تاريخ علم الأحياء

تاريخ علم الأحياء


أصل المصطلح تشكل مصطلح الأحياء (Biology) من دمج اللفظة اليونانية (bios) وتعني الحياة مع اللفظة (logos) والتي تعني (دراسة ال..) لتكوّنا المصطلح بمفهومه الحديث, ويُعتقد أن كارل فريدريك بورداك قدمه بشكل مستقل عام 1800 وغوتفريد راينولد تريفيرانوس عام 1802 وجان بابتيست لامارك عام 1802, كما أن المصطلح في حد ذاته ظهر كعنوان للمجلد الثالث من كتاب كريستوف هانوف (طبيعة فلسفة المناذج الفيزيائية: علوم الأرض والعلوم الحياتية) الذي نُشر عام 1766. علم الأحياء في العصور القديمة اكتسب الإنسان الأول المعرفة بالنبات والحيوان التي جعلته قادراً على الصيد والزراعة, فعلى سبيل المثال عرفوا كيف يتجنبون النباتات السامة وطرق تربية الحيوانات, لذا سبق علم الأحياء تاريخ البشر المكتوب بأشواط. عرف سكان الشرق الأوائل منذ أمد بعيد كيف يلقحون النخل للحصول على التمر, ففي بلاد ما بين النهرين اكتشفوا أنه يمكن استخدام غبار الطلع في تخصيب المحاصيل, كما ذكرت أحد الأعمال من فترة حمورابي (1800 قبل الميلاد) زهرة شجرة النخيل كأحد المجالات التجارية. وصفت النصوص الهندية بعض جوانب حياة الطيور وتم وصف الحشرات والضفادع في مصر, وعرف المصريون والبابليون علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء في هيئات مختلفة, وكانت الحيوانات في بلاد ما بين النهرين تحفظ في ما يمكن أن نطلق عليه أول حدائق للحيوانات. ورغم ذلك امتزجت المعتقدات الخرافية بالمعرفة الحقيقية, فاستعملت أعضاء الحيوانات في آشور وبابل في الشعوذة, ففي بابل وآشور استُعملت أعضاء حيوانات في أعمال السحر والتنبؤ وفي الطب المصري والتصوف. اهتمت المدارس العلمية عند الرومان والإغريق بالمنهجيات العقلانية, وكان أرسطو أحد أكثر الفلاسفة غزارة في الإنتاج في العصور القديمة, وقام بمشاهدات عديدة للطبيعة وبخاصة سلوك وخواص النبات والحيوان, كما خصص اهتماماً بنواحي تصنيف الكائنات الحية. كان بلايني مشهوراً في روما القديمة لمعرفته الواسعة بالنبات والطبيعة, وأصبح كلاوديوس غالين فيما بعد رائد الطب وعلم التشريح. علم الأحياء في العصور الوسطى يُطلق على هذه الفترة في بعض الأحيان بالعصر المظلم لعلم الأحياء, ومع ذلك أظهر البعض ممن مارسوا الطب اهتماماً بالنباتات والحيوانات, وقام العرب بترجمة العديد من المؤلفات الإغريقية للإستفادة منها, ومن المؤلفين العرب البارزين الجاحظ (توفي عام 868) الذي ألف كتاب (الحيوان). ألف الألماني ألبرتوس ماغنوس (أحد أساتذة توماس أكويناس) نحو 35 كتاباً, وكان مهتماً بتكاثر النباتات بشكل خاص, وناقش بالتفصيل النشاط الجنسي للنبات والحيوان. عصر النهضة درس العديد من فناني المدرسة الإفتراضية علم وظائف الأعضاء بالتفصيل وبشكل مثير للإهتمام إلى جانب اهتمامهم بأجسام الحيوان والبشر, ألف كل من أوتو برونفيلز وهيرونيموس بوك وليونارد فوكس عدة كتب حول النباتات البرية, وكان يُشار إليهم على أنهم آباء علم النبات. وتم تأليف كتب أخرى حول الحيوانات ككتب كونراد غيزنر وألبرت دور. علم الأحياء الحديث تطور علم الحياء قدماً مع تطور العلم في مجمله, حيث تم اختراع المجاهر الأولى, وبواسطتها تمكن أنتوني فان ليفينهوك (1632-1723) من فحص مكونات الدم, وعرف الناس الخلايا المنوية في ذلك الوقت على الرغم من انتشار أفكار ومعتقدات غريبة حول وظائفها. هيمن التصنيف والتنظيم على الأحياء خلال القرنين السابع عشر والثامن عشر, وكان كارل فون لين (1707-1778) من أشهر شخصيات تلك الفترة, فقد قام بدراسة نظام علم تصنيف الأنواع بالأسماء العلمية اللاتينية. بدأت نظرية التوالد التلقائي بالتفتت والإنهيار, وكانت هذه النظرية تقول أن العضويات الحية التي تعيش فترات طويلة تنشأ من مواد غير حية, وتم تفنيدها أخيراً على يد لويس باستور. تطور علم الجينات الوراثية في القرن التاسع عشر عندما قام الراهب النمساوي غريغور مينديل بصياغة قوانين الوراثة عام 1866, ومع ذلك فإن أعماله لم تلقى الإهتمام الكافي لبضعة عقود. كان البريطاني تشارلز دارون العالم الذي أثر في علم الأحياء بنشره أفكاره في هذا المجال, وأشهر كتبه هو "حول أصل الأنواع" الذي نُشر عام 1859 الذي يصف الإنتقاء الطبيعي وهو آلية التطور الرئيسية. أدت نتائج تطور المجالات خارج نطاق العلوم الصرفة إلى معارضة ومساندة من أطياف مختلفة في المجتمع. بحلول العام 1953 وضع جيمس واتسون وفرانسيس كريك أساس بنية الحمض النووي الريبي (DNA) وهو المكون الجيني لتجسيد الحياة في كل صورها وأشكالها. بعد النجاح في اكشاف بنية ال DNA, تحول كريك إلى دراسة الإدراك, وفي نفس الوقت جاءت الدراسات المتعلقة بالأحياء التطويرية في مقدمة المسائل التي لم تحل بعد, وجرت محاولات لاستنساخ النباتات والحيوانات, وأصاب بعضها النجاح إلا أنها خلفت أسئلة تتعلق بالمبادئ الأخلاقية. وعُرفت الخلايا الجذعية القادرة على النمو والتمييز على أنها من العناصر الرئيسية في دراسة الأحياء التطويرية وللعلاجات الطبية.

