进化论和细胞学说
19世纪生物学领域的两大成果是细胞学说和进化论。它们奠定了后来生命科学发展的基础。细胞学说阐述了个体成长发展的规律，进化论阐述了物种、群体的形成和发展的规律。起初两大理论之间并无直接的联系。19世纪下半叶，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，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。
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