gondolkodás fejlődéséhez. 1603-ban alapították az Accademia dei Linceit (Hiúzok Akadémiáját) Rómában; Galilei ennek a társaságnak készítette el teleszkópját és mikroszkópját (a “mikroszkóp” nevet egy másik tag, a rovarász Johannes Faber adta az eszköznek). Ezt követte (1657) a rövid életű Accademia del Cimento (Kísérleti Akadémia) Firenzében, amelyet Galilei tisztelői hoztak létre. Fontosabb európai akadémiák: a Johann Lorenz Bausch schweinfurti városi főorvos és kollégái alapította Academia Naturae Curiosorum (Német Akadémia, 1652), a Richelieu alapította (1635) Académia Française (Francia Akadémia; inkább irodalmi célzattal), majd a Colbert által életrehívott Académie des Sciences (Tudományos Akadémia, alapítva 1666-ban), és több kisebb akadémia Angliában, amelyek 1662-ban királyi kartával egyesültek a londoni Royal Society-ban (Királyi Társaságban). A berlini Tudományos Akadémiát 1700-ban tudta létrehozni Gottfried Wilhelm Leibniz. Ugyanakkor, amikor az akadémiák, természettudományos gyűjtemények és múzeumok is keletkeztek sokfelé: Koppenhágában, Veronában, Hamburgban, Párizsban, Rómában és Londonban. A tudományos viták mellett a társaságok létrejöttének másik jelentősége az volt, hogy megjelentek az első tudományos publikációk. A korai akadémiák több folyóiratot is kezdeményeztek, az elsőt Franciaországban publikálták 1665-ben Journal des Scavants címmel. Három hónappal később a londoni Royal Society is megjelentette a Philosophical Transactionscímű folyóiratát. Kezdetben ezek a befejezett vagy éppen végzett tudományos munkák szemlézését szolgálták, de később a hangsúly áttolódott az originális kutatásokról szóló beszámolókra (ezzel sikerült magas tudományos minőségi szintet fenntartani). Hamarosan megjelentek a speciális tudományos folyóiratok is.

1. A humorális élettan és kórtan bukása: a felemelkedő iatrokémiai és a iatrofizikai szemlélet

A fejlődő alkímiából kibontakozó kémiaés a fizikai mérések nyomán létrejövő mechanikai szemlélet új elképzeléseket szült. Ezek az elgondolások bizonyos korlátok között alkalmasak voltak kevésbé bonyolult természeti jelenségek megvilágítására és valamilyen dedukcióval való értelmezésére. A biológiai és orvosi vonatkozásokban ilyen felfogások közé tartozott a iatrokémiaés a iatrofizika (vagy iatromechanika) (“iatrosz” görögül az orvost jelenti). A XVII. század biológiai és orvosi szemléletében ezek rázkódtatták meg először az antik világból Galénosz közvetítésével eredeztethető nedvek tanát (a humorális fiziológiát és humorális kórtant); ezek készítették elő az élőkről és az emberi testről kimunkált új természettudományos felfogást; de a gyakorlati orvoslásra kezdetben még alig voltak hatással.

Az alkímiában gyökerező iatrokémia (vagy kemiátria) minden életjelenséget csakis kémiai szempontból vélt meghatározhatónak és kémiailag befolyásolhatónak; e szemlélet szerint az életfolyamatok lényege kémiai történés. Ezért a iatrokémiai szemlélet még fontos életfunkciókat tulajdonított a testnedveknek. A iatrokémiai orvosi (főleg gyógyászati) elképzelések Paracelsus munkásságára nyúlnak vissza. Az 1590-es években Johannes Huser (1545 körül–1600 körül) kiadta Paracelsus orvostudományi írásait. Tanításai ettől kezdve fokozatosan terjedtek. Az egész század nagy orvosi vitája volt a galenisták és a paracelzisták közötti ún. “antimonháború”, ami végül is a fémek gyógyászati alkalmazásával volt összefüggésben. A kemiátria első fő műve Oswald Croll orvos és diplomata “Basilica chymicá”-ja, ami 1609-ben jelent meg. Ugyanebben az évben Johann Hartmann (1568–1627) német matematikus és orvos a marburgi egyetemen megkapta az orvosi kémia professzora címét (amivel a iatrokémia elnyerte az egyetemi elismerést). A kemiátriai elképzelés azonban csak átmeneti szakaszt jelentett a modern kémia és a farmakológia felé vezető úton, bár a századfordulón Georg Ernst Stahl (1660–1734) még ennek szellemében alkotta meg a XVIII. században majd elbukó “flogiszton”-elméletét.

A iatrofizika (vagy iatromechanika) viszont – az általános mechanikai világfelfogásnak megfelelően – az élet minden egészséges vagy kóros megnyilvánulását mechanikai jelenségként értelmezte, amit meg is próbált magyarázni a fizika és a matematika törvényszerűségeivel. A iatrofizika elméleti alapjai az ókori atomizmusra és inkább a test szilárd összetevőinek vizsgálatára vezethetők vissza. Ezt a hozzáállást elevenítették fel a XVII. század neoatomista tudósai, köztük Pierre Gassendi (1592–1655) filozófus és – kissé megváltozott alakban – René Descartes (1596–1650). Eszerint már nem a testnedvek összetétele, élettani minőségei vagy a iatrokémiai potenciái, a harmóniái a döntőek, hanem pl. a hidrosztatikai törvényszerűségek, az erek pórusainak és a vér részecskéinek együttes működése, az áramlások, a nyomásviszonyok, amelyek magyarázatot adnak pl. az erekben zajló történésekre.

Főleg a iatrofizikai szemlélet túlhajtásait szokták úgy értelmezni, hogy még az élőlényeket is gépszerűen működő mechanikus masináknak fogták fel, ami ugyan igaz, de meg kell jegyezni, hogy a mechanikai világképnek ez csak az egyik – talán nem is a legfontosabb – szempontja. Talán sokkal fontosabb a másik – és különösen a biológia vonatkozásában jelentős – oldala: ez a mechanikai világszemlélet fedezte fel igazán a determinizmust. Addig csak misztikus hatások voltak, esetleg isteni beavatkozások, természettörvénynek mondott összefüggések, de az okság igazibb, pszichikailag is kielégítőbb magyarázatára a mechanikai világszemlélet talált rá.

A XVII. század második felének érdekes iatrokémikusa volt Johan Baptist van Helmont (1579–1644) flamand orvos, kémikus és természetbölcselő. Svájcban, Itáliában, Franciaországban és Angliában tett nagy utazásai után 1605-től Brüsszel közelében orvosi gyakorlatot folytatott. 1609-től 1616-ig visszavonult a Brüsszel melletti Vilvoorde-ba, hogy teljesen a vizsgálódásainak szentelhesse magát. 1634-ben egy évre egyházi őrizetbe került, mert az inkvizíciónál azzal vádolták meg, hogy tagadja a vallás gyógyító erejét, és Paracelsusnak (“vagyis magának az ördögnek”) a babonáiban hisz. Viszont elvetette Paracelsus szignatúratanát, a mikrokozmosz makrokozmosznak való megfelelését a három paracelsusi alapprincípiummal (“kén”, “só” és “higany”) egyetemben. Szerinte az őselem a víz. Ő alkotta meg a “gáz” fogalmát (a görög “kháosz”-ból). A vízgőztől megkülönböztette a gázt, illetve a levegőt. A természetben levő testek változásait és mozgásait láthatatlan szellemi erők irányítják; a szellem (“spiritus”), a lélek és a gáz egymást átfedő fogalmak. Nála is (akárcsak Paracelsusnál) az “archeus” a szervezetet képező, fenntartó és irányító központi erő; ez felelős minden – a normális és a zavart – életfolyamatért. A központi “archeus influus” a gyomorban található. Innen irányítja az emésztést “fermentáció” útján. Minden egyes szervben található egy “archeus insitus”, ami a gyomri archeus hatása alatt áll. Az archeusok benne lakoznak az anyagban, nem tudnak elszakadni tőle. A betegségek oka is az archeusnál kezdődik. A megbetegítő okot az “idea morbosa” hívja életre, ami önálló magként vagy parazitaként telepszik bele az archeusba. A gyógyulás lényege az “idea morbosá”-nak az archeusból való kiűzetése, az archeus megtisztítása. A leghatásosabb gyógyszerek a gyomorbeli archeusnál hatnak. Ilyenek a kémiai szerek, különösképpen a sók. A paracelsusi hagyományhoz híven a gyógyításra számos “arkánum”-ot ajánlott. Az volt a célja, hogy megcáfolja az ókori (galénoszi) nedvtant, és az élő szervezet számára alapvető kémiai jellegű anyagcsere-folyamatok jelentőségét hirdesse. Az életfolyamatokat kémiai folyamatoknak tartotta, amelyeket “gáz alakú erjesztő anyagok” hatására vezetett vissza. (A keresztény és misztikus vonásokkal elegyített iatrokémiát szembehelyezte a iatromechanikával.) Bebizonyította, hogy a növényektáplálkozásában a víznek és a levegőnek fontos szerepe van. Egy cserépbe ültetett fűzfát nevelgetett. Megállapította, hogy a növekvő fűzfa az anyagát zömmel a levegőből szerzi be (mérte az öntözött fűzfa tömeggyarapodását és a rálocsolt vizet, számításba vette a víz elpárolgását, és az adatokból következtette, hogy a növényi anyag nagy része a levegőből származik).

