Ciències de la vida segles XVII i XVIII

SEGLE XVII

L’enciclopèdia d’Aldrovandi publicada el 1616 encara és bàsicament un recull del que s’ha escrit sobre els animals, no conté observacions pròpiament dites. La classificació distingeix entre: (1) Animals de sang vermella (vertebrats): quadrúpedes vivípars, ovípars, aus, peixos i cetacis, serps i dracs (éssers fabulosos. (2) Tous (llimacs, pops i calamars), testacis (caragols i petxines), crustacis, insectes (que inclou també els cucs de terra [semblança erugues i cucs?], zoòfits (animals que Aristòtil tampoc havia pogut classificar, anèmones de mar, holotúries. Tampoc presenta avenços la Historia Naturalis de Jonston. Els anatomistes de formació mèdica estudien els músculs i sistema digestiu, limitant als vertebrats, majoritàriament, i posen les bases per una anatomia comparada.

El microscopi. El 1590 Hans i Zachaias Janssen construeixen el primer microscopi compost. .Robert Hooke amb la seva Micrographia (1665) mostra per primer cop les potes d’una mosca i les ales dels insectes. Observa cèl·lules de suro, 40 μm. Malpighi estudia l’anatomia dels invertebrats. Leeuwenhoek construeix un microscopi millorat. Observa els microorganismes d’una bassa, els espermatozous, pugons, cloroplasts de 60 μm i potser bacteris de 2 μm. Jan Swammerdam avançarà en l’anatomia dels invertebrats. [ aquest avenç encara no arriba a concebre els organismes com a conjunt de teixits formats per cèl·lules.]. Claude Perrault comença a examinar els vegetals. (Vídeos A journey to the microcosmos)

Fisiologia. Treball pioner de Van Helmont sobre la digestió. Harvey descriu la circulació de la sang en els dos sentits, venes i artèries. Els vasos limfàtics. El moviment muscular i el sistema nerviós. Descartes i la glàndula Pineal.

Preguntes. Els animals, tenen ànima o són màquines? Descartes tenia el model dualista amb la connexió a la glàndula pineal. El progrés en la construcció de màquines com rellotges permet imaginar els animals com a mecanismes complicats. S’hi oposarà Willis (1672 De anima brutorum)

1605 Michal Sedziwoj suggereix que a l’aie hi ha un “elixir de vida”.
1623 Gaspard Bauhin (1560-1620), metge i anatomista suís descriu unes 6000 espècies a la seva obra Pinax Theatri Botanica. Anticipa Linneu en fer servir una nomenclatura binomial.
1627 Francis Bacon investiga sobre el paper dels nutrients i l’aigua en el creixement de les plantes. Sylva Sylvarum.
1628 Harvey. Exercitationes anatomicae de motu cordis et sanguinis. sobre la circulació de la sang. 1651, que les cries dels animals es desenrrotllen a partir d’ous.
1644 Van Helmont, estudia diferents ciències i medecina. Va ser un pioner de la química, procedent de l’alquímia que va introduir el terme “gas”, identificant el diòxid de carboni. Va estudiar la digestió assimilant-la a quelcom semblant a la fermentació més que no pas a una “cocció” o “agitació mecànica”. Fa un experiment amb un salze, mesurant la seva alçada, el seu pes, el de la terra i l’aigua. En 5 anys l’arbre va guanyar 74kg mentre que la terra era pràcticament la mateixa, 57 grams menys. D’aquí que el guany havia de venir de l’aigua (1648).
1653 Thomas Bartholin, Vasa lymphatica. Vasos que recullen fluids als intersticis de les cèl·lules i els retornen a les venes. Més endavant es descobrirà el paper que tenen de distribució de limfòcits del sistema immune.
1658 Jan Swammerda observa els glòbuls rojos al microscopi.
1665 Robert Hooke. Micrographia. Observant el suro introdueix per primer cop el terme “cèl·lula”.
1666. Marcello Malpighi estudià medecina i filosofia a Bologna i serà professor a la Universitat de Pisa. Anatome Plantarum, De viscerum structura exercitatio, De pulmonis epistolae, De polypo cordis. Identifica dos moviments de la sàvia de les arrels cap amunt i de les fulles cap avall. Observació dels estomes. Vasos espirals que compra, erròniament, amb la tràquea dels animals. [anticipa que els éssers vius estan formats per cèl·lules?]. 1671 Anatomia Plantarum.
1669 Nicolas Steno proposa que els fòssils són restes d’animals extingits.
1670. Thomas Willis. De Motu musculari. Distingeix entre els moviments voluntaris i els reflexes.
1674. Leeuwenhoek descriu Infusoria (protistes), bacteria (obtingudes en general de la saliva humana), 1677 la vacuola als espermatozous, 1682 les fibres musculars. És el primer a tenyir les preparacions. [PDF Opera Omnia]
1679. Abat Mariote, científic que formulà independentment la llei de Boyle, observà la nutrició de minerals i l’ascensió de la sàvia a les plantes que es compara a la circulació de la sang en els animals.
1682. Grew. The anatomy of plants.
1694 Rudolf Camerarius, professor de medecina i director dels jardins botànics a Tübingen descobreix la reproducció sexual de les flors tallant els estams: De sexu plantarum epistola (1694). Quan assenyala que el pol·len és transportat pel vent cita Virgili que a les Geòrgiques deis que algunes eugues eren fecundades pel vent de l’oest. [ això revela com va costar d’arribar a tenir clars els detalls de la reproducció]
1686-1704. John Rey. Historia Plantarum on descriu 18699 espècies. [no totes serien acceptades com a espècies diferents avui] Introdueix la idea que cal indicar la comunitat a la qual pertany l’espècie vegetal. El 1710 es publicarà pòstumament The History of Insects.

