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  生物學知識的萌芽和積累〔從原始社會至春秋中葉(西元前6世紀以前)〕

  逐步形成較系統的生物學知識〔從春秋中葉至南北朝(西元前6~西元6世紀)〕

  古代生物學的發展〔自隋至清代中葉以前(6世紀末~19世紀中葉)〕

  近代生物學的傳入〔清末時期(1840~1911)〕

  現代生物學在中國植根〔民國時期(1912~1949)〕

  中華人民共和國成立後(1949~1985)生物學主要成就的概述

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  中國人民從遠古以來,在長期的農、林、牧、副、漁和醫、藥(本草)等實踐中,積累瞭大量有關植物、微生物、動物和人體結構和功能等方面的知識。這些知識是中國歷史文化寶庫中的重要組成部分。中國生物學知識萌芽於原始社會,到瞭戰國秦漢時期,已積累瞭不少有關形態、分類、生理、生態和生物起源、變化等方面的知識,雖則還局限於直觀的描述和思辨性的臆測,但卻為後世的發展打下瞭基礎。隋、唐以後,由於農業和手工業經濟的日益商品化,推動瞭科學技術的進步,生物學在農藝、醫藥和釀造等實踐中得到新的發展。鴉片戰爭後,近代生物學知識逐漸傳入中國。民國年間,赴歐、美、日學習的留學生陸續回國,並相繼在各分支學科中開展瞭研究,現代生物學開始在中國植根。本文對從遠古到1949年生物科學在中國的發展作瞭歷史的敘述。中華人民共和國成立後,生物學得到瞭較大的發展,但由於時間較近,未能全面總結,本文僅對其主要成就作一概述。

生物學知識的萌芽和積累

〔從原始社會至春秋中葉(公元前6世紀以前)〕

  距今約七、八千年前,黃河、長江流域各氏族部落在長期的采集、種植植物和漁獵、馴養動物等實踐中,創立瞭原始社會文化,並形成瞭若幹文化系。在大量的彩陶繪畫和陶塑等出土文物中,保存瞭豐富的直觀的動、植物知識。例如:黃河流域中、上遊,仰韶文化系半坡文化的奔鹿、飛鳥、遊魚、鳥銜魚;廟底溝文化的花瓣紋、蟾蜍紋、蜥蜴紋、壁虎紋、陶鶚鼎;馬傢窯文化的核果紋、豆莢紋、太陽植物紋;黃河下遊大汶口文化的花瓣紋、狗鬶(一種陶制的炊事器具)。長江下遊河姆渡文化的禾苗紋、稻穗紋、葉紋、魚藻紋、豬紋陶器、狗形器等;良渚文化吳江梅埝的蠶紋。長江中遊屈傢嶺文化系天門石傢河的長尾鳥、豬、羊、龜、象、雞、狗、豹、猴、鼠等紅陶捏塑的小動物。形態都很生動、逼真。《尚書·堯典》記載堯時人們已觀察到鳥獸在不同季節中的交尾、繁殖、脫羽、換毛等生理變化。

  夏代(公元前21~前16世紀)起,中國開始進入以農立國的奴隸社會,春秋時期流傳的《夏時》(即《夏小正》),是一部以動植物的生長、繁殖、行為、習性等為基礎,結合天文、歷象而制定的指導農事活動的物候歷。書中記載瞭幾十種動植物在不同季節氣候條件下的生長和繁殖,以及鳥類的遷徙、魚類的洄遊、鹿角脫換、熊類冬眠等周期性生理現象。

  商代(公元前16~前11世紀)甲骨文中有不少動植物的名稱。考其字形結構:禾、秫、黍、粟皆從

(禾)形;桑、栗、杞、柏從 (木)形;蟲、蠶、蛇(它)從 (蟲)形;魚、鞅從 (魚)形;鳥、雉、雞、燕從 (鳥)形;犬、狼從 (犬)形,等等。表明當時人們已能根據動植物的外形特征,辯認不同種類的動、植物,從而出現最早的分類芻型,例如,植物有禾(草)、木二類(甲骨文的草、竹不分,有時草、木也不分,禾即由木分化而來);動物有蟲、魚、鳥、犬、豕、鹿、馬等類。解剖動物和人體是在祭祀殺牲和刑戮等活動中進行的。卜辭中有“傠牲”、“傠羌”、“傠人”的記載,即為明證。傠寫作 ,學者研究“傝”(讀若拖)有剖腹支解之意,即解剖其腹腸,又解其肢體。甲骨文⊕(囟)字,其形似頭殼,中間的“+”示顱骨縫間有相連的紋理。 象形心臟,中間的兩點象血,顯示心臟有藏血的功能。甲骨文的“兎”(骨之初文)字寫作Z中間的“丿”示骨幹,兩端的“八”示骨骺等等。這些都在一定程度上反映瞭當時人們對人體解剖和生理方面的認識。