التسلسل الزمني لعلم الأحياء

ما قبل عام 1600 - 520 قبل الميلاد: عرف ألكامون الشرايين والأوردة واكتشف الأعصاب البصرية. - 500 قبل الميلاد: وصف سوشروتا أكثر من 120 أداة جراحية و300 عملية جراحية وصنف الجراحة البشرية إلى 8 أنواع وعرف جراحة التجميل. - 500 قبل الميلاد: درس إكزانوفانيس المتحجرات ووضع تصوراً لتطور الحياة. - 350 قبل الميلاد: حاول أرسطو تصنيف الحيوانات تصنيفاً شاملاً, وألف كتاب "التاريخ الحيواني" الذي يعتبر الأحياء الحيوانية العامة, وكتباً أخرى تبين علم التشريح المقارن للحيوانات ووظائف أعضائها, إضافة لكتاب "أجيال الحيوانات" حول الأحياء التطويرية. - 320 قبل الميلاد: شرع تيوبراستوس في دراسة علم النبات بشكل منظم وممنهج. - 300 قبل الميلاد: قام هيروفيلوس بتشريح الجسم البشري. - 300 قبل الميلاد: ألف ديوكليس أول كتاب معروف عن علم التشريح وكان أول كتاب يستخدم مصطلح "علم التشريح". - 50-70 ميلادية: تم نشر كتاب "التاريخ الطبيعي" في 37 مجلداً. - 130-200: كتب كلاوديوس غالين عدة أطروحات حول التشريح البشري. - 1010: ألف أبو علي الحسن بن سينا كتاب "القانون في الطب".

