世界现代前期科技史-第20节
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下半叶，为了探索个体和群体 （物种）之间、细胞与遗传现象之间的内在联
系，遗传学把这两大理论紧密联系在一起，并逐渐发展起来，取得了令人瞩
目的成果，引起了全社会的重视。
1。达尔文的贡献
著名博物学家、进化论的奠基人达尔文 （1809—1882）1809年2月12
日出生在英国一个医生的家庭。周围环境对达尔文产生了深刻的影响。祖父
是位著名的学者和医生，并对植物学很有研究，是进化论的先驱者之一。父
亲也是一位出色的医生，后被选为英国皇家学会的委员。舅舅也是位博物学
的爱好者。这种文化氛围，使达尔文从小便对大自然产生了浓厚的兴趣。他
对鱼、虫、花、草等极为喜爱，并广为采集制作标本。父亲希望达尔文能子
承父业，于是便把他送到爱丁堡大学学习医学。达尔文虽入医门，但非本意，
因此兴趣不大，唯对生物学情有独钟。在此期间，他经常到海滨采集海洋动
物标本。1828年父亲又将达尔文送到剑桥大学学习神学，期盼他将来能做一
名牧师。由于达尔文与生物学结下了不解之缘，因此他特别喜欢当时植物学
教授亨斯罗的讲课，并从中受到亨斯罗的很大影响。在达尔文毕业时是亨斯
罗推荐他参加了贝格尔号军舰的环球航行。对此达尔文曾说：“航行是极其
重要的一件事，它决定了我的整个事业。”
达尔文很早就读过法国生物学家拉马克 （1744—1829）的著作，并从中
接受了进化论思想。在环球航行中他又读了莱尔 （1797—1875）所著的《地
质学原理》，并对其中的观点产生了认同。在长达5年的环球航行中，他对
所到之地的动植物情况进行了仔细的观察和深入的研究，为莱尔《地质学原
理》一书找到了可靠的证据。达尔文决心把自己的航行收获整理成书。在写
作的过程中，他在一个偶然的机会看了马尔萨斯 （1766—1834）写的《人口
论》，其中生存竞争的思想对他产生了很大影响。达尔文的科学巨著《物种
起源》一书经过20年的时间终于在1859年11月完成了。书中，达尔文系统
阐述了他的进化论思想，其基本原理主要有4点：其一，世界上的事物是发
展变化的，是处在进化过程之中并非静止不动的；其二，进化过程是逐渐的、
连续的，不是突变的、间断的；其三，相似生物是起源于一个共同的祖先，
一切生物最终起源是单一的；其四，生物发展变化是自然选择过程，普遍存
在的变异是通过生存斗争 （包括同类型生物的斗争、与异种生物的斗争和与
自然环境条件的斗争）而实现自然选择的，适者生存，不适者淘汰。达尔文
的进化论指出了“自然选择”规律，揭示了生物变异的秘密，指出了生物的
起源和进化问题，否定了牛顿的形而上学世界观，冲击了宗教神学物种不变
的神创论，成为19世纪自然科学的三大发现之一。从此，生物学才被置于真
正科学的基础之上。
同时也应看到，达尔文过分夸大了生物界生存竞争和自然选择的作用，
并不适当地把它看作是物种变化、发展的唯一原因。他承认进化中的渐变，
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而否认“飞跃”，显然这有悖于量变到质变的辩证原理。这虽是达尔文的不
足之处，但我们也不应因此而苛求于前人。
另外还有一件事有必要提及。当达尔文《物种起源》一书接近完成之时，
他收到了侨居马来群岛的英国青年华莱士 （1823—1913）寄来的一封信，并
附有一篇论文。论文的题目是：《论变种无限离开原始型的倾向》。这使达
尔文十分惊讶，因为他们研究的理论极其相似。究其原因，乃是华莱士与达
尔文一样也看了马尔萨斯的《人口论》，从中受到启发而想到进化论。华莱
士论文的首先完成，给达尔文造成了极大的困难，他20年艰苦劳动的成果，
有可能变得毫无所值。达尔文毅然决定放弃自己发现的自然选择法则的优先
权，建议并促使华莱士的论文尽早发表。由于莱尔和胡克等人对达尔文的工
作情况十分了解，于是在他们的建议下，将达尔文和华莱士两个人的研究成
果在林奈学会同时发表。达尔文随后用了一年多的时间于1859年11月24
日出版了《物种起源》一书，对进化理论作了详尽的阐述。这部长达15章的
巨著深受欢迎，极为畅销。当然他也未能幸免宗教势力的攻击和思想保守的
人们的嘲讽。事后，华莱士在1889年写了《达尔文主义》一书，披露了当时
的详情，于是达尔文的大家风范和高尚品质，深得世人的赞扬和推崇。
达尔文是位不辍耕耘的科学家。在《物种起源》问世之后，他又于1868
年发表了用4年时间写成的《家畜和栽培植物的变异》，1871年发表了用3
年时间完成的《人类的未来》，1876年又写了自传。在晚年他还发表了《人
类原始及类择》、 《植物行动的能力》等著作。在有生之年他共发表了22
部著作和80多篇论文，他的进化论思想也进一步得到发展和深化。1882年4
月19日这位成果卓著的科学家与世长辞，享年73岁。
2。细胞的发现与细胞学说的发展
显微镜的发明，扩大了人类的视野，使过去无法分辨的东西借助显微镜
可看个究竟。17世纪英国的胡克（1635—1703）和意大利的马尔比基（1628
—1694）分别发现了植物细胞和动物细胞结构。1832年，英国的植物学家布
朗（1773—1858）发现了植物的细胞核；捷克的生理学家普金叶（1787—1869）
发现了动物细胞核。1835年德国的冯·摩尔（1805—1872）最先记载了细胞