A század másik nagy iatrokémikusa volt Franz de le Boë (vagy Franciscus Sylvius; 1614–1672) holland orvos, anatómus és botanikus, leideni professzor. Tudományos felfogása a galénoszi nedvtan újabb változata volt csupán, van Helmont kemiátriájának hatásával együtt, de annak miszticizmusa nélkül. Ebben alapvető szerepet játszott a pezsgés, az erjedés, a sav és a lúg közötti kémiai reakció. A fiziológiai folyamatokat kémiai reakciókkal magyarázta. Különösen sokat foglalkozott a testnedvek (nyál, epe, hasnyál, vér) kémiai összetételével és folyamataival. Úgy vélte, hogy a hasnyálmirigy a nyálmirigyekhez hasonlóan egy lúgos váladékot termel, amit a nyál és az epe savassága ellensúlyoz. Az egyensúlyhoz szükség van a test megfelelő hőmérsékletére, amit a szív tart fenn (ez a hő a “calor innatus”), valamint az agyvelőből az idegeken át kiáramló és a nyirokereken át visszatérő “életszellem” (spiritusz). Szerinte pl. az állati spiritusz” – ami az idegrendszer aktivitásához, de magukhoz az életfolyamatokhoz is szükséges lényegi alkotó – a legegyszerűbb és a legtisztább testnedv, összehasonlítható az alkoholos spiritusszal. Az idegi betegségek az ő véleménye szerint az állati spiritusz zavarai, amiket az illékony savas spirituszok okoznak. Kórtana is nagyon leegyszerűsítette a betegségek megértését: maga a betegség a savasság és a lúgosság egyensúlyának megbomlása: vagy savanyúbb a vér a kelleténél, vagy lúgosabb. A gyógyításnak ezt az egyensúlyt kell visszaállítania. Számos új kémiai gyógyszert fejlesztett ki. Sokféle kórformát és tünetet helyesebben értelmezett, mint a korábbiak; ezek között a legjelentősebb a tuberkulumok leírása a tüdőbajban. Leírta a Leidenben 1667-től pusztító járványokat. Tanítványai közé tartozott Rénier de Graaf is.

Már a XVIII. században teljesedett ki Georg Ernst Stahl (1660–1734) német kémikus és vitalista orvos kemiátriai nézetrendszere és vitalizmusa. A flogiszton-elmélete szerint minden anyag égésekor egy “flogiszton”-nak nevezett anyag szabadul fel. A mechanikus felfogás ellentéteként született animizmusa szerint a lélek tartja egyben a testet. Animisztikus tanításában azt javasolta, hogy minden elmebeli és fizikai történés a lélek szigorú szabályozása alatt áll, vagyis a betegség voltaképpen a lélek védekezése a megbetegítő tényezőkkel szemben. Tehát szerinte a betegségeknél is elsősorban a lélekkel kell törődni, nem az anatómiával és az élettannal, a szervezet és a szervek lélkét kell ismerni és gyógyítani. A gyógyászatban ezt a vitalizmust honosította meg. (A nagyon tetszetős vitalista elméletet 1694-től kezdte tanítani a hallei egyetemen. Követői közé tartozott a montpellier-i iskola, a francia Barthez, Bordeu és Bichat, a német Wolff, Blumenbach, Treviranus és a XIX. században Johannes Müller.)

A mechanika biológiai alkalmazását előmozdította több találmány is. Fontos találmány volt az ugyancsak a századfordulón bevezetett hőmérő, amit az itáliai orvosok használtak először. Az itáliai egyetemeken először alkalmazták rendszeresen a mikroszkópot morfológiai megfigyelésekhez, bár a szélesebb körű használatára csak később került sor.

Santorio az anyagcserét vizsgáló mérlegben ül.

Santorio az anyagcserét vizsgáló mérlegben, Ars de statica medicina (Velence, 1614) című könyvéből.

A hőmérő és a tömegmérés új módszereivel akarta az ember napi anyagforgalmát feltárni az 1610-es években Santorio Santorio (1561–1636) itáliai orvos; Galilei egyik tanítványa. 1602-ben megjelent művében még a nedvtant vallotta, de már mechanisztikus magyarázatokkal szolgált, és javasolt fiziológiai méréseket. Ő volt az első orvos, aki elismert módon azzal kísérletezett, hogy megmérje az emberi test orvosi szempontból fontos adatait és folyamatait. Óriási mérlegen ülve táplálkozott és ürített, minden változást mért hosszú éveken át tartó kísérletsorozatban. Így bizonyította, hogy a test a bőrön és a tüdőn keresztül történő “észrevétlen kipárologtatás” (“perspiratio insensibilis”) folytán még további anyagokat ad le a környezetének, ami naponta kb. 1,25 kg, és ez több annál, mint amit a látható kiválasztott anyagok együttvéve kitesznek. Ezzel a kvantitatív méréssel elindította a iatromechanikát (vagy iatrofizikát), vagyis az életfolyamatok mechanisztikus szemléletét, azt, hogy az októl és az okozattól függő fizikai folyamatok alkalmazhatók az életfolyamatok leírására is. Készített még hőmérőt, ami a víz kiterjedésén alapult (1625), pulzusmérőt (“pulsilogium”), légnedvességmérőt is. A hippokratészi–galénoszi felfogáshoz (a testnedvek harmóniája) híven úgy véli, hogy a táplálékfelvétel és a kiválasztódás egyensúlyban vannak. Avicenna fiziológiájához fűzött kommentárjában (1625) fiziológiai mérőeszközök szerkezeti tervének egész sorát adta közre. A kísérleteivel a iatrofizika útjait egyengette. Descartes-ot megelőzve már óraműhöz hasonlította az emberi szervezetet.

A iatromechanikai szemlélet korai képviselője volt W. Harvey is, aki a nagy vérkörben zajló vérmozgást mechanikai-matematikai módon próbálta értelmezni. Később ez a gondolkodás R. Descartes filozófus és természetkutató munkásságában érte el egyik csúcsát: szerinte az állatok működése mechanikai gépszerű, de az embernek a mechanikai módon működő testén kívül lelke is van (ezt majd csak a következő században fogja túlhaladni a leegyszerűsítésben a francia Lamettrie).

2. A vér mozgása a vérerekben

Vesalius és más itáliai orvosok tanítványa volt William Harvey (1578–1657) angol orvos, anatómus, fiziológus, természettudós. 1598-ban Padovában vette fel az orvosi stúdiumokat. Tanárai között volt Fabrizio Geronimo ab Aquapendente (akivel bensőséges barátságot is kötött). A vénabillentyűkön végzett saját vizsgálataival felkeltette Harvey érdeklődését a vérerekiránt. Harvey a tanulmányait később Cambridge-ben folytatta. Anatómiai előadásokat, boncolásokat és anatómiai demonstrációkat tartott 1615-től a cambridge-i egyetemen, valamint a londoni St. Bartholomew Kórház Kollégiumában; ekkor lett az anatómia és a fiziológia professzora.

Harvey a kidagadó erek lefogásával mutatja meg a vérkeringést.
Harvey bizonyítása a vérkeringésre.

Titokban végzett kísérletei nyomán 1616-ban mondta ki először az előadásaiban, hogy a vér zárt rendszerben kering a testben. Az ezt követő tizenkét évet e tan igazolásának szentelte. Ennek érdekében nagyon alaposan járt el: igen sok állatot boncolt, az erekben követte a vér útját, elzárta és megnyitotta a vénákat és az artériákat, megfigyelte az elzárást követő duzzadást vagy lelapulást, megbecsülte a vér térfogati áramlását. Anatómiai és fizikai kísérleteivel bizonyította be, hogy a véráramlás nem történhet úgy, ahogy azt Galénosz állította, hanem a verőerekben ugyanaz a vér mozog, mint a visszerekben. Úgy vélte, és le is írta 1628-ban Frankfurtban kiadott Exercitatio anatomica de motu cordis et sanguinis in animalibus című értekezésében, hogy a vér körben forog, azaz kering. Már a kis, 78 oldalas brosúra előszavában utalt arra, hogy mindaz, amit eddig a szívről és a vér mozgásáról írtak, nem tűnik kielégítőnek. Vitatta, hogy a vér hűtő szerepű lenne, és inkább a táplási funkcióját emelte ki. A szívből kifolyó vér mennyiségét megmérte, és arra következtetett, hogy a máj nem tud folyamatosan “főzni” ekkora mennyiséget. Bebizonyította, hogy a vér a szívbe a vénákon át tér vissza, ezért a szövetekben valamilyen összeköttetetést tételezett fel az artériák és a vénák között. A galénoszi titokzatos “spirituszt” – ami az artériás és a vénás vérben különböző volna – a vérhez tartozó sajátosságnak tartotta (mint a “meleget a meleg vízben”). Tagadta a szívkamrák falában állítólag létező pórusok meglétét. Végül megvilágította a saját módszerét: élveboncolásoknak, autopsziáknak és méréseknek kell a valóságot feltárni. Tizenhét fejezeten keresztül fejtette ki a saját nézeteit a vérkeringésről, mindig először a látottakra alapozva, a mérési eredményeket számszerűleg is közölve, és végül a következtetést éles logikával levonva. Az induktív és a deduktív módszert mindig összekapcsolta (ez akkor a tudományos gondolkodás új minősége volt). Az ötödik fejezetben foglalta össze a szívmozgásról végzett megfigyeléseinek eredményeit. Kimutatta, hogy a szív passzívan tágul ki és aktívan húzódik össze. A jobb kamra egy “vena arteriosába” hajtja a vért, de valójában ez minden részében és működésében artéria. A vér a bal kamrából az aortába, onnan az artériákon át az egész testbe jut. Ezután következnek a vizsgálatok, hogy hogyan kerül a vér az üres vénából az artériákba, illetve a jobb szívkamrából a balba. Számos bizonyítékból arra következtetett, hogy a tüdőn keresztüli út lehetséges és valóságos is. Egy meghatározott idő alatt a szívverés által kilökött vérmennyiség megméréséből arra következtet, hogy lehetetlenség egy nap vagy akár csak egyetlen óra hatalmas vérmennyiségét a szívnek kipréselnie vagy kifőznie. (Az artériák és a vénák közötti hajszálereket sohasem látta, de még a létezésükről sem tudott; mikroszkópos megfigyelést ekkor még nem végezhetett.) Azt gyanította, hogy a vér az artériákból a vénákba a szöveteken át diffundál. A mérgek, betegségek és orvosságok elterjedését a testben a véráramlásnak tulajdonította. A vérkeringés felfedezésével kapcsolatos munkássága jelentette az újkori kísérletes kvantitatív élettan nyitányát, mert a vérkeringés feltételezése először nyújtott a szervezet egyik fontos életműködésére racionális (fizikai) magyarázatot.