1600-1800 - 1628: نشر ويليام هارفي كتاب "مثال تشريحي على حركة القلب والدم عند الحيوان". - 1658: لاحظ جان سوامردام خلايا الدم الحمراء من خلال المجهر. - 1663: استعمل روبرت هوك المجهر لرؤية الخلايا الفلينية. - 1668: فند فرانسيسكو ريدي نظرية نشوء الديدان التلقائي في المواد المتعفنة. - 1676: راقب أنتون فان ليفنهوك الحيوانات الأحادية الخلية وأطلق عليها اسم (روتيفيرا). - 1677: درس أنتون فان ليفنهوك السبيرماتوزوا. - 1683: درس أنتون فان ليفنهوك البكتيريا. - 1765: دحض لازارو سبالانزاني عدة نظريات حول النشوء التلقائي للخلايا الحية. - 1771: اكتشف جوزيف برايستلي تحول ثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين في النبات. - 1798: ناقش توماس مالتوس النمو السكاني للبشر والإنتاج الغذائي في "مقال حول المبادئ السكانية".

1800-1899 - 1801: شرع جان-بابتيست لامارك في دراسة معمقة لتصنيفات أنواع اللافقاريات. - 1802: قُدم مصطلح "علم الأحياء" بشكل مستقل في صيغته الحديثة من قبل غودفري راينهولد ترفيرانوس ولامارك, وابتكر كارل فريدريتش بروداك هذه الكلمة عام 1800. - 1809: قدم لامارك ميراث المميزات المُكتسبة لنظرية التطور. - 1817: قام بيير-جوزيف بيلتيير وجوزيف-باينايم كافينتو بعزل الكلوروفيل. - 1820: وضع كريستيان فريدريك ناس القانون الذي حمل اسمه والذي يقول أن الهيموفيليا التي توجد عند الذكور فقط تنتقل بواسطة إناث غير مصابة بالمرض. - 1828: اكتشف كارل فون باير بيوضاً عند الثدييات. - 1828: قام فريدريك وولر بتركيب حمض اليوريا وهو أول مركب عضوي يتم تصنيعه من مواد أولية لاعضوية. - 1836: اكتشف ثيودور شوان إنزيم البيبسين من مستخلصات جدار المعدة, وهي أول محاولة لعزل الإنزيمات الحيوانية. - 1837: بين ثيودور شوان أن تسخين الهواء يحول دون تعفنه. - 1838: اكتشف ماتهياس شلايدن أن جميع الأنسجة النباتية الحية مؤلفة من خلايا. - 1856: وضع لويس باستور القاعدة التي تقول أن الكائنات الحية المجهرية تنتج الإختمار. - 1858: قدم كل من تشارلز داروين وألفريد والاس الإنتقاء الطبيعي بشكل مستقل, واستعمل داريم مصطلح "التطور" في طبعات لاحقة من كتبه الذي وضعه هيربرت سبنسر قبل عام 1852. - 1858: ذكر رودلف فيرشو أن الخلايا يمكن أن تنشأ من خلايا سابقة فقط. - 1862: دحض لويس باستور وعلى نحو مقنع النشوء التلقائي للخلايا الحية. - 1865: أدرك فريدريك أوغست سترادونتز أن البنزين مركب من ذرات الكربون والهيدروجين على هيئة حلقة سداسية. - 1869: اكتشف فريدريك مايتشر الأحماض النووية في نوى الخلية. - 1874: طور جاكوبس فانتهوف وجوزيف أكيلي لابيل عرضاً ثلاثي الأبعاد للجزيئات العضوية وقدما ذرات الكربون الرباعية السطوح. - 1876: بين أوسكار هيرتويغ وهيرمان فول أن البيض المخصب يسيطر على النوى الذكرية والأنثوية على حد سواء. - 1884: بدأ إميل فيشر بتحليله المفصل لمكونات ومركبات المواد السكرية. - 1898: استخدم مارتينوس بايجرنيك تجارب منقاة لبيان أن الأمراض المنقولة بالتبغ يسببه شئ أصغر من البكتيريا والتي أسماها (الفيروسات).