SEGLE XVIII

D’on ve la diversitat d’espècies?
Fins aleshores era una creença comuna que en les espècies inferiors, la vida podia aparèixer de qualsevol cosa, com una humitat. I en les superiors, que es podien creuar totes. Poc a poc amb Ray i Linneu s’imposa el fixisme, alhora que s’admet que algunes espècies puguin modificar-se. Buffon considera els canvis deguts al clima (exterior), aliment (interior) i la domesticació. Així creu que les 200 espècies de quadrúpedes descrites es podrien agrupar en 38 tipus originals. L’avi de Darwin considerava que totes les formes de vida es remuntarien a un filament orgànic primordial a partir del qual haurien anat evolucionant els altres.

Com s’origina el nou ésser? És que hi ha un organisme en miniatura a l’espermatozou, o a l’òvul (germen)? o és que l’organisme es va desenrotllant progressivament (epigenetistes)? No hi havia una noció de com es poden barrejar o unir esperma i òvul per donar lloc a un embrió. Wolf demostrarà la hipòtesi epigenetista.

Generació espontània, hi ha animàlculs arreu? Si posem matèria orgànica en un pot, aviat s’enterbolirà i al microscopi es podran veure microorganismes. Buffon creu que hi ha per tot arreu unes molècules orgàniques que poden donar lloc a la vida en qualsevol moment. Un experiment de posar en un pot amb suc de carn i mirar d’esterilitzar-lo també va donar lloc a gèrmens (Needham 1745), per Spallanzani ho farà de manera més estricta, i no apareixen.