  西周(公元前11世紀至前771年)還設置瞭一些官吏,從事動、植物資源調查、辨名物、察地形,別土宜以及農田管理等事項,也積累瞭不少有關動植物的知識(《周禮·地官·司徒》)。大約成書於春秋中葉的《詩經》,記有黃河流域中、下遊和長江以北地區的植物約130種,動物約90種。在《詩經》和《周禮》中載有一些動植物形態和生境以及動、植物的分佈等知識。

  夏、商、周時期,存在著兩種截然不同的生命觀。一種認為生命是天神賜予的。如《詩經·生民》:“誕降嘉種,維秬(ju)維秠(pi),維穈(men)維芑(qi)。”《商頌》也說:“天命玄鳥,降而生商。”《國語·周語》:“我姬氏出自天黿(yuan)”,即周代的祖先也是由“天黿”產生的。另一種認為:生物是由另一種生物變化來的。《夏小正》有“鷹則為鳩”、“田鼠化為(ru)”等記載,認為鳩由鷹轉化而來,是田鼠變成的。這種“化生說”或“自然發生說”,一直流傳於古代。西周末年,史伯在原始“五行說”的基礎上提出“以土與金木水火雜,以成百物”(《國語·鄭語》),認為這五種不同性質的物質的相互作用就能產生出包括生命在內的萬物。稍晚,春秋時期的管仲(卒於公元前645年)及其後學則認為“水”是“萬物之本原,諸生之宗室也”(《管子·水地》),水是產生萬物(包括生命)的物質基礎。與史伯幾乎同時的伯陽父,也在原始“陰陽說”的基礎上提出“氣”和“陰陽”的概念,認為陰、陽二氣的對立而產生自然變異現象。春秋末年,陰陽說和五行說相匯,對於人們認識生命現象,起瞭一定的積極作用。

逐步形成較系統的生物學知識

 

〔從春秋中葉至南北朝(公元前6~公元6世紀)〕

  春秋、戰國時期是中國歷史上由奴隸社會進入封建社會的大變革時期,其文化特點是“學在四夷”。由於私人學派和集團的形成,出現瞭前所未有的思想大解放。他們以其所掌握的有關知識去探索並試圖解答從社會到宇宙本源的種種問題,建立瞭各自的學說,從而促使經驗性的生物學知識得到某種初步的整理和說明,出現瞭不少農學、醫學、藥物學(本草)和有關動、植物的著作,在實踐和研究的基礎上,形成瞭蘊含在農學、醫學、本草、哲學以及在銓釋經典的訓詁學中的分別闡述形態分類、生理、生態和生物發生發展等方面內容的比較系統的生物學知識。

  秦漢之際(公元前3世紀),釋經的詞書《爾雅》有“釋草”“釋木”、“釋蟲”、“釋魚”、“釋鳥”、“釋獸”、“釋畜”諸篇,記述植物200餘種,動物100餘種。甚至對某些動植物體的不同部位和功能都各有專名,蓮屬的荷(Nelumbonucifera),其莖名茄(jia),葉名蕸(xia),莖下端近泥處名蔤(mi),花名菡(han)萏(dan),果實名蓮,根名藕,種子名菂(di),種胚名薏:稱麋鹿的反芻為(yi);稱獼猴和鼸(音與嗛同)鼠所具有的“頰裡藏食”的現象為“嗛”(qian)。稱鳥的食管後段暫時貯食的膨大部分為嗉。《韓非子·解老》說:樹木的根部有“直根”(主根)和“曼根”(須根)之分,前者具有“建生”(支撐)的作用,後者具有“特生”(攝取營養)的作用。東晉葛洪(284~364)《肘後備急方》記載沙虱[蛛形綱恙蟎科(Trombiculidae)的恙蟎之古稱]的形狀“正如疥蟲,著火上映光方見行動”等等。至於根據傢畜外形來挑選馬、牛等傢畜的知識,在湖南長沙馬王堆漢墓中發現的帛書《馬經》(殘卷)以及《後漢書·馬援傳》中均有所反映。北魏賈思勰《齊民要術》(約成書於533~544年間)更全面地總結瞭秦漢以來人們利用微生物的經驗,認識到制醬主要依靠“麥”(wan)中的“衣”(即黃曲黴的菌絲)的作用。麥又稱為“黃衣”,因其“衣”色黃而得名。指出“白醭”(bu)對釀造有害。白醭大概是影響釀造的產酸雜菌。該書將黃衣、黃蒸和蘗列為專章(《黃衣、黃蒸及蘗六十八》)論述,表明當時已意識到它們都含有黃色發酵物。該書還記有“若糞不可得者,五、六月穊種菉豆,至七、八月犁掩殺之,……則良美與糞不殊,又省功力”(《種葵第十七》),表明當時已知豆科植物可以增加肥力,等等。