1900-1949 - 1906: اكتشف ميكاييل سفيت تقنية العزل والتنقية لفصل المركبات العضوية. - 1907: بين آيفان بافلوف ردات الفعل المكيفة للعاب الكلاب. - 1907: قام إميل فيشر بتصنيع سلاسل حمض البيبتايد الأميني, وأظهر بذلك أن الأحماض الأمينية في البروتينات مرتبطة بمجموعة روابط أحماض أمينية. - 1911: بين توماس مورغان أن عوامل مندل مرتبة في صف على الكروموسومات. - 1926: بين جيمس سومنر أن أنزيم اليوريز عبارة عن بروتين. - 1928: اكتشف كل من أوتو دايلز وكيرت ألدر تفاعل دايلز-ألدر لتشكيل حلقات الجزيئات. - 1928: اكتشف ألكسندر فلمنغ أول مضاد حيوي: "البنسلين". - 1929: اكتشف فوبيوس ليفين سكر الديوكسيريبوز في الأحماض النووية. - 1929: أفلح كل من إدوارد دويزي وأدولف بوتينانت الإستيرون بصورة منفصلة. - 1930: بين جون هوارد نورثروب أن إنزيم البيبسين عبارة عن بروتين. - 1931: اكتشف أدولف بوتينانت الأندروستيرون. - 1932: اكتشف هانز أدولف كيربز دورة حمض اليوريا. - 1933: نجح تاديوس رايخشتاين في تركيب الفيتامين سي صناعياً وهو أول فيتامين غير طبيعي. - 1935: تمكن فيندل ستانلي من بلورة فيروسات التبغ. - 1937: توصل هانز أدولف كيربز إلى اكتشاف دورة حمض الكربوكسيليك. - 1937: وجد ثيودوسيوس دوبهانسكي روابط بين التطور والتغير الجيني في كتاب "علم الوراثة وأصل الأنواع". - 1938: تم العثور على سمكة كولاكنت على مقربة من سواحل جنوب إفريقيا. - 1940: أعلن دونالد غريفين وروبرت غالامبوس عن اكتشافهما لتحديد مواقع الأشياء في حالة الرؤية الضعيفة بالأمواج فوق الصوتية عند الخفافيش. - 1942: عرض ماكس ديلبروك وسلفادور لوريا أن مقاومة البكتيريا لعدوى الفيروسات يسببها التغير العشوائي وليس التغير التكيفي. - 1944: بين أوزوالد آفري أن الحمض النووي الريبي يحمل معه رموزاً وراثية في بكتيريا نيوموكوتشي. - 1944: قام روبرت بيرنز وودوارد وويليام فون دورينغ بتصنيع الكوينين. - 1948: بين إروين شارغاف أن عدد وحدات الغوانين في الحمض النووي الريبي يساوي عدد وحدات حامض سايتوسين الأميني, وأن عدد وحدات الأدينين يساوي عدد وحدات الثايمين.