FISIOLOGIA ANIMAL. Respiració. Lavoisier fa experiments amb conillets d’índies mesurant el calor que desprenen (en un calorímetre de gel). Dirà que la “màquina animal” és regulada per la respiració, que consumeix hidrogen i carboni i subministra calor, la transpiració, que ajusta la calor, i la digestió, que retorna a la sang el que perd en respirar. L’alliberament de calor tindria lloc als pulmons. Spallanzani apuntava que tenia lloc a tots els teixits. Quant a la digestió Réaumur va fer experiments amb ocells i mamífers arribant a la conclusió que era mecànica en els granívors i química en els carnívors; no hi havia putrefacció. Spallanzani va fer més experiments. Per obtenir mostra dels sucs gàstrics els feia ingerir petites esponges que recuperava fent-los vomitar o obrint-los. Encara no es va identificar el caràcter àcid del suc gàstric. Es formulen diverses teories inspirades en ebullició i explosió per explicar la contracció dels músculs. Boorhaave especulava els nervis eren com un tub que enviava pressió als músculs [model hidràulic]. Haller troba que els músculs tenen la propietat “d’irritabilitat” que conserven just després d’extirpar-se encara que no estiguin connectats als nervis. [ alguns invertebrats tenen fibres estriades com els vertebrats però hi ha diferències, en alguns sobretot en no estar lligats a una estructura d’esquelet sinó en molts cassos a una closca externa, [mentre que cargols i pops no tenen extremitats amb articulacions, insectes i crustacis, sí]]. Sistema nerviós. Els moviments reflexos (esternut, contracció de la pupil·la) tindrien lloc sense necessitar un senyal del cervell però en canvi requereixen la medula espinal tal com es veu amb granotes decapitades. Whytt, Unzer i Prochaska proposen teories que, sense tornar a l’animisme, refusen el mecanicisme de Descartes [hi ha sistemes físics que no són engranatges i molles]. Amb el descobriment de l’electricitat Galvani farà el primer experiment d’excitar una pota de granota.

La zoologia avança amb el microscopi, les col·leccions i les edicions il·lustrades com les de Maria Sibylla Merian (que inspiraria l’interès per les papallones a Nabokov), Lyonet, Frisch, Roesel von Rosenhof. Les col·leccions particulars creixen. S’amplien els dominis coneguts amb expedicions a Sibèria i Àsia Central, organitzades per Caterina la Gran, Islàndia (Dinamarca), i el Pacífic (James Cook). Linneu classifica els animals coneguts. Apareixen les Faunes, que descriuen els animals d’una regió determinada. Buffon compara les faunes del Vell i Nou món. Gràcies al microscopi es va completant l’inventari: protozous, celenterats (es descobreix la naturalesa animal dels pòlips), cucs intestinals, rotífers, briozous i braquiòpodes, mol·luscs, insectes (Réumur).

Classificació de les plantes. El 1690 Paul Herman havia distingit entre plantes amb llavors contingudes en un receptacle (angiospermes), i plantes amb llavors nues. El sistema de Linneu, reconegut per ell mateix com a artificial, es basava en el nombre d’estams, i tipus de flors. Això donava lloc a 24 classes dividides en diferents ordres. A França serà important el treball de Jussieu al Jardin du Roi. Adanson voldrà tenir en compte tots els aspectes i no tan sols els de reproducció. Aquest projecte només es completarà amb la genètica al s21. Igual que amb els animals, es compilen “flores” de regions determinades. El 1748 La Mettrie publica L’homme Plante, on identifica les grans funcions de tots els éssers vius: nutrició, respiració i generació. Els tres grans temes de recerca eren la circulació de la sàvia (Hale), els intercanvis de gas (Ingenhousz)[llum i fotosíntesi] i els moviments dels vegetals, les flors que s’obren i tanquen [ Rilke Sonets a orfeu 2.V], les fulles que s’orienten.

Reproducció de les plantes. Es consolida la idea de la reproducció sexual, amb els òrgans masculins, els estams i el femení, el pistil. Sprengel trobarà el paper dels insectes a l’hora de propagar el pol·len. Els fruits, a més de contenir reserves per la planta són ingerits per animals que els escampen. Hedwig descobreix el cicle reproductor de les molses, amb alternança de generacions. Hofmeister al s19 comprendrà que sempre hi ha una alternança de generacions, en molses i falgueres en organismes diferents, i en les plantes amb flor els gametòfits viuen sobre l’esporòfit.

Fisiologia vegetal. Bacon i Van Helmont havien establert que les plantes absorbien aigua. Hales (1727) observa que l’aigua s’evapora a les fulles i és substituïda per la que s’absorbeix del terra. Ingenhousz que les plantes necessiten llum, aigua i diòxid de carboni. (No serà fins el 1804 que Saussure descriurà la fotosíntesi i el 1961 Melvin Calvin el detall de la reacció química. El 1930 E.Münch proposarà la translocació pel transport de nutrients a través del floema).