有丝分裂的过程。1839年德国植物学家施莱登（1804—1881）和动物学家施
旺（1810—1882）共同提出完整的细胞学说，指出细胞是生命的基本单位，
细胞是由细胞分裂出来的，生命现象是一个统一的整体，是由细胞组合后产
生的。他们还认为细胞学说不仅仅是有机体构造的学说，而且是有机体发育
的学说。
19世纪50年代德国的雷马克 （1815—1865）和瑞士的寇力克（1817—
1905）将细胞学说和胚胎学的研究结合起来，证明卵和精子也是细胞，指出
胚胎发育的过程就是细胞分裂和分化的过程。德国的微尔荷 （1821—1902）
将细胞学说和病理学研究结合起来，指出病变细胞是由正常细胞变化来的，
各种病变与细胞的形成和细胞结构的异常变化有关。
1880年，由于显微镜技术的不断提高，使人们清楚地看到了细胞分裂。
细胞内先是形成两极，两极之间有许多细丝相连，而后，这些细丝在细胞中
央拉断，于是就形成两个细胞。这就是“有丝分裂”现象。在有丝分裂中细
胞核中的每一个染色体都分成两个，并被准确、均等地分配到两个子细胞中
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去，这就是染色体分裂现象。
细胞的发现和细胞学说的形成，使生命现象的很多问题都可以归结为细
胞的结构和功能，因此，细胞学说便成为整个生物界进化的科学基础。
3。孟德尔的遗传定律
进化论和细胞学说把生物学的研究推进到一个新的阶段。在生物学的发
展中，遗传问题尤其引起人们的重视。究竟遗传是怎样发展的？有没有规律
可循？如何才能改良动植物的品种？诸如此类的问题，驱使着人们进一步去
探索生命的奥秘。在遗传问题的研究中，捷足先登取得了辉煌成果的生物学
家是现代遗传学说的创始人孟德尔（1822—1884）。孟德尔的家乡是奥地利
的布隆镇（今捷克的布尔诺市）。他出身于贫苦农民家庭，年轻时，因贫病
交困而进入天主教布隆修道院作修道士，后任院长。1851—1853年间他被派
往维也那大学学习数、理、化和生物学知识。著名的奥地利植物学家翁格讲
授的《植物生理学与显微技术》，对他产生了深刻影响。回到布隆修道院后，
从1856年起，他在修道院的花园里进行了长达8年的豌豆杂交遗传的试验。
1865年在布隆博物学会上他宣读了论文，公布了他的杂交试验结果和他的理
论概括。1866年在布隆自然历史学会的会刊上发表了他的论文《植物杂交的
试验》。
在孟德尔以前，也有人进行过植物杂交试验，但并没有总结出遗传的规
律。孟德尔总结了前人的经验和教训，精心地选择了试验材料——豌豆，在
收集到的34个豌豆品种中，经过两年严格自花授粉的单独培育使之成为纯
系，然后从中选出稳定保持自己性状的22个品种作为试验材料。他在各种复
杂的遗传性状中共选用7对典型的区别明显的性状来进行试验。
在豌豆的杂交试验中，孟德尔每次试验只留心观察和研究其中的一对性
状，并用数学统计方法研究处理试验所得资料。孟德尔把植物的高矮，花冠
的颜色（红花、白花），豆粒表皮的光皱等稳定性状作为研究和观察的对象，
经过试验都得出同样的结果。
以花冠颜色不同的豌豆为例。孟德尔将红花豌豆和白花豌豆作为原始亲
本 （P）进行杂交。所得子一代（F）都是开红花的，两个亲本的区分性状
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只有一个表现出来。将F自花授粉得到子二代（F）。在F中，既有开红花
1 2 2
的又有开白花的。开红花的植株与开白花的植株其比例为3∶1。将F自花授
2
粉产生子三代（F）。F开白花的植株所得F全部开白花，表现为白花纯种。
3 2 3
F开红花的植株中有1/3在F全部开红花，表现为红花纯种，另外2/3在F
2 3 3
既有开红花的又有开白花的，红花与白花的比例仍为3∶1。
在探索性状传遗规律中，孟德尔做了大量实验并在此基础上，提出了遗
传因子假说，来解释杂种F的全显性和杂种F的分离现象。他用大写字母表
1 2
示显性性状，用相应的小写字母表示隐性性状。红花亲本产生花粉（A）和卵
（A）；白花亲本产生花粉（a）和卵（a）。红花亲本和白花亲本杂交产生F
1
（Aa），由于A为显性，表现为红花。F（Aa）可以产生二种花粉和二种卵，
1
即花粉 （A）、花粉（a〕和卵（A）、卵（a）。它们之间以同样的概率配合
则可产生4种类型的F代，即：（AA）、（Aa），（aA）、（aa）（见图一）。
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其中第一项 （AA）为红花纯种，第二项（Aa）、第三项（aA）与F代相同，
1
为红花杂种，第四项（aa）为白花纯种，总计起来红花与白花的比例为3∶1。
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孟德尔进一步对二对相对性状、三对相对性状乃至多对相对性状的传递
规律进行了实验。他发现不同的两对相对性状，例如花的颜色（红花和白花）
和种子的颜色 （黄色和绿色），在性状传递中是互不相关的、相互独立的，
这些性状在后代可以自由进行组合 （见图二）。在“子二代”中出现4种类
型的种子 （红黄、红绿、白黄和白绿），其株数比例9∶3∶3∶1。在“子二
代”中就红花、白花这一相对性状来说，应有3/4开红花，1/4开白花；若
以种子黄色、绿色这一相对性状来说，应有3/4�
