Наука про тварин » Зоологія
Зоологія – наука про тварин, складає частину науки про живих істот, біології. Предметом її служить вивчення тваринного світу по відношенню до будови і відправлень тіла тварин, їх розвитку, розподілу по землі, взаємним відносинам їх за будовою і походженням і відносин до навколишнього світу.
Через відсутність різкої межі між рослинами і тваринами, область зоології стикається з областю ботаніки і до певної міри змішується з нею у вченні про нижчих представників обох груп. Відділ зоології, присвячений вивченню будови тварин, носить загальну назву морфології. Вивчення будови тваринного або відомої групи тварин, незалежно від інших, що складає предмет описової анатомії. Якщо ж будову тварин вивчається шляхом порівняння різних форм, то ця галузь зоології отримує назву порівняльної анатомії. Загальною завданням останньої є з\’ясування законів будови тварин.
Найтонше будову тварин, досліджуване за допомогою мікроскопа, що служить предметом особливої галузі морфології – гістології, але так як між вивченням будови тварин без допоміжних оптичних засобів і вивченням з допомогою оптичних приладів (простих і складних мікроскопів) не існує різкої, визначеної межі, то і область гістології не відмежована певним чином від області анатомії.
Відправлення тіла тварин становлять предмет фізіології. Фізіологія може бути спрямована до з\’ясування діяльності відомого певного організму, при чому інші розглядаються лише настільки, наскільки це необхідно для розуміння явищ, що відбуваються в досліджуваному тварину, або ж фізіологія, звана в такому випадку порівняльної, вивчає всіх тварин з точки зору їх відправлень, прагнучи з\’ясувати загальні закони досліджуваних явищ.
Особливий відділ фізіології тварин становить вчення про психічне життя їх – зоопсихологія. Ставлення тварин до навколишнього світу становлять предмет біології тварин у тісному сенсі слова (у більш широкому сенсі біологією називається сукупність наук про живі істоти). Тут ми теж можемо мати справу або з біологією даного тваринного або із загальною біологією тварин, якщо досліджуються загальні закони співвідношень між твариною та навколишнім світом, як органічним, так і неорганічним. Сюди відноситься вивчення впливу на тварин різних зовнішніх умов: температури, світла, складу навколишнього середовища, її фізичних властивостей, тиску, руху або нерухомості навколишнього середовища і так далі, а також відносин до інших організмів, які є їх ворогами, видобутком, засобом захисту, джерелом їжі.
Не обмежуючись вивченням тварини в його дорослому, розвиненому стані, зоологія розглядає, як розвивається тварина перш, ніж досягне дорослого остаточного стану. Ця галузь зоології називається історією розвитку, онтогенией, эмбриологией. До складу ембріології входить вивчення явищ, що відбуваються всередині яйця, власне ембріональний розвиток, так і тих змін, які відбуваються в тваринному потім – постембріональний розвиток. Взаємні відносини між тваринами можуть розглядатися з точки зору їх походження.
Галузь зоології, прагне з\’ясувати, як розвивалося тварина царство, шляхом яких змін і під впливом яких факторів вироблялися нові форми тваринного життя і в яких стосунках генетичних (за походженням) стоять між собою різні групи тварин, – носить назву філогенії тварин. Завданням її є встановлення генеалогії тваринного царства.
Через величезної кількості видів тварин (число яких визначають приблизно в 200 000) є необхідність у групуванні тварин з метою полегшення вивчення їх. Порівняння будови тварин в їх дорослому стані часто виявляється недостатнім, так як тварини, можуть у зв\’язку з способом життя (особливо, під впливом паразитичного або сидячого способу життя), піддаватися таким змінам, які абсолютно приховують їх справжню природу. Суттєву допомогу при з\’ясуванні близькості між собою різних тварин надає вивчення їх ембріології, так як при цьому тварини проходять часто відомі стадії розвитку, що дозволяють з упевненістю зараховувати цю сумнівну форму до тієї чи іншої групи. Результатом вивчення будови та історії розвитку тварин є можливість точної, певної характеристики їх і природної групування, класифікації їх на підставі дійсних, істотних, а не чисто зовнішніх подібностей і відмінностей. Характеристика і класифікація тварин служать предметом систематики. Не задовольняючись класифікацією на підставі дійсного подібності будови і розвитку тварин, сучасна зоологія прагне групувати їх на підставі їх кровного споріднення, покласти в основу системи генеалогію тваринного царства. Істотну роль по відношенню до порівняльної анатомії і до філогенії тварин відіграє вивчення викопних решток тварин, що жили в колишні геологічні епохи – палеонтологія тварин або зоопалеонтология.
Важливу галузь зоології представляє в новітній час вчення про розподіл тварин на землі – географія тварин або зоогеография. На підставі фактів розподілу тварин і з допомогою палеонтології, геології та загальної біології тварин зоогеография прагне з\’ясувати причини і закони сучасного розподілу тварин. З точки зору сучасних поглядів на походження тваринного царства розподіл тварин є такий же результат низки попередніх умов, як і саме будову тварин. Разом з тим, зоогеография є цінним критерієм для перевірки положень теорій походження тварин. Всі перераховані галузі зоології знаходяться в тісному зв\’язку між собою, переслідуючи свої спеціальні цілі.
Вся зоологія розпадається на загальну і спеціальну. Предметом першої (тобто загальної зоології) служить вивчення даних і законів, що відносяться до всьому тваринному світу. Предметом другий (тобто спеціальної зоології) є детальне вивчення окремих груп на підставі спільних поглядів зоології. Відділи спеціальної зоології мають особливі назви по тим групам, яким присвячені: наука про ссавців – мамологія, про птахів – орнітологія, про риб – іхтіологія, про молюсків – малакологія, комах – ентомологія, павуків – арахнология, глистах – гельминтология, губках – спонгиология і так далі. Від теоретичної зоології, що має на меті чисто наукове вивчення тварин слід відрізняти прикладну зоологію. Спираючись на дані теоретичної зоології, прикладна зоологія вивчає тварин виключно з точки зору економічних інтересів людини, з точки зору їх користі або шкоди (прямих або непрямих), способів охорони, розмноження або навпаки, винищення їх. Дуже важливе значення набули дві галузі прикладної зоології – прикладна ентомологія (наука про комах) і прикладна іхтіологія (наука про риб).
Історія зоології
Протягом дуже довгого часу зоологія, як і ботаніка, займалася виключно накопиченням фактів, питання про причини явищ ледь порушувалося або зовсім не виникав. Слабкі спроби пояснення спостережуваних явищ відрізнялися фантастичним і довільним, ненауковим характером. Між тим як явища неорганічного світу давно зведені до однорідними і загальними властивостями матерії, що піддається аналізу та виміру, зоологія стає на науковий грунт лише в порівняно дуже недавнє час. Бідність фактів, відсутність наукових методів дослідження становлять характеристичну рису зоології в стародавньому світі.
Перша спроба покласти основу наукової зоології належить Аристотелю. Він зібрав накопичився до його часу фактичний матеріал і доповнив його безліччю власних спостережень. Суттєву допомогу надав його працям його учень Олександр Македонський, доставляв йому багатий зоологічний матеріал з своїх походів. Аристотель не обмежувався описом зовнішнього вигляду тварин, але прагнув вивчати їх будова, психічне життя, історію розвитку, біологію і багато хто з його спостережень підтвердилися в новітнє час. До нас твори Аристотеля по природної історії дійшли у вельми неповному вигляді. Найважливіше з них: “Історія тварин” дійшло не цілком, і багато його частини написані, ймовірно, іншими. Аристотель дав першу спробу класифікації тварин, і при всій бідності знань в його час система його стоїть набагато вище, ніж системи його наступників (у стародавні і середні віки). Тварина царство він подразделял на дві великі групи: тварин, що мають кров і позбавлених крові. Перші мають червону кров і скелет (хребетні сучасної системи), другі ніби позбавлені крові. Ці групи він поділяє на такі “великі пологи”:
• Тварин мають кров – на чотириногих живонароджених, птахів; чотириногих і безногого яйцеродящих, живонароджених безногого (кити) і риб;
• Тварин не мають крові – на м\’яких (головоногі), мягкокожих многоногих (вищі раки), многоногих членисто (всі інші членистоногі) і черепашкових безногого (раковинные молюски і морські їжаки).
Крім того, він вказував на ряд груп, службовців переходами між ними. Він вживав терміни рід і вид, але не в сучасному розумінні, а скоріше в тому невизначеному сенсі, в якому ми вживаємо слово група. Великим недоліком зоологічних поглядів Аристотеля було те, що для пояснення будови тварин він вдавався до ненаучному поняття доцільності. З Аристотелем припиняються у давнину спроби скільки-небудь наукового вивчення тварин. Олександрійська школа обмежується складанням витягів з творів Арістотеля і коментуванням. Єдине значне твір по природній історії в давнину, після Аристотеля, належить Плінію Старшому, але воно є лише компіляцію з творів Аристотеля та інших письменників, позбавлену критики, часто з неправильним розумінням оригіналу і з безліччю байок. Прийняте ним поділ тварин на сухопутних, водяних і літаючих – чисто штучне.