Első kritikusa a saját tanítványa, James Primrose Londonból, aki 1630-ban elleniratot is közzétett. Később, 1648-ban ifjabb Jean Riolan párizsi anatómus próbálta menteni a galénoszi tanokat, azt állítva, hogy a test perifériája nincs bekapcsolva a vérkeringésbe; kifogásolta, hogy Harvey nem fordított kellő figyelmet az “életszellemre”. 1649-ben Harvey – jóllehet, akkor már mással foglalkozott – két levélben válaszolt ifj. Riolannak. Mások viszont támogatták elméletét, mint pl. Robert Fludd és Francis Glisson. Főképpen a németalföldi Jan de Wale (1604–1649) bizonyította állatkísérleteivel hatékonyan a vérkeringés létezését. Először ugyan nem hitt a vérkeringés tanában, de Leidenben F. de le Boët hallgatva és a kísérleteit látva maga is elvégezte azokat. Ekkor vált meggyőződéses Harvey-hívővé. Állatkísérleteivel erőteljes bizonyítékokat szolgáltatott a vérkeringés mellett. 1640-ben két levelet írt Th. Bartholinhoz a nyirok és a vér mozgásáról. (Ezek a levelek hozták annyira dühbe Riolant, hogy elszánta magát a Harvey-ellenes támadásra.) Az angol építész, csillagász és orvos Christopher Wren (1632–1723) 1653-ban kezdeményezte az intravénás injekciót: egy élő kutya ereibe nagy mennyiségű bort és sört fecskendezett, amitől a kutya az erős részegség jeleit mutatta. (Ezzel részben ellenőrizte Harvey vérkeringési tanának érvényességét is.) Együtt dolgozott Thomas Willis-szel (1664-es könyvének volt illusztrátora).

Amikor aztán Marcello Malpighi 1661-ben felfedezte a hajszálereket, Harvey nagy felfedezése a XVII. század vége felé teljesen elfogadottá vált.

3. A szervezet descartes-i kettéosztása: a iatrofizikailag magyarázható test és a kiterjedés nélküli lélek

René Descartes (1596–1650) francia filozófus és természettudós 1629-től húsz éven át Hollandiában élt. 1632-ben megismerkedett Christiaan Huygens-szal és elkezdett intenzíven foglalkozni természettudományokkal: optikával, csillagászattal, meteorológiával, kémiával és orvostudománnyal; ekkor alkotta és publikálta fő műveit is. Ebben az időben kezdte írni a Le monde ou Traité de la lumière (A világ, avagy Tanulmány a fényről) című munkáját, aminek zárófejezete az emberről szóló tanulmány. 1633-ban azonban – Galilei elítélése nyomán – félretette ezt (nehogy hasonló sorsra jusson, hiszen benne ő is a kopernikuszi tanok alapján írt; majd csak a halála után adták ki). 1637-ben jelentette meg Leidenben a Discours de la méthode (Értekezés a módszerről) című munkáját, amelyhez három külön értekezést is csatolt a módszer alkalmazásának bemutatására: a La dioptrique-ot (amelyben optikai kérdéseket tárgyalt; többek között ebben mutatta ki, hogy a szem alkalmazkodását a szemlencse fénytörő képességének változása hozza létre), a Météores-t (amelyben többféle fizikai kérdést elemzett) és a La géométrie-t (amelyben az új elemző módszerrel, a koordináta-geometriával, több fontos matematikai problémát megoldott). A negyedik részben isten és a lélek fogalmát kivonatosan fejtegette. Descartes a rendszerének fizikai alapelemeit részletesebben két művében, a Principia philosophiae-ban (A bölcselet alapelve; 1644) és a De Homine (Az emberről; posztumusz kiadott munka, 1662) fejtette ki.

Szerinte az állatok teste “res extensa”, azaz kiterjedéssel bíró anyag, valójában egy mechanikai szerkezettel modellezhető. A különféle élettani folyamatokat e modell segítségével a részeinek automatikus mozgására vagy kémiai kölcsönhatásokra vezette vissza. A testet isten alkotta, ám azóta a saját mechanikájának megfelelően magától működik. A mozgás első oka a feltételezése szerint a szívben rejlő meleg. Ez a velük született hő a vérből jön létre, amit a test vénás erei szállítanak a szívbe. A vénákba azonban már előbb bejutnak azok a tápnedvek, amelyek a gyomorban és a bélcsatornában képződtek. A vérben levő meleget és a táplálékot a szívből az artériák juttatják el a test minden részébe. A leginkább mozgékony vagy illékony vérrészecskékből pórusokon átszűréssel keletkeznek bizonyos levegőszerű részecskék, amelyek a “spiritus animalis”-t jelentik. Ez betölti az agyat, és hidraulikus elvek szerint áramlik az idegeken. Pl. a fénysugarak a szemlencsén megtörve a recehártyára esnek, ahol kicsinyített, fordított állású kép keletkezik a nézett tárgyról. Az érzőidegeken mozgó “spiritusok” révén válik lehetővé az általános érzékelés, a képzelet és az emlékezés is. Pl. a recehártyán keletkezett képeket a látóideg “spiritus”-a továbbítja a tobozmirigyhez. Az agyból a “spiritus”-ok végül az idegeken át a test izmaiba vetítődnek (“reflektálódnak”), és általa tudnak az izmok kitágulni, végtagokat mozgatni. 1662-ben (posztumusz) kiadott művében leírta a reciprok beidegzést a test két oldalának automatikus ellentétes vagy azonos reakciójának magyarázatára. Az állatoknak viszont nincsen elvont és ésszerű gondolkodásuk és öntudatuk, ezért számukra az ésszerű nem-anyagi (“res cogitans”) lélek megléte életfontosságú, hiszen a testük gépszerű automata (látható tehát, hogy a iatrofizika, pontosabban a iatromechanika képviselője). Az állatok képesek kivitelezni az élethez szükséges egyszerű elmeműködéseket, de nem gondolkodnak és nincs nyelvük. Descartes szerint (akárcsak Augustinus vagy Aquinói Szent Tamás szerint is) a halhatatlansághoz ésszerű lélekkel kell bírni. A lélek “székhelyének” – misztikus és geometriai okokból – az agyvelő közepe táján található és páratlan tobozmirigyet gondolta. Jóllehet úgy vélte, hogy az állatok bonyolult gépek, de azt nem mondta, hogy nem is képesek érzékelésre. Szerinte az ösztön azon erők forrása, amelyek irányítják a viselkedést; ezeket isten tervezte meg úgy, hogy a viselkedést alkalmazkodásra képessé tegye. Les passions de l'âme (A lélek szenvedélyei, 1649) című művében materialisztikusan azt írja, hogy minden fizikai jelenség megfelelőképpen magyarázható mechanikailag, és hogy az állatok csakis automaták. A viselkedésük fizikai erőknek tulajdonítható, amelyek részben kívülről, részben belülről hatnak rájuk. Pl. az éhező állatban fiziológiai izgalom jön létre, ami az állatot evésre sarkallja. Ez az izgalom az agyba az érzékszerveken át lép be, és reflektálódik az izmokhoz (ez a később “reflexes”-nek nevezett viselkedés alapja). Azt tartotta, hogy a test és a lélek kölcsönhatásban van. Talán a vallásos nézetekre tekintettel azt állította, hogy csak az ember rendelkezik elmével; az állatok (és az ember teste) szigorúan vett gép vagy automata. Az emberben azonban az ésszerűség közbeavatkozik a viselkedés irányításában, összhangban a tudással és a vágyakkal. Az ember magatartása tehát az elme és a test kettős befolyása alatt áll, úgy, hogy az elme is alá van vetve bizonyos izgalmaknak (“szenvedélyek”-nek), amelyek a testből és az elmebeli folyamatokból bocsátódnak ki. A “szenvedélyek” (tulajdonképpen az érzelmek) készítik elő a lelket arra, hogy olyan dolgokat kívánjunk, amiket a természet szerint használnunk kell; ezek megléte idézi elő, hogy a kívánságaink, vágyaink tartósan fennmaradjanak, és hogy a léleknek ugyanazok az izgalmai jöjjenek létre, amelyek a szokások szerint előkészítik a testet a tárgyak hatásba hozását szolgáló mozgásokra. Bár az ésszerű lélek az emberi magatartás nagyfokú szabadságát hozhatja létre, azért az elmét befolyásolják a test fiziológiai állapotai és a “szenvedélyek” (érzelmek) is. Idegélettana emlékeztet Szent Ágoston némely megállapítására. Ennek alapja, hogy “spirituszok” mozognak “csövek”-ben. Ez is hasonlatos ahhoz, amit Augustinus körvonalaz De Genesi ad litteram című művében és másutt. (Mindez Galénoszon keresztül az alexandriai orvosi iskolától ered.) Ismert, hogy Descartes-ot a De Homine című művének írásakor erősen befolyásolta Vopiscus Fortunatas Plempius, holland galenista orvos, aki később orvosprofesszor és rektor lett a louvaini egyetemen. Descartes mechanisztikus témafelvetése lehetővé tette, hogy gyökeresen megváltoztassa az idegélettan addigi következtetéseit, és élesítse az elme meg az agyvelő közötti különbségtételt, az utóbbit a test részének tartva).

Henricus Regius (1598–1679), holland orvos, Descartes követője volt az egyike azoknak, akik a karteziánus mechanikát kiteljesítették és hozzásegítették a népszerűséghez. Physiologia címen megjelent munkájában ő is a szervezet mechanikai gépi modelljének és a léleknek kettősségére támaszkodott, de azért nedvtani elveit sem adta föl. Pl. az asztmás rohamban a nehézlégzés okát abban vélte megtalálni, hogy az idegi spiritusz hiánya miatt a tüdőben elzárultak a légutak.

4. A iatrofizikai szemlélet kibontakozása

Amennyire Harvey építhetett az elődeinek teljesítményeire, ő maga a módszertanilag új eszköztárral követők egész sorának nyitott meg új munkaterületeket. Még Harvey életében (1622-ben) írta le Gaspare Aselli (1581–1625) paviai orvos kutyában a béli nyirokereket, Jean Pecquet (1622–1674) francia anatómus a bélfodri mirigyekből a kulcscsonti vénáig követte a mellvezeték (ductus thoracicus) lefutását (1647). Thomas Bartholin (1616–1680) és Jan van Hoorne (1621–1670) megfigyelései bizonyították be 1651 és 1654 között, hogy a nyiroknedv az emberben a vérbe jut. Harvey elképzelése a vérkeringésről így megnyitotta az utat az anyagcsere biológiájának megértéséhez, szilárd pontot nyújtott egyes kóros jelenségek értelmezéséhez és a gyógykezelés számára is új alapokat jelentett.