[Notem que al s18 es comencen a publicar les obres en francès o anglès, en lloc del llatí.]

1727 Hales. Vegetable staticks. Mesura i compara la quantitat d’aigua absorbida per les arrels amb la que alliberen les fulles, i ho compara amb el que passa amb tubs capil·lars. 1733 Hemostaticks sobre transport de nutrients en els animals.
1734-1742, Réaumur. Memoires pour servir a l’Histoire des insectes, 6 vols, descrivint-ne l’anatomia, fisiologia i conducta.
1735 Linneu, que ja des de petit col·leccionava plantes, es farà metge i al Systema Naturae proposa una classificació jeràrquica de tota la natura en cinc nivells: regne, classe, ordre, família, Gènere i espècie. 1753 Species Plantarum. 1758 estén la nomenclatura binomial a totes les espècies.
1740. Charles Bonnet descobreix la partenogènesi en pugons.
1745 Needham descriu la presència d’animàculs o infusoris.
1749 a 1783 Buffon. Théorie de la Terre (1749), Histoire naturelle de l’homme (1749), Histoire naturelle générale et particullière avec la description du Cabinet du Roi (44 volums). Histoire des oiseaux en 9 vols (1770-1783), Histoire des quadrupèdes (1755-1767). Matemàtic i després intendent du Jardin du Roi. A Montbard feia experiments per determinar si es podien creuar gossos i llops, o llebre i conill, per afinar el concepte d’espècie. Va assenyalar les diferències entre les faunes del vell i nou continent i que hi havia espècies que s’havien perdut.
1749 Kew Botanical Garden
1752 Réaumur, Sur la digestion des oiseaux.
1759 Caspar Friedrich Wolf, Theoria Generationis. Estudia el desenvolupament d’un pollastre al microscopi i demostra que els òrgans no estaven preformats d’acord amb la hipòtesi epigenetista. Però no es troba una explicació de com apareix un organisme determinat a partir d’un embrió aparentment indeferenciat [ encara avui no ho sabem explicar del tot].
1763. Michel Adanson. Familles des plantes.
1768. Spallanzani observa que els ous de les granotes requereixen l’esperma per donar lloc a embrions (fecundació externa). Aconseguirà fecundar artificialment una gossa. Abans Jacobi havia fent el mateix amb peixos. 1783 Demostra que els sucs gàstrics dissolen la carn.
1770 Lavoisier planteja que els aliments alliberen calor en el cos com si fos una combustió. 1777. Memoire sur les changements que le sang eprouve dans les poumons et sur le mécanisme de la respiration. 1798 Sur la respiration des animaux.
1779. Jan Ingenhousz. Experiments Upon vegetables. Seguint a Lavoisier, mostra que les plantes emeten oxígen de dia, quan estan a la llum, i gas carbònic a la nit. I que obtenen tot el carboni de l’atmosfera.
1782 Senebier. Memoires physico-chimiques sur l’influence de la lumière solaire fa experiments amb llum artificial i veu que el carboni també és absorbit per les arrels,
1782 Johann Hedwig estudia el cicle reproductor de les molses i les falgueres.
1783 El metge i anatomista John Hunter va arribar a tenir 14.000 espècimens d’animals. Va establir que els animals de sang calenta mantenien la temperatura constant.
1789 Gilbert White. The Natural History and Antiquities of Selborne . Descriu les plantes i animals a Selborne i les seves interaccions, anticipant l’ecologia. Assenyala el paper dels cucs de terra a l’hora de mantenir un terra sa.
.1791 Galvani. De viribus electricitatis in motu musculari commentarius.
1793 El jardin i cabinet du Roi es converteixen en el Múseum d’Histoire Naturelle
1793. Sprengel. Das endeckte Geheimnis der Natur. Estudia fins a 1000 tipus de pol·len i du a terme 500 hibridacions en 138 espècies.
1796 Jean Senebier demostra que les plante absorbeixen CO₂ inorgànic.