Загальний занепад науки в середні віки, за духом своєму властиві науковому дослідженню, позначилася і на зоології. Навіть твори древніх залишаються довгий час забутими і зберігаються лише подекуди в монастирях. Нечисленні твори цього часу, стосуються зоології, не мають значення. Лише в XIII столітті спостерігається деяке пожвавлення, завдяки арабським письменникам. Оригінальні твори їх, а головним чином переклади класичних письменників (спочатку Аристотеля, потім Плінія) збуджують інтерес до науки. Взагалі XIII століття по відношенню до природничих наук відіграє таку ж роль, як XIV і XV століття – до гуманітарних. Імператор Фрідріх II цікавиться природною історією і вперше дозволяє розтин трупів, до середини XIII століття з\’являється кілька перекладів Аристотеля з арабської, Фома Аквінський перший робить переклад з грецького оригіналу. У тому ж столітті з\’являються важливі, переважно компілятивні, твори трьох видатних письменників: Фоми Контипратанского (роки життя 1186-1263), Вінцента де Бове (помер у 1264 року) і Альберта Великого (роки життя 1193-1280). Після ХІІІ століття настає період затишшя, але видатні твори перекладаються на живі мови. Ґрунтуються численні університети в XIV столітті, книгодрукування полегшує поширення творів з природознавства, утворюються вчені гуртки, попередні науковим товариствам. Сильний підйом в області зоології помічається в XVI столітті.
Великі географічні відкриття збагатили науку безліччю нових фактів і порушили прагнення до самостійних досліджень. З зоологів цього періоду визначне місце займають: Едуард Воттон (роки життя 1492-1555), твори якого чудові спробами зближення форм, дійсно близьких між собою, і обережним ставленням до сообщаемым фактами. Самий чудовий зоолог XVI століття Конрад Геснер (роки життя 1516-1555), що володів величезною ерудицією і відрізнявся вкрай докладними спостереженнями, і Улісс Альдрованд (1522-1605). У теж час праці Везалія (1514-1564),Фаллония (1523-62) і Євстахія (помер в 1574 році) сильно збагачують анатомію. У XVII столітті Джон Джонсон (1603-1675) закінчує собою ряд видатних компіляторів, мали великий вплив на розвиток зоології до періоду її оновлення.
Важливі відкриття у фізіології та анатомії сприяють більш глибокому розумінню організму тварин. Гарвей відкриває кровообіг і встановлює принцип “omne vivum ex ovo” (що перекладається як «усе живе з яйця»), який підтверджує потім італієць Реді, доводячи досвідом, що личинки мух не зароджуються в гниющем м\’ясі, а розвиваються відкладаються туди яєчок. Азелли відкриває лімфатичні судини. М. Ауреліо Северино повідомляє ряд даних з анатомії різних тварин. Сваммердам (1637-1680) досліджує будову і перетворення комах, будова молюсків, перетворення жаб.
Велике значення має застосування мікроскопа, винайденого в кінці XVI століття, до вивчення будови тварин, відкриває цілий новий світ. Франческо Стеллуті перший користувався мікроскопом при вивченні будови бджоли. Мальпігі (1628-1694) застосував до вивчення будови тварин ряд нових методів (скальпель, голки, мацерирование), дав повний опис будови комах і досліджував з допомогою лупи розвиток курячого яйця. Він розрізняв уже клітинну будову тіла тварин. Левенгук (1632-1723) відкрив мікроскопічні організми, кров\’яні кульки, описав семянные тельця, відкриті лейденским студентом Гаммом.
В тому ж XVII столітті ґрунтуються три академії: Academia Naturae Curiosorum, Royal Society of London (1662) і Academie des Sciences de Paris (1633), за якою послідував у Франції ряд провінційних академій. Джон Ре (1628-1678) встановив поняття про вигляді й тим підготував грунт для оновлення систематики тварин, яким ознаменувався наступного століття. Величезний крок вперед робить зоологія у XVIII столітті. В кінці XVII і на початку XVIII століть відбувається ряд подорожей з науковою метою в різні країни, які доставляють рясний зоологічний матеріал. Застосування спирту для збереження тварин (до початку XVIII століття) робить можливим збирання багатих колекцій. Великі зібрання влаштовуються в Парижі, Лондоні, Відні. Поряд з ними збираються значні приватні колекції. Ще в XV столітті існували при дворах, як предмет розкоші, звіринці, з плином часу, а їхнє місце займають зоологічні сади, що дозволяють проводити спостереження над живими тваринами чужих країн. У 1725 році ґрунтується Академія наук у Санкт-Петербурзі, в 1734 році в Стокгольмі, потім в Копенгагені. З\’являється безліч цінних робіт по будові, історії розвитку й способу життя тварин.