Látni fogjuk, hogy a mikroszkopizáló tudósok a maguk eszközeivel igazolják a részek és a szervek finom felépítéséről szóló mechanikai feltételezéseket.

Angliában a iatromechanikai szemlélet legfontosabb képviselője Robert Boyle (1627–1691) fizikus, kémikus és természetbölcselő volt. Ő a “korpuszkuláris kémia” szellemében a vizsgálatainak eredményeit a legkisebb részecskék, a “korpuszkulák” mozgásával hozta összefüggésbe. Kutatta a levegő szerepét a légzésben és az égésben. 1660 tájt különféle folyadékokat fecskendezett élő kutyákba, hogy megfigyelje a reakciókat, és egyben ellenőrizze Harvey vérkeringési tanát. Az állatpreparálásba bevezeti az alkoholos konzerválást.

A iatrofizika a század vége felé Itáliában ismét fellendült. Giorgio Baglivi (1668–1707) itáliai orvos a mirigy-, a légzési és az emésztési funkció magyarázatára is iatrofizikai magyarázatot adott. A normális életműködések és a kóros folyamatok magyarázataképpen kidolgozta a rostelméletet (vagyis a szervezet szilárd részeinek tulajdonított nagyobb fontosságot, mint a nedveknek és a gázoknak). Ám az egészség feltételének a különböző rostfajták és a mozgó folyadékok egyensúlyát tekintette. Az itáliai tudósok között talán a legjelentősebb iatromechanikus Giovanni Alfonso Borelli (1608–1679), matematikus, fizikus, csillagász és orvos volt. Tagja volt a firenzei Accademia del Cimentónak. Ő a mechanikai elveket konzekvensen alkalmazta az állati test fiziológiai és funkcionális problémáira, ezért a iatrofizika, illetve a “biomatematika” szélsőséges képviselőjeként ismert. Kiszámította, hogy mekkora ellenállást kell a szívnek legyőznie minden egyes összehúzódáskor. A vérkeringést ui. hidraulikus rendszernek tekintette. Kísérleteket végzett számos mozgásról (1680, posztumusz mű): az emlősök tovahaladásáról, a madarak repüléséről, a halak úszásáról, az izomösszehúzódás mechanikájáról, a légzési és a szívmozgásokról; ezeket fizikai (mechanikai) törvényszerűségekre és konstrukciókra vezette vissza.

A mozgás mechanikája Borelli szerint a De motu animalium (1680) című műve alapján. Az emberi csontváz elemei egyszerű fizikai gépekként működnek.
A mozgás mechanikája Borelli szerint.

A XVII. század egyik fontos teljesítménye volt tehát, hogy kezdett testet ölteni az élőlények működéseiről szóló tudomány, a fiziológia is. A Harvey nyitotta úton haladva a fizika és a kémia egyre növekvő ismeretanyaga ellenére még mindig inkább az anatómiához és az orvosláshoz kapcsolódott. Ahhoz, hogy a kémia megfelelőképpen hozzájárulhasson az orvoslás, a biológia és a mezőgazdaság problémáinak megoldásához, meg kellett szabadítania saját magát a közvetlen gyakorlati igényektől, hogy alaptudománnyá válhasson. Ez kb. 1650 táján kezdődött Robert Boyle munkásságával. Kortársa, John Mayow (1643–1679), alapvető analógiát figyelt meg az állatok légzése és az égés között. Edmé Mariotte (1620–1684) francia fizikus és botanikus ismerte fel, hogy a talaj és a víz a különböző növényeknek ugyanazokat a tápanyagokat nyújtják, de ezek az anyagok a növényekben új és különböző vegyületekbe kerülnek. Első alkalommal említette a levegőt mint a növények tápanyagainak forrását. Kísérletesen megállapította a növények párologtatását, megmérte a kiválasztott vízmennyiséget. Stephen Hales (1677–1761) angol pap és természettudós a kísérletes élettan egyik úttörője volt. Mint kémikus, a gázokkal kapcsolatban végzett megfigyeléseket. Eljárást dolgozott ki az étel tartósítására, a tenger vizének tisztítására. Ő határozta meg először kísérletesen a víz hidrosztatikai nyomását. A különféle állatok ütőereibe vezetett csövön át először mérte meg a(z artériás) vérnyomást. 1733-ban először publikálta megfigyeléseit arról, hogy a gerincvelő destrukciója után megszűnnek az akaratlan mozgások (pl. a fájdalmas ingertől való visszahúzódás). (Ezzel kimutatta, hogy egyes reflexeket a gerincvelő képes kivitelezni az agyvelő közreműködése nélkül.) Ő is utalt arra, hogy a levegő szükséges a növényektáplálásához. Vizsgálta a növények növekedését, nedvszállítását, a párolgás okozta vízveszteségüket. Kampányokat folytatott a jobb higiéniáért a hajókon, a kórházakban és a börtönökben.

A fiziológiához jelentős hozzájárulás volt Francis Glisson (1597–1677) angol fizikus és orvos hozzájárulása is. Ő W. Harvey vérkeringéssel kapcsolatos felfedezésétől ösztönözve kiterjedt kutatásokat végzett; anatómiailag és részben kísérletesen is vizsgált egyes szerveket, mint pl. a májat, a gyomrot és a szívet, az izmok szerkezetét és funkcióját. Leírta a máj kapuérrendszerét, a májat borító kötőszövetes kapszulát (a “Glisson-tok”-ot). Megalapozott egy sajátos ingerlékenységi szövettant, ami szerint a “rost” (fibra) az élő test alapeleme, ami az ingerekre összehúzódással válaszol. Az ingerlékenységet az idegekben áramló “életerő” (robur vital) tartja fent. (Ez egy sajátos “irritabilitási” elmélet. Az élő “rostok” ingerelhetőségéről és érzékenységéről szóló elméletével a Haller-féle élettan korai előfutárának tekinthető.)

Sokat köszönhet a fiziológia a dán fizikus, anatómus, később pap és püspök Niels Stensennek (vagy Nikolaus Stenónak) is. Az orvoslást kezdetben Th. Bartholintól tanulta, aztán Amszterdamban, Leidenben, majd Párizsban fejlesztette ismereteit. 1660-ban ő is felfedezte a hasnyálmirigy kivezetőcsövét (a ductus pancreaticust) az amszterdami saját első boncolásán (amit 1641-ben pulykában megtalált Moritz Hofmann (1622–1698) bajor orvos Padovában és 1642-ben emberi hullán már kiboncolt Johann Georg Wirsung (1600–1643) német származású itáliai anatómus ugyancsak Padovában). Ezután hamarosan Leidenbe ment anatómiát tanulni Sylviushoz és Van Hoornéhoz. Barátja lett Swammerdamnak és de Graafnak. Levelezéseiből világos, hogy a leideni mirigykutatásainak és a későbbi agykutatásának nagy része Descartes De Homine című művére adott reakció volt. Kétségbe vonta a Descartes-féle tobozmirigy székhelyű lélekelméletet. Számos megfigyelést végzett összehasonlító anatómiából, embriológiából; mikroszkopizált is. Megfogalmazott egy iatrofizikai jellegű izomtant. A szívet elsőként írta le kerekded izomcsoportként, leírta a rostozatát, az összehúzódását pedig a rostok geometriai átrendeződésével magyarázta (1664). Elsőként ismerte fel a földtani rétegek geológiai és földtörténeti jelentőségét, továbbá a megkövesedett maradványok (a fosszíliák) biológiai eredetét és tudományos hasznosságát.

Ugyancsak a XVII. században vett új fordulatot az idegrendszer kutatása is. Ebben mind francia, mind angol természettudósok jelentősen közreműködtek.

Az akkori angol tudományos élet egyik legtevékenyebb alakja volt Thomas Willis (1621–1675), angol orvos, csillagász és természetfilozófus. Feltehetőleg alapítója és egyik első tagja a Royal Society-nek (1662). Descartes mechanisztikus elméleteinek követője és anti-arisztoteliánus volt. Foglalkozott az anatómia mellett az idegrendszer működéseivel is, sőt, ez lett egyik fő érdeklődési területe. Hét fontos könyve a középkor és a modern kor átmenetét jelenti az agyvelő szerkezete és működése tekintetében. Kísérleti állatok agyvelejét sértette meg szúrással, vágással, és megfigyelte, hogy mi történik velük (ahogyan ezt már Leonardo da Vinci és Coyter is tették). A módszerei ugyan rendkívül durvák voltak, de a céltudatos kérdésfeltevése, a kísérleti feltételeknek a fontos kérdés köré csoportosítása mégis forradalmi változást jelentett az idegrendszer működésének vizsgálatában. A megfigyeléseit úgy magyarázta, hogy a kisagy irányítja az életfontosságú funkciókat. Ebből kiindulva kísérletesen igyekezett bizonyítani a többi agyrész speciális funkcióit is. Így a kérgestestbe (corpus callosum) lokalizálta a képzelőerőt, a nagyagy tekervényeibe a tudatot, a középagyba az ösztönöket. (Bár Willis módszerei durvák voltak, sokszor tévedett, gondolatai tele voltak spekulációkkal, mégis e primitív kísérletek szűntették meg lassan azt az elképzelést, hogy az agy csak az általános érzékelés és a mozgás központja.) Az agy alapján levő artériás gyűrűbe festéket juttatott, és így próbálta feltárni az összeköttetéseket. (Ezt az agyalapi artériás gyűrűt könyvének illusztrátora, Chr. Wren nevezte el “circulus arteriosus Willisi”-nek.) Szerinte a testet irányító lélek két részből áll: a vérben levő lélek tűzlángszerű, míg az idegrendszerben székelő lélek fény természetű. A vér az agyba kerülve “desztillálódik” és “spiritus animalis” keletkezik belőle, de ennek is egy része a nagyagyban jön létre és az akaratlagos mozgások, valamint az érzékelés irányítója, míg a másik a kisagyban keletkezik, és az életfontosságú működéseket (a szívverést, a légzést stb.) szabályozza. A spiritus animalis perifériás tárolóhelyei a környéki idegdúcok. Az érzékelés központja szerinte a csíkolt testben van, mert minden érzőideg ide sugározza az érzékleteket; de a csíkolt testből haladnak a mozgatóerőt jelentő spirituszok az izmokhoz is, mégpedig “visszavert hullámként” (azaz a descartes-i automataelmélet híve volt). Felhívta a figyelmet (Descartes-hoz hasonlóan) az akaratlan mozgások automatikus jellegére. Kilenc pár agyideget különített el (az addig ismert héttel szemben). A látóideget a szem vezetékének tartotta, amely szerinte a talamuszban végződik, ahol a látás képzetei keletkeznek. Kimutatta, hogy a látóidegben csak rostnyalábok vannak, csatornák nincsenek. Vizsgálta a belső fül hártyás labirintusát is. 1650 táján észrevette, hogy a cukorbeteg vizelete édes. Számos betegség részletes leírását végezte el: tífusz, gyermekágyi láz, skorbut, szamárköhögés, hisztéria, a gümőkór tuberkulumai. Végzett összehasonlító anatómiai vizsgálatokat különféle gerinceseken és néhány gerinctelenen (osztrigák, férgek, rákok). Nála található meg világosan az a gondolat, hogy a struktúrák kutatását összehasonlító anatómiára kellene alapozni (magát a fogalmat is az elsők között használta), és hogy csak a különböző állatok hasonló struktúráinak összehasonlítása vezethet a test és a szervek felépítésének helyes megértéséhez.