1950-1989 - 1951: تم تصنيع الكوليسترول والكورتيزون على يد روبرت وودوارد. - 1952: استخدم ألفرد هيرشي ومارثا تشايس أجهزة التتبع الإشعاعية لتبيان أن الحمض النووي الريبي هو المادة الوراثية في الفيروسات. - 1952: أتم فريد سانغر وهانز توبي وتيد ثومبسون تحليلهم الكروماتوغرافي حول تسلسل حمض الأنسولين الأميني. - 1952: استخدمت روزالين فرانكلين إنحراف أشعة إكس لدراسة بنية الحمض النووي الريبي, وذكرت أن العمود الفقري لفوسفات السكر موجود خارجه. - 1953: عرض جايمس واتسون وفرانسيس كريك بنية لولبية ثنائية للحمض النووي الريبي. - 1953: عرف ماكس بيروتز وجون كيندرو بينة الهيموغلوبين مستخدمين دراسات انحراف أشعة إكس. - 1953: بين ستانلي ميلر أن الأحماض الأمينية يمكن تكوينها عند مرور البرق المُحاكى عبر أوعية تحتوي على الماء والميثان والأمونيا والهيدروجين. - 1955: اكتشف سيفيرو أوكوا أنزيمات بوليمرات الRNA. - 1955: اكتشف آرثر كورنبرغ أنزيمات بوليمرات الحمض النووي الريبي. - 1960: وجد خوان أورو أن المحاليل المركزة لسيانيد الأمونويم في الماء يمكن أن تنتج مركب النيوكليوتيد العضوي استناداً إلى مادة الأدينين. - 1960: قام روبرت وودوارد بتصنيع الكلوروفيل. - 1967: استخدم جون غوردين الزرع النووي لاستنساخ ضفدع, وكانت تلك أول محاولة استنساخ كائنات فقارية. - 1968: استخدم فريد سانغر الفسفور المشع كوسيلة تعقب لحل شفرة مكونة من 120 تسلسلاً للRNA بطريقة كروموتوغرافية. - 1970: اكتشف هاملتون سميث ودانييل ناثانز أنزيمات تقييد الحمض النووي الريبي. - 1970: توصل كل من هوارد تيمين ودايفيد بالتيمور بشكل مستقل لاكتشاف أنزيمات ترانزكريبتيز المعكوسة. - 1972: نجح روبرت وودوارد في تركيب فيتامين B-12 صناعياً. - 1972: قدم ستيفن جاي غاولد ونيكلسون آثار الموازنة المرمزة في عملية التطور. - 1972: طور سينغر ونيكلسون نموذج الموائع الذي يدخل في تكوين أغشية جميع الخلايا. - 1974: بين مانفريد إيغين ومانفريد سامبر أن خليط النيوكليوتيد والRNA ترفع من جزيئات الحمض النووي الريبي والتي تقوم بدورها بالتضاعف والتغير والدوران. - 1974: أوضح ليزلي أورغل أن RNA بمقدوره التضاعف بدون مضاعفات ال RNA وأن الخارصين يساعد على هذا التضاعف. - 1977: اكتشف جون كورليس وجاك دايموند ولويس غوردون وجون إدموند وريتشارد فون هيرزين وروبرت بالارد وكينيث غرين ودايفيد ويليامز وأرنولد باينبريدج وكايثي كراين وتيرد فان أندل نوعاً جديداً من الحيوانات البرمائية في جزر غالاباغوس. - 1977: قدم والتر غيلبرت وآلان ماكسيم تقنية تسلسل جينية سريعة تعتمد على الإستنساخ والمواد الكيميائية المدمرة للقواعد والهلام المتنقل بالكهرباء. - 1977: أعلن فريدريك سانغر وآلان كولسون عن تقنية تسلسل جينية سريعة تستعمل الديديوكسينيوكليوتايدات والهلام المتنقل بالكهرباء. - 1978: قدم فريدريك سانغر التسلسل 5386 للفيروس PhiX174 وهو أول تسلسل مورث كامل. - 1982: تم تقديم مبادئ بروتين البريون من قبل ستانلي بروزنر. - 1983: ابتكر كاري موليس تفاعل البوليمرات التسلسلي. - 1984: استنبط أليك جيفريز منهج البصمة الوراثية. - 1985: اكتشف كل من هاري كروتو وجون هيث وأوبراين وكورل وريتشارد سمولي الثبات غير الطبيعي لجزيئات المركبات المتعددة الكربون وبنيتها. - 1986: قام ألكسندر كليبانوف بتوضيح أن الأنزيمات يمكن أن تؤدي وظائفها في بيئة لامائية.

1990-الوقت الحالي - 1990: اكتشف ولفغانغ كراتشمير ولويل لامب وكونستانتينوس فوستربولوس ودونالد هوفمان أنه يمكن فصل المركبات المتعددة الكربون عن السخام الحامض بسبب قابليته للذوبان في البنزين. - 1996: ظهرت "النعجة دوللي" على الملأ وهي أول كائن ثديي بالغ مُستنسخ. - 2001: تم نشر المسودات الأولية للموررث البشري المكتمل. - 2003: اكتشاف أول فيروس متأتي من "الخدوش".