Рясний і швидко зростаючий фактичний матеріал, накопичений в науці, робив настійно необхідним приведення його в порядок, між тим не існувало ні скільки-небудь задовільної класифікації, ні певної термінології тварин. Заслуга приведення в систему зоологічного матеріалу належить Карлу Ліннею. На додаток до поняття вигляді, встановленому Ре, Турнефор ввів у XVIII столітті спочатку в ботаніку, а потім і в зоологію поняття про рід, Адансон почав застосовувати до молюскам систему позначення подвійним назвою (роду і виду) – подвійну номенклатуру. Ця система була прийнята і Ліннеєм, який крім роду і виду встановив ще вищі категорії: загін і клас. Кожному виду Лінней дав коротку характеристику, приєднуючи до неї короткі відомості про спосіб життя, батьківщині тварини, і розподілив усіх відомих йому тварин в струнку і зручну для огляду систему.
Лінней ділить царство тварин на 6 класів:
З сучасників Ліннея – Бюффон своїми блискучими, хоча поверхневими творами з зоології сильно сприяв збудженню в суспільстві інтересу до природознавства. Циммерман в 1778 році поклав початок наукової географії тварин. До кінця того ж століття належать праці Палласа (1741-1810), багато содействовавшего вивчення фауни Росії. Праці Етьєна Жоффруа С. Илера, істотно сприяли розвитку порівняльної анатомії. Спалланцани (1729-1799) поклав початок теорії запліднення. Каспар-Фрідріх Вольф (1735-1794) заснував сучасну ембріологію. О. Мюллер почав систематичне вивчення фауни моря. У той же час безліч спеціальних робіт по всім групам тваринного світу надзвичайно розширили зоологічні знання.
Найважливішим явищем в області зоології на початку XIX століття є праці Кюв\’є (1769-1832). Найбільш великі заслуги його відносяться до області порівняльної анатомії (як живих, так і вимерлих тварин). Крім величезного фактичного матеріалу з анатомії тварин, він дав ряд цінних загальних принципів, які він блискучим чином доклав до вивчення викопних решток тварин. Йому ж належить і перша природна система тваринного світу. Праці з порівняльної анатомії привели його до встановлення ряду великих груп, на які розпадається тварина царство, що відрізняються будовою нервової системи, а також і інших органів, і відносним положенням. Ці групи, типи Кюв\’є вважав постійними і не представляють між собою переходів. Кюв\’є тримався теорії сталості видів і зустрів супротивників в особі Ламарка, Е. Ж. С. Илера та інших трансформистов. У спорі, що виник з цього приводу, перемога залишилася на боці Кюв\’є. Ще більш підтвердилася теорія сталості і незмінності видів типів, коли Карл-Ернест Бер (1782-1876), творець сучасної ембріології, показав, що розвиток тварин, належать до різних типів, йде неоднаково. Тим не менш, Кюв\’є помилявся, і роботи Дарвіна і Валласа не тільки поставили поза всяким сумнівом мінливість видів, але і в значній мірі з\’ясували, яким шляхом іде розвиток нових видів.
Міцне встановлення теорії трансформизма сильно вплинуло на подальший розвиток зоології, і тому ми повинні вважати рік появи книги Дарвіна – початком нової ери в зоології. Вплив теорії трансформизма вкрай благотворно позначилося на всіх галузях зоології. Між тим, ряд досліджень по всіх галузях зоології надзвичайно збагатив цю науку. Важливе значення мало, між іншим, встановлення Шванном у 1839 році, клітинної будови тварин, вивчення перетворень глистів, чергування поколінь та інше.
Видатним явищем в періоді після 1859 року є розвиток ембріології тварин. Ледь окреслена до цього часу ембріологія безхребетних сильно посунулася працями ряду дослідників, серед яких визначне місце займають і російські вчені: А. О. Ковалевський і В. І. Мечников. Геккель і ряд інших зоологів встановлюють єдність розвитку всіх багатоклітинних тварин. Сильний розвиток одержує також порівняльна анатомія хребетних, завдяки працям Оуена і Гегенбаура. Палеонтологія все більше і більше підтверджує теорію трансформизма. Географія тварин, сильно подвинутая працями Форбса і Ляйеля і стала на твердий науковий ґрунт з появою теорії Дарвіна, отримує подальший розвиток, завдяки працям Валліса. Нарешті, важливу роль у розвитку зоології грають зоологічні станції і широко розвинуте з кінця 60-х років дослідження життя океанів.
Класифікація тварин, дана Кюв\’є, піддавалася ряду перетворень. Зибольд виділив у 1843 році в особливий тип найпростіших, потім типу членисто він виділив кільчастих червів і поєднав їх з внутренностными хробаками в тип хробаків, а решта членисті склали тип членистоногих. У 1848 році Лейкарт розділив променистих на два типи: тип кишковопорожнинних і тип голкошкірих. Потім були виділені в особливий тип оболочники, яких Кюв\’є зараховував до молюскам, а з моховаток і плечоногих складений тип моллюскообразных. Разом з тим, по мірі найближчого вивчення тваринного світу, межі типів ставали все менш і менш різкими, так як виявилося існування низки проміжних форм.
Наука про тварин