Claude Perrault (1613–1688) francia építész és orvos (ő építette a Louvre keleti oszlopcsarnokát) a párizsi anatómusiskola csoportjában az összehasonlító anatómiának szentelte magát (ennek egyik legjelentősebb képviselője lett). Többnyire Duverney-vel együtt szerkesztette a párizsi anatómusok kollektív munkáját, amiben 50-nél több gerinces állat összehasonlító anatómiáját írták le. A iatrofizika jeles képviselője volt. Fő biológiai jellegű művében részletesen tárgyalta a bél perisztaltikus (hernyószerű) mozgását, a szívbillentyűk működését, az érzékelést és az értelem működését; nem volt ennyire sikeres az izmok összehúzódásával (úgy vélte, hogy a dinamikai hatásért a kötőszövet a felelős). Újszerű fiziológiai kísérleteket végzett állatokon. Megállapítja, hogy az agyvelőirtott kutya életben marad, ha a nyúltagya ép marad. Descartes-tal ellentétben úgy vélte, hogy az állati testet valamilyen lelki elv működteti. 1667 januárjában megpróbálkozott vérátömlesztéssel két állat között. Az ugyancsak francia Raymond Vieussens (1635–1715) szintén a nyúltagyat tartotta az idegrendszer legfontosabb részének, mert a nagyagy és a kisagy eltávolítása után a kutyáit még órákig életben tudta tartani. Azt tapasztalta, hogy az agykéreg megsértése (szúrással, csípéssel) vagy ingerlése semmilyen elváltozást nem idéz elő. Ebből kiindulva kezdte ellenezni Th. Willis nézetét arról, hogy az agykéreg fontos szerepet játszana az érzékelésben. Úgy vélte, hogy a környéki idegdúcok a “spiritus animalis” környéki tárolóhelyei (ebben azonos véleményen volt Willisszel).

Athanasius Kircher (1602–1680), német jezsuita pap Ars magna lucis et umbrae című könyvének két fejezetét is a biolumineszcenciának szentelte, ami már az ókorban is annyira foglalkoztatta a természetbölcselőket. (A iatrofizika mellett talán ez az első tudományosabb jellegű biofizikai munka.)

Az emberi betegségek rendszerének nagy áttekintője volt Friedrich Hoffmann (1660–1742) német orvos és kémikus a század vége felé. A hallei egyetemen 33 évesen lett (az első) orvosprofesszor (a második orvosprofesszorral, Georg Ernst Stahllal versengő orvosi iskolát hozott létre). Vezéreszméje: “experientia et ratio”. (Ez a nézet a iatrofizikával együtt alapozta meg a klinikai szemléletet.) Szerinte a természeti törvények korlátlanul érvényesek az emberre is. Egy olyan mechanikus dogmatikus rendszer kidolgozásán fáradozott, amiben az embert hidraulikus gépnek írta le, amin az “éter”-ben keletkezett idegi “fluidum” halad át. Ez a fluidum a légzőszerveken keresztül jut a szervezetbe, és a testben kering, mégpedig a rostok összehúzódása és kitágulása következtében. Akárcsak egy óraszerkezetben, itt is minden mindennel kapcsolatban van. A legfontosabb mozgás szerinte a vér folyamatos keringése; ez egylényegű magával az élettel. A betegségek közvetlen okai a mozgás zavaraiban keresendők. Ezért olyan nagy fontosságú a “spazmus” (a rostok görcsös összehúzódása), illetve az “atónia” (a túlzott fokú elernyedés). A mozgászavarok miatt megváltozik a vér áramlási sebessége: ha növekszik, akkor nő a súrlódás, ami miatt növekszik a testhőmérséklet, ha meg csökken, akkor szétválasztódnak a vér anyagai, amelyek így összecsomósodhatnak és eltömhetik az ereket. Ezért a káros anyagok nem tudnak kiválasztódni, az erek pedig szétpattanhatnak. Értelmezése szerint az életet a vérkeringés tartja egyensúlyban. Az elsők között írta le a csalánkiütés, a vakbélgyulladás és számos más betegség tüneteit. Felismerte az idegrendszer fontos szabályozó szerepét is. A iatromechanika rendszerét Fundamenta című könyvében tette közzé (1695). Sikeres vizsgálatokat folytatott a gyógyszerkészítés területén is (róla nevezték el pl. a “Hoffmann-cseppek”-et). Hírneve gyorsan növekedett; Európa legjelentősebb tudományos akadémiái választották meg tagjuknak.

5. 5. Mikroszkóppal vizsgálódó kutatók

A mikroszkóp szélesebb körű alkalmazásával egy új világ tárult fel az ember előtt. A XVI. század végén felfedezték, hogy ha bizonyos üveglencséket egy csőben összeillesztenek, akkor azzal lehet nagyítani és messzire látni (vagyis felfedezték a mikroszkópot és a teleszkópot). A század első évtizedeiben már sokfelé ismerték a “bolhanéző üveg”-et, és a vásárokban szórakozásul bolhákat nézegettek vele. 1608-ben két lencse egy csőbe helyezésével feltalálják az összetett mikroszkópot és a teleszkópot. A mikroszkópot tudományos célra először talán Francesco Stelluti (1577–1653) itáliai természetbúvár használta, amikor 1625-ben leírta a lépes méz szerkezetét. Az eszköz továbbfejlesztésében és a biológiai kutatásában való alkalmazásában a következő mikroszkopizáló természetbúvárok emelkedtek ki: Marcello Malpighi, Antonie van Leeuwenhoek, Jan Swammerdam, Nehemiah Grew és Robert Hooke. A mikroszkópos felfedezők nagyobb része azonban nem volt felkészülve arra, amit felfedezett, nem volt szemlélete arra nézve, hogy mit is keres a sajátos eszközzel. Ezért nem jöttek rá sokáig, hogy az élőlényeket sejtek alkotják, de még arra sem, hogy többen közülük felfedezték az élőlények addig nem ismert csoportját, a baktériumokat.

Elhalt sejtek fala a paratölgy kérgében Hooke mikroszkópja alatt.
Sejtfalak Hook mikroszkópja alatt.

A növényi sejtet a parafa metszetén a londoni Robert Hooke (1635–1703) angol természettudós fedezte fel (1665), és ő is nevezte el “cellulá”-nak (“sejt”-nek); valójában persze csak a sejtfalat látta. Talán ő volt a mikroszkopizálók közül a leginkább intellektuális alkat. Mivel a londoni Royal Society eszközeinek kurátora volt, kapcsolatban állt minden új tudományos fejlesztéssel, és igen különféle dolgok iránt érdeklődött. Az volt a feladata, hogy a tudományos kísérleteket előkészítse. Eközben sikerült neki – főleg a fizika területén – egyes eszközök döntő technikai tökéletesítése. Számos jelentős találmánya volt, ezek közül is kiemelkedő az által konstruált kombinált mikroszkóp. Az 1665-ben publikált Micrographia című, 83 táblát tartalmazó művében részletesen leírta a levelek szerkezetét, a méh fullánkját, a puhatestűek raduláját és a légy lábát; felfedezte azt is, hogy egyes növények bizonyos szöveteinek sejtjei folyadékkal töltöttek, mások meg üresek. Ezért vélte úgy, hogy a “kamrácskák” funkciója a növényekben az anyagok szállítása lehet. 1682-ben a társaság előtt tartott előadásában leírta az elme és az agy materialista és fiziológiai elméletét. Orvosi kutatásaiban vizsgálta a tüdő működését, foglalkozott a mesterséges lélegeztetés problémájával.

Hook mikroszkópja és a tárgy megvilágítására szolgáló optikai eszköz.
Hook mikroszkópja.

Fiatalabb kortársa és honfitársa, a cambridge-i Nehemiah Grew (1641–1711) már növényi szöveteket vizsgált az összetett nagyítójával. 1664-től kezdte vizsgálni a növényekanatómiáját. Jó minőségű mikroszkópot szerkesztett a londoni Royal Society számára. 1672-ben adta közre első nagy művét An idea of a philosophical history of plants (A növények természetrajzának elgondolása) címmel, amit követett 1682-ben a The anatomy of plants (A növények anatómiája). Világosan meglátta a sejthatárokat a növényekben (ezeket “hólyagocskák”-nak nevezte), csak a felfedezés biológiai jelentőségét nem látta meg. Felismerte viszont, hogy a virág tartalmazza a növény ivarszerveit és részletesen le is írta a részeiket, a pollenszemeket is; megfigyelte, hogyan szállítják a virágport a méhek (de ennek jelentőségét sem ismerte föl). Ezenkívül összehasonlító anatómiai vizsgálatokat végzett emlősök, madarak és halak emésztőcsatornáján. Ő használta először az “összehasonlító anatómia” fogalmat az állattani tanulmányok számára.

Leeuwenhoek mikroszkópja. A tű hegyére szúrt tárgyat a lapba foglalt piciny nagyítón keresztül nézi.
Leeuwenhoek mikroszkópja.

Az első valóban élő sejtet a delfti holland posztókereskedő, autodidakta természetbúvár Antonie van Leeuwenhoek (1632–1723) látta meg az 1670-es évek táján. 1671-ben kezdett hozzá kutatói tevékenységéhez. Szórakozásképpen készített nagyítókat (amelyekkel állítólag több mint 200-szoros nagyítást is sikerült elérnie). Minden előképzettség nélkül mindent megvizsgált nagyítóival, ami csak a kezébe került: növényi részeket, izomdarabokat, bőrt, nedveket, váladékokat, a fogat, a hajat. Hamarosan elterjedt a híre, hogy összetett nagyítójával hihetetlen dolgokat lát. 1674-ben írta le az általa “animalculus”-oknak nevezett parányi lényeket – vagyis az ázalékállatkákat, az egysejtű állatokat és 1677 után az ondósejteket –, 1676-ban az ecetféreg szaporodását, 1683-ban a békák kloakájában megfigyelt fonálférgeket, az emberi fogkaparékban pedig az addigiaknál is parányibb, a mikroszkópjával is alig kivehető lényeket (valószínűleg bizonyos baktériumokat) látott. 1694-ban számolt be a mohaállatokról és a kerekesférgekről. A szakemberek figyelmét Reinier de Graaf hívta fel rá; a kétkedő londoni Royal Society egy bizottságot küldött ki a hírek ellenőrzésére. (A bizottság tagja volt Robert Hooke és Nehemiah Grew is.) Leeuwenhoek készségesen demonstrálta a vízben és a váladékokban nyüzsgő “animalculus”-okat. Vizsgálta továbbá a vörösvérsejteket (amikről ő adott először pontos leírást 1673-ban), a hajszálereket (1683), a vázizmok harántcsíkolatát, a szívizom hálózatos stuktúráját, a szemlencse hagymahéjas szerkezetét és sok mást is. Kimutatta a vér keringését a hajszálerekben. 1696-ban a fogban demonstrálta a dentin rostokat. Tanulmányozta a rákok és a rovarokfejlődését, az összetett szemet, a belső szerveiket. Részletesen elemezte az egy- és kétszikű növényeket. A Royal Societyval folytatott levelezésében (1673-tól 1724-ig jelentek meg a Philosophical Transactions ben) számos részletet leírt az idegrendszer szövettanáról is. De nem volt hajlandó elárulni a mikroszkópja készítésének titkát. (A legjobb üvegből, hegyikristályból és végül gyémántokból csiszolta a lencséket.) Erre nem is volt szükség, mert összetett nagyítót más tudósok is tudtak készíteni. A XVII. század közepétől Európa-szerte megindult a mikroszkopizálás és a mikroszkópos szerkezetek kutatása.

Kutyaspermiumok mikroszkópos ábrái Leeuwenhoek Ontledingen en Ontdekkingenc. könyvéből.
Kutyaspermiumok Leeuwenhoek könyvéből.

Az a felfedezés, hogy valóban léteznek olyan élő formák is, amelyek szabad szemmel nem láthatók, drámai változást jelez az emberi tudás fejlődésében. Leeuwenhoek igazolta tanítványának, Jan Hamnak a felfedezését az ondósejtről (spermatozoonról); később felfedezte a spermiumokat más állatokban és a közösülés után a női ivarutakban is. (Ezzel hívta fel a figyelmet annak az elképzelésnek a téves voltára, ami szerint egy állat fejlődése csak a petétől függ és az ondó csak valamiféle “kigőzölgést” indukál, ami a méhbe hatolva valahogy befolyásolja a megtermékenyítést; vagyis megsejtette, hogy az ondó hordozza valami módon a hím örökítő anyagát.) Őt a tökéletes lencse csiszolásának elképzelése annyira foglalkoztatta, hogy az eredeti foglalkozását is elhanyagolta. Úgy vélte, hogy a legkisebb “animalculusok” (baktériumok) legalább 25-ször kisebbek, mint a vörösvérsejtek (ami nagyjából meg is felel a valóságnak). A vizekben megfigyelt “animalculusok” (egysejtűek és baktériumok) léte a kortársakban kétségeket kezdett ébreszteni az ősnemződés tana iránt. Christiaan Huygens, Leeuwenhoek fizikus barátja szerint ezek a parányi állatkák eléggé kicsinyek ahhoz, hogy akár a levegőben is lebegve eljuthassanak messzire és a vizekben szaporodhassanak (eme kételyen túl azonban ekkor még nem jutott az ősnemződéssel szembeni kritika).

Swammerdam ábrái a mézelő méh facettás szeméről, ill. vizibolhákról és szúnyoglárvákról Bijbel der Natuur (1737) c. posztumusz könyvéből.
Swammerdam ábrái a mézelő méh facettás szeméről, ill. vizibolhákról és szúnyoglárvákról.

Az autodidakta Leeuwenhoekkal szemben a kor- és honfitárs Jan Swammerdam (1637–1680) orvos, iskolázott természetbúvár volt. Az orvosi gyakorlattal hamar felhagyott; csak a természet kutatása érdekelte: előbb az ember anatómiája és élettana, később a rovarok világa. Malpighitől és Leeuwenhoektól függetlenül felfedezte a vörösvérsejteket (1658); ugyanekkor leírta az ondóban található mozgó szálakat (tkp. felfedezte a hímivarsejteket). Leírta a nyirokerek billentyűit (1664), ő is részletesen vizsgálta a hajszálereket; de kutatta az izom ingerlékenységét és összehúzódását, a lágyék- és combsérv létrejöttének mechanizmusát; vizsgálta a női nemi szervek élettanát. 1675-ben bebizonyította, hogy az izmok összehúzódásakor semmiféle térfogatváltozás nem következik be. (Ezzel ellentmondott az idegi “fluidumok”-ra vonatkozó elméleteknek.) A természetet szerves egységben szemlélte. Éles szemű megfigyelő volt, és különös manuális ügyességre is szert tett. Olyan élesre köszörülte a bonckését, hogy csak mikroszkóp alatt tudott dolgozni. Első tanulmányát a légzésről írta 1667-ben az akkor modern descartes-i szellemben. Ugyanekkor kidolgozott egy új anatómiai vizsgáló módszert, az érfestést: az ereket (részben a rothadástól megóvandó) folyékony viasszal vagy színes alkohollal töltötte fel, hogy pontosan követhesse a lefutásukat. Barátai – Reinier de Graaf és Frederik Ruysch – általa ismerték meg a módszert. Ám Graaf és Jan van Hoorne kiadtak egy közös munkát, amiben – Swammerdam nevét nem említve – leírták az erek feltöltésének módszerét és ennek eredményeit; F. Ruysch pedig tökéletessé fejlesztette az eljárást (világhíres lett vele). Erre Swammerdam összeveszett a barátaival, és gyorsan megírt egy dolgozatot a női nemi szervek élettanáról (1672), amiben alaposan nekirontott R. de Graafnak. Dokumentumait összeszedve a londoni Royal Society-hez fordult, ahol plágiummal vádolta a barátait, és a társaság döntését kérte a prioritás ügyében. A vizsgálat nagy port vert fel a tudósok között. Swammerdam csupán mikropipettás befúvást vagy mechanikus feltöltést alkalmazott, de Graaf vezette be a praktikusabb befecskendezést. A Royal Society végül is Swammerdamnak ítélte az elsőbbséget. (Graaf a döntés előtt váratlanul meghalt; azt rebesgették, hogy a prioritási vita izgalma ölte meg. Swammerdam meg ezt elhitte, és az önvád miatt lelkileg öszeomlott.) Ő kevés szervezetet tanulmányozott, de azokat nagy részletességgel. Gyermekkora óta gyűjtötte a rovarokat és a velük kapcsolatos megfigyeléseit. Ezért megszüntette orvosi gyakorlatát, falura költözött és igen szegényes körülmények között, teljesen a rovarok kutatásának szentelte minden idejét. Nagyon sok új adattal gazdagította az entomológiát. Kipreparálta és mikroszkóp alatt megvizsgálta a méhekivarszerveit; megállapította a dolgozókról, hogy azok terméketlen nőstények; leírta a méhek “államát” (1673). Megfigyelte a rovarok addig ismeretlen belső szerveit. Vizsgálta a kérészek életét és metamorfózisát, a korallok szerkezetét, a macskahal anatómiáját.

A kérész fejlődése és a méh belső szervei.
Swammerdam további ábrái a kérész fejlődéséről és a méh belső szerveiről.

1669-ben publikálta Algemeene Verhandeling van bloedeloose diertjens (A vértelen állatok általános vizsgálata) című művét, amelyben nagyszámú ízeltlábú, rovar, pók, skorpió, csiga, féreg és hal szervezetét írta le. Ő ezeket mind (tévesen) “rovarok”-nak tekintette és a fejlődésmódjuk szerint különböztette meg azokat (munkássága lényegében feltárta a rovarok egyedfejlődését). 1675-ben Ephemeri vita címmel publikált egy részletesen illusztrált művet a szitakötők életéről. (Sokan az ő műveit tekintik a mikroszkópos megfigyelések legfinomabb gyűjteményének.)

Ugyanebben az időben Reinier de Graaf (1641–1673) holland anatómus, orvos, természetbúvár, Swammerdam barátja, majd ellenfele, kezdetben a hasnyálmirigyet és váladékát tanulmányozta. A hasnyálat mesterséges sipoly segítségével nyerte kutyából (1664). (Ő hozta végzete el először a műtétet egy kutyán. Ezt a fontos módszertani előrelépést majdnem 200 éven át elfelejtették.) Később a madarak és az emlősök petefészkein végzett összehasonlító anatómiai vizsgálatokat. 1672-ban talált az emlősökpetefészkében hólyagszerű képződményeket, amiket ő “peték”-nek tartott (a madártojással tartotta azonosnak); valójában a később róla elnevezett tüszőket fedezte fel. Részletesen leírta a petefészek tüszőit és fejlődésüket (a tüszők egyes fázisai Graaf nevét viselik). Ezzel megkérdőjelezte az arisztotelészi nemzési tant.

Malpighi ábrái növényi szervekről, termőről, porzókról az Anatome plantarum (1675) c. könyvéből.
Malpighi ábrái növényi szervekről

Az itáliai Marcello Malpighi (1628–1694) orvos, anatómus, fiziológus sokat vizsgálta az állatok anatómiáját és szövettanát. Az elsők között alkalmazta a mikroszkópot módszeresen a szövetek tanulmányozásában, ezért őt tekinthetjük a szövettan egyik megalapozójának. Anatómiai és élettani vizsgálatait elsősorban az emberen végezte, de emellett rovarokon, majd a növényeken is. Először írta le a lép nyirokcsomócskáit, a bőr róla elnevezett rétegét, a nyelv szemölcseit, a nagyagy külső kérgét; elemezte a vese testecskéit és a velőállományának piramisait. 1661-ben fedezte fel a békatüdőléghólyagocskáit, a hajszálereket és bennük a véráramlást (ezzel teljessé tette a vérkeringés felfedezését). A tüdőről azt gondolta, hogy a folyékony táplálék (a “chylus”) vérré alakítására szolgál. Ezért a béka hajszálereiben látott vörösvérsejteket kezdetben zsírgömböcskéknek vélte. A májat is mirigynek képzelte, amely az epét választja ki. De mirigyes jellegűnek vélte az agyvelőt is, főleg a kérgét. Írt egy részletes monográfiát a selyemhernyóról; ez a tanulmánya az első teljes munka, amely bemutatja az ízeltlábúak fejlődését, keringését, idegrendszerét, légcsőrendszerét és a tápcsatorna kiválasztást végző függelékeit (ezeket ma is Malpighi-edényeknek nevezik). Leírta a csirkeembriófejlődését a tojás keltetésétől kezdve. Alaposan elemezte a növények anatómiáját is: rendszeres leírást adott a különböző növényi részekről (kéreg, törzs, gyökér, magvak), tárgyalta a csírázást, a gubacsok keletkezését; úgy tűnik, megsejtette azt is, hogy a növények sejtekből állnak. Sok növényanatómiai rajza mindaddig érthetetlen maradt a botanikusok számára, amíg a XIX. században újra fel nem fedezték az általa leírt struktúrákat.

A poszméh kiválasztószervei Malpighi De bombycis (1669) c. könyve szerint.
A poszméh kiválasztószervei Malpighi szerint.

A mikroszkopizálók között említhetjük a német Athanasius Kirchert (1602–1680), jezsuita papot és polihisztort is. Rómában 1656-ban pestises betegek vérét és más testváladékait vizsgálva a fertőző betegségek kórokozóit (“vermiculi”) vélte megtalálni a vérben a mikroszkóp alatt (a nem megfelelő technikai színvonalú mikroszkópjával nem láthatta a pestis baktériumát; amit látott, feltehetőleg vörösvérsejtek lehettek). (Mindenesetre ő az első, aki orvosi kérdések eldöntésére mikroszkópot használt.) Bár a pestis fő okát a rossz levegőben és a káros kigőzölgésekben látta, mégis feltételezett egy különös betegségátvivő tényezőt (az ún. “contagium”-ot) is, amely szerinte a rothadásból keletkezik és a fertőzésért felelős.

1668 után Francesco Redi mikroszkópot használva a bélben kimutatta a bélférgek petéit. Ugyancsak mikroszkóppal fölfedezte a májmételyt (amelynek egyik átmeneti lárvaalakját az ő tiszteletére nevezték el “redia” lárvának).

Redi hangyája Della generazione degli insetti (Firenze, 1668) c. könyvében.
Redi hangyája.

A mindent megfigyelő mikroszkopizálók juttatták érvényre azt a fontos elvet, hogy a megfigyelés és a kísérlet az elsőrendű fontosságú, a tiszta hipotetikus filozófiai spekuláció nem elégséges a világ jelenségeinek megértéséhez. Munkásságuk nagy jelentősége az, hogy először tárta fel az élő szervezetek szinte hihetetlen bonyolultságú világát. A mikroszkópos vizsgálatok továbbfejlesztése és egy újabb világ feltárulása majd kétszáz évet váratott magára.

6. Az embrionális fejlődés: a preformáció tana

W. Harvey érdeklődött az embriológia iránt is. 1651-ben felfedezte, hogy az őzembriók az egyedfejlődésük korai szakaszában kis golyószerű megjelenésűek. Ebből arra következtetett, hogy a kis labdaszerű képződmény talán a petéből ered. Ezért szögezte le azt a tételt, hogy minden élő tojásból (petéből) lesz (ennek a felfogásnak az összegzése az “ex ovo omnia” kijelentés; ezzel vetette el Arisztotelész koncepcióját a vér általi öröklődésről). Később az állatok mozgásának fizikájával foglalkozott.

A szövetek és sejtek mikroszkópos megfigyelése lehetővé tette az embrionális fejlődés részletesebb tanulmányozását is. Nagy vitákat váltott ki, hogy az ivarsejtek közül melyikbe lehetne lokalizálni a felnőtt kicsinyített másaként meglevő parányi ébrényt, amely a fejlődés során növekedik: a petesejtbe (ovisták) vagy az ondósejtbe (animalkulisták). Akik az egyedfejlődést a már preformáltan meglevő embrió egyszerű növekedésének gondolták, a preformisták; közéjük tartozott a XVII. században Malpighi, Jan Swammerdam, a XVIII. században Albrecht von Haller fiziológus és Charles Bonnet (ovisták), továbbá Leeuwenhoek, Hartsoeker, majd Leibniz és Boerhaave (animalkulisták).

A mozgó spermatozoonok láttán Leeuwenhoek cáfolni vélte Harvey nézetét (ami szerint minden élő a tojásból lesz); szerinte az élet forrása nem a mozdulatlan tojásban van, hanem a mozgékony spermatozoonokban (ezért az “animalkulisták” táborának volt lelkes híve). A századforduló közelében kiadott könyvében arra a következtetésre jutott, hogy az élet az életből él (amivel cáfolta az ősnemződés elméletét). 1703-ban a levéltetvek vizsgálata során felfedezi a szűznemzés egyik formáját.

Swammerdam leírta a békákegyedfejlődését a petesejt osztódásától (amit előtte még senki sem látott) az ebihal állapoton át a felnőttig. Fejlődéstani párhuzamot vont az állat- és a növényvilág között; a törvényszerűségek alól nem vette ki az embert sem. Hevesen támadta Francesco Redivel egyidőben az ősnemződés tanát, mert szerinte is minden nem elevenen születő állat tojásból (petéből) keletkezik, amit egy ugyanolyan fajta állat rakott le előzetesen. A rovarokat az egyedfejlődésük alapján 4 csoportra osztotta. Részletes leírásuk mellett elsősorban az átalakulásukkal foglalkozott. Ő bizonyította be, hogy a bábból kibújó rovar ugyanaz, mint a lárva volt, átalakult ugyan, de nem új állatról van szó (nem lehet tehát az átalakulást a feltámadás jelképének tartani). A bizonyítás egyszerű és szellemes: megcsonkította a hernyók első 3 szelvényén levő szarvszerű nyúlványokat, mire a bábból kikelő lepke lábai csonkák lettek. Ezzel bebizonyította, hogy a kifejlett rovar struktúrái nem a bábban keletkeznek, hanem már a lárvában csíraállapotban kezdeményként jelen vannak. Ezért a metamorfózist preformált szervek egymás utáni kibontakozásának értelmezte. A tézist átvitte a természetben zajló egész fejlődési folyamatra: a fejlődés az ő számára a már meglevőknek mechanikus növekedése. Ennélfogva az akkoriban formálódó preformációs elmélet híve volt: szerinte minden további alakulási folyamat kezdete a petében található (Leeuwenhoek meg a hímivarsejtben vélte felfedezni a “kezdetet”).

Az ugyancsak holland Nicolas Hartsoeker (1656–1725) az emberi ondósejt mikroszkópos megfigyelése és értelmezése alapján lelkes preformista volt: szerinte az új szervezet minden szerve preformáltan megvan a spermiumban (“animalkulista” volt). Le is rajzolta az ondósejtben kuporgó emberkét (a “homunculus”-t).

Az itáliai orvos és költő, Francesco Redi (1626–1697) anatómiai és iatrokémiai munkássága jelentős: ő volt az elsők egyike, akik megkérdőjelezték az élők spontán keletkezésének elgondolását. 1668-ban számos kísérlettel bebizonyította, hogy üvegekbe tett rothadó anyagokból mindig a reászállókkal azonos legyek keletkeznek; míg ha az üvegeket vászonnal lekötözte, akkor belőlük sohasem bújtak elő legyek. Ezzel igazolta Harvey állítását: a legyek is petéből lesznek és nem a bomló anyagokból – kísérlete az első cáfolata az ősnemződésnek. Az ősnemződés tanának hívei továbbra is ragaszkodtak ahhoz, hogy – bár bonyolult szervezetek nem, de – mikroorganizmusok keletkezhetnek nem élő anyagokból.

7. Növényi szexualitás és az élőlények osztályozása

1694-ban Rudolf Jakob Kamerer (Camerarius), a tübingeni egyetem tanára – felhasználva Grew 12 évvel korábbi növényanatómiai vizsgálatait – kísérleteivel véglegesen bizonyította a növények szexualitását és ivaros szaporodását; és ezzel jelentősen hozzájárult a szaporodás jelenségeinek megismeréséhez.

Egyébként a XVII. és a XVIII. század biológiai ismereteit még az élőlények rendszerezése és osztályozása uralta. A XVII. század fordulóján élt Caspar Bauhin (1560–1624) francia származású svájci anatómus és botanikus volt az egyik rendszerező. Akárcsak az anatómiában, a növénytanban is a nevezéktan és a rendszertan egyértelműségére és pontosságára törekedett. Kereken 6 ezer akkor ismert növényfajt írt le pontos diagnózissal; a füveskönyvekben eltérő megnevezésekkel leírt növényeket egymással próbálta azonosítani. Fáradozott egy természetes rendszer kidolgozásán is. A növények társneveit megállapítva megközelítette a faj fogalmát, a leírásai pedig a faji diagnózisokat. Először különböztette meg a nemzetséget és a fajt a megnevezésben is; a modern nevezéktanhoz már nagyban hasonló kettős névből álló elnevezésrendszert használt. A nemzetségnév azonban még csak valamiféle hasonlóság alapján összevont csoport neve volt; Bauhin még nem gondolkodott a rokonságon. Növénytani fő műve, az 1623-ban publikált “Pinax theatri botanici”, a Linné előtti kor legkiemelkedőbb botanikai munkája. Növénynevei csaknem egy évszázadon át használatban voltak; Linné is sokat megtartott belőlük. A tudományos utazásai során gyűjtött növényekből igen értékes herbárium állt össze. Egyébként leírta a vékony- és a vastagbél határán található záróizomgyűrűt, az ileo-kolikus szfinktert (amit róla neveztek el “Bauhin-szelep”-nek).

Ebben a korban ismerték fel az állatok és a növények összehasonlító kutatásának fontosságát is.

A már említett Thomas Willis az összehasonlító anatómiai vizsgálatok alapján jutott arra a gondolatra, hogy az egész állatvilágosztályozása számára egységes kritériumokat kellene alkalmazni. Megpróbált analógiákat megállapítani a gerincesek és a rákok testfelépítése között: az előbbiekben belső, az utóbbiakban külső váz van; a gerincesekben az izomzat a vázra rögzült, a rákokban viszont a váz alá; a gerincesek idegrendszere háti elhelyezkedésű, míg a gerincteleneké hasi. E “fordított” struktúra miatt mozognak a rákok visszafelé. (A gerinctelenek és a gerincesek testfelépítésének analóg összehasonlítását majdnem 200 évvel később Geoffroy de St. Hilaire próbálta meg ismét.)

A XVII. század közepe tájának jelentős növénymorfológusa volt Joachim Jung(ius) (1587–1657) német matematikus és természetbúvár. A helstedti egyetemen füvészkertet hozott létre, ahol a növényeket alaposan megfigyelte. Foglalkozott a növényekalaktanával (tőle ered pl. az “ernyő”, a “füzér”, a “buga” a “sátor” elnevezés a növények virágzati típusaira), a növények rendszerezésével és általában a rendszerekbe osztályozás alapelveivel (ezeket először a tanítványai publikálták 1678-ban).

A XVII. század végének és a XVIII. század elejének szisztematikusa volt a Cambridge-ben tanult angol természetbúvár, John Ray (1627–1705). 1663 és 1666 között az állattan iránt érdeklődő egyetemista F. Willoughby-vel beutazta az európai kontinenst (Hollandia, Dél-Németoszág, Svájc, Itália, Szicília, Málta és Dél-Franciaország) és közösen írtak egy növényi és állati természetrajzot. A háromkötetes fő növénytani mű, az 1686 és 1704 között megjelent “Historia generalis plantarum” (A növények általános természetrajza) több mint 18 ezer “fajt” tartalmaz (ez a század növényrendszertanának legfontosabb munkája). J. Jung(ius) munkáinak hatása alatt túlnyomórészt morfológiai jegyekre alapozta a rendszertant. A visszatérés után kizárólag ennek a feladatnak szentelte magát. Különösen érdeklődött azon ókori növénytani kompilátorok művei iránt, akik megpróbáltak valamiféle osztályozási elveket érvényesíteni. Ő maga is egységes osztályozási elveket keresett a növényekre és az állatokra; a növényi és az állati rendszerezésnek új alapokat alkotott. Az osztályozásában nagyon pontos nem(zetség)- és fajleírásokat használt; a leírások a struktúrára alapozódtak (pl. az ujjak és a fogak elrendeződésére) és a nem a virágok színére meg az élőhelyre (ezzel új és nagyon fontos koncepciót vezetett be a rendszertanban). Megpróbálkozott a növényekrendszerezésével: “tökéletes” és “tökéletlen” főcsoportokat állapított meg, ezeket azután tovább bontotta alosztályokra a virág szerkezete, a magvak száma stb. alapján. Az első főcsoportba számította a gombákat, a májmohákat és a mohákat, a zuzmókat, a harasztokat és az algákat, de rajtuk kívül a polipokat és a szivacsokat is. A “tökéletes” növények főcsoportjába tartoztak a füvek és a fák (Theophrasztosz nyomán), és mindegyik csoportot tovább osztotta egyszikűekre és kétszikűekre (a fogalmakat ő vezette be). Ezeket aztán a levelek, a gyümölcsök és a magvak alapján egyre kisebb csoportokba osztotta (számos ma is létező, természetes csoportba). A rendszere ugyan eléggé kevert, mégis tudatosan formulázott és következetesen alkalmazott módszertani és elméleti elveken nyugodott; a “rokon növények” kifejezés pedig arra utalt, hogy hasonló növényeket egy csoportba próbált összefoglalni. Állandó elnevezéseket alkalmazott, amikben már a nemzetség és a faj kettős neve is előfordul. A biológiai rendszerezés módszertani alapjainak kidolgozásához a faj fogalmáról először alkotott használható elképzelést: 1686-os művének első kötetében a “faj” hasonló szervezetek közössége, amelyek azonos magvakból keletkeznek, egymás között szaporodnak és a szülőkhöz hasonló utódaik vannak. A “faj” tehát jelenti: 1. egyedek sokaságát, 2. morfológiailag hasonló szervezeteket, 3. azt az egységet, ami a természetben önállóan szaporodik. (Ettől kezdve a “faj” az ugyanolyan módon szerveződötteknek a nemzedékek során való állandó keletkezésének fogalmát jelenti egyrészt, másrészt pedig egy osztályozási kritériummá válik. Ezzel először kezdődött meg egy rendszer “alulról felfelé” felépítése – ami lényeges előrelépés az elődeihez képest.) Az 1693-ban Londonban kiadott “Synopsis animalium quadrupedium et serpentinum” (A négylábú és csúszómászó állatok áttekintése) című munkája állati természetrajz és rendszertan. Az állatokrendszerezésében szintén a morfológia a döntő; a beosztásban még fellelhetők Arisztotelész gondolatai. Az állatvilág két fő csoportja: a “vérrel bírók” és a “vértelenek”. Az elsőbe tartozók lehetnek tüdővel vagy kopoltyúval lélegzők. A tüdővel lélegzők 2 vagy 1 kamrás szívűek; ez utóbbiakhoz tartoznak a hüllők. A 2 kamrás szívvel bírók lehetnek szőrzettel élve születők (négylábúak) és tollakkal bíró élve születők (madarak); meghatározatlan besorolásúak a vérrel bírók között a bálnák; kopoltyúval lélegzők a halak. A vérrel nem rendelkezők lehetnek “nagy” vagy “kis” állatok; az utóbbiak a rovarok; az előbbiek a puhatestűek, a rákok és a héjas állatok.

Eddig a legtöbb taxonómus a rendszerét úgy állította fel, hogy az összes ismert szervezetet egyre kisebb csoportokba osztotta be fölülről kezdve, aztán a csoportokat osztotta tovább egyre kisebb csoportokba. (Ezektől eltérően Carl Linné svéd botanikus és taxonómus a fajjal kezdte, és ezeket szervezte nagyobb csoportokba vagy nemzetségekbe, aztán az analóg nemzetségeket családokba egyesítette, a rokon családokat rendekbe, az utóbbiakat meg osztályokba sorolta “Systema Naturae” c. művében 1735-ben.)

Jelentős növényrendszertani munka volt Joseph Pitton de Tourneforté (1656–1708), a francia botanikusé, aki 1683-tól volt a Jardin des Plantes (Királyi Botanikus kert) professzora. Sok gyűjtőúton vett részt, többfelé Franciaországban, Spanyolországban, Portugáliában, Hollandiában és Angliában. 1694-ben Párizsban megjelent kilenckötetes “Élements de botanique ou méthode pour connaître les plantes” (A növénytan elemei, avagy a növények megismerésének módszere) című munkájában számos új növényi fajt írt le, és egy új növényi rendszert állított fel a virágzat alapján. Jól elhatárolta egymástól a fajokat és a nemeket. A nemeket pontosan definiálta és diagnózisokkal látta el; a fajokat először Theophrasztosz nagy csoportjaiba osztotta, és minden egyes csoporton belül aztán a virágzat természete szerint osztályozta tovább. Megfigyelt egyszerű és összetett virágzatot, figyelembe vette a virágtakaró leveleket, a virágzat szabályosságát és elágazásos növekedését. (Számos jó illusztrációja és könnyű kezelhetősége miatt rendszere széles körben elterjedt; a növények meghatározásánál nagyon kedvelték.)

Az összehasonlító szemlélet egyik első képviselője volt a XVII. és a XVIII. század fordulóján az anatómus Edward Tyson (1651–1708) angol orvos, aki a még nem felnőtt csimpánz anatómiáját tanulmányozta nagy részletességgel és összevetette azt az emberével (1699). Más főemlősöket is vizsgálva világosan fölismerte a hasonlóságokat ezen állatok és az ember között, de helyesen ismerte fel a különbségeket is. Jelentős volt a közreműködése a fizikai antropológiához és – közel két évszázaddal Darwin előtt – rámutatott az ember és a főemlősök közti valamiféle rokonsági viszony létezésére. Jelentősen hozzájárult még a cetek, a hüllők, az erszényesek és a főemlősökösszehasonlító anatómiájához; tanulmányozta a galandférgeket és az orsóférgeket. Az ősnemződés felfogása ellen fordult. Feltételezte, hogy az emberi embrió is petéből képződik.