  成書於戰國時期的《黃帝內經》在講到人體結構和功能時,已強調解剖測量,講求大數。《靈樞經》的《腸胃》、《平人絕谷》諸篇,記錄瞭從口到肛門的腸胃消化道各部的具體長度、寬度、重量、容量、周長和直徑的大小,在一定程度上認識到胃腸的形狀結構和功能。《內經》中還談到“心主身之血脈”《素問·痿論》,“脈者,血之府也”。(《痿論》、《脈要精微》)“經脈流行不止,環周不休。”(《素問·舉痛》還認識到血是由營氣和津液化生而成,循經脈而運行周身,向各器官提供營養物質(《靈樞經》的《邪客》、《本藏》)。這是關於心臟、血管和血液之間關系的早期描述。《靈樞》還描述瞭肺、脾、肝、腎、膀胱、膽、腦、女子胞等器官,並認識到肺司呼吸,外與鼻通(《靈樞·脈度》);腎與膀胱相接,膀胱有貯存尿液的功能(《靈樞·五癃津液別》)等。對男女生長發育的過程及其生理特征也有較切實的描述(《素問·上古天真論》)。戰國時期人們已認識到人的精神活動依賴於感覺器官;內臟器官(“心”)的活動異常,會影響到精神狀態(《荀子·正名》)。反之,精神狀態對內臟器官也有影響,“喜傷心”、“怒傷肝”、“思傷脾”、“憂傷肺”、“恐傷腎”(《素問·陰陽應象大論》)。所以,荀子(約公元前313~前238)曾概括地指出,“形具而神生”(《天論》)。認為形(有機體)是神(生理功能和精神活動)的物質基礎,他把人體結構與生理功能和精神活動聯系起來視為統一的整體。

  關於動、植物的分類原理也有很大的進步。春秋時期,已有人把生物分為植物和動物;動物又分為小蟲和大獸。其中植物又分皁(zao)物(柞、栗之屬)、膏[系(gao)字之誤]物(蓮、茨之屬)、覈(hu)物(梅、李之屬)、莢物(薺莢、王棘之屬)和叢物〔萑(huan)葦之屬〕等五類;動物中的大獸又分為鱗物(魚蛇之屬)、介物(龜鱉之屬)、羽物(鳥類)、毛物(獸類)和臝類(人類和猿類)(見《周禮·地官》和《考工記·梓人》)。這大概與陰陽五行之說有關。

  古代植物的分類原理是同邏輯分類原理聯系在一起的。戰國晚期,荀子在後期墨傢邏輯分類概念的基礎上,吸取瞭當時的學術成就,明確地提出制定名稱或概念的目的,在於“明貴賤(社會等級)”、“辨同異(事物之異同)”。在辨別事物的同異時,要求從考察事物的形、色、聲、臭入手,采取“取類比象”的方法,把類似的東西放在一起,以一個東西為模式,共同約定名稱。這樣,“約定俗成謂之實名”。他在後期墨傢“類”概念的基礎上,把名分為“共名”和“別名”兩類;“共名”之上還有“共名”,“別名”之下還有“別名”。他運用這種邏輯分類法,按照事物本身的自然屬性,把自然分為有生命的和無生命的;有生命的又分為無感知的和有感知的;有感知的又分為有思想的和無思想的。他說:“水火有氣而無生,草木有生而無知,禽獸有知而無義,人有氣、有生、有知亦且有義,故最為天下貴也。”(《荀子·王制》)《爾雅》中所反映的動植物分類系統,正是按照這種邏輯分類原理,根據形態特征,分生物為草、木、蟲、魚、鳥、獸,而且在每類之下,又將某些具有共同特征的種類排列在一起,以示其同類。如草類有菌類、藻類、蔥蒜類、蓬蒿類等;木類有榆類、桑類、桋楝(槭樹)類;蟲類有蟬類、蚊類、蠶類等;鳥類有雉鴟、梟類等。獸類中更有“馬屬”、“牛屬”、“鼠屬”等名稱。書中還明確提出“四足而毛謂之獸”、“二足而羽謂之禽”、“有足謂之蟲,無足謂之豸(zhi)”的分類概念。這是以動植物形態特征為依據的“取類比象”的人為分類定名法。晉代的《南方草木狀》也記述瞭當時嶺南地區即今廣東、廣西和越南北部等地的植物80種,分為草、木、竹3類。南朝梁代陶弘景(456~536)的《本草經集註》,將藥用動、植物分為草木、果、菜、米實、蟲、獸等類。

  在生物習性以及生物與其生活條件的關系方面,《禮記·月令》和《淮南子》中記有熊羆、介(龜)、鱗(蛇)都有冬眠的習性。不同的動物吃瞭同一種植物會產生不同的後果,“魚食巴菽(豆)而死,鼠食之則肥”(《說林訓》)。動物食性不同,其生理功能也各異,牛、羊、麋、鹿食草,“善走而愚”,虎、豹、鷹、雕食肉則“勇敢而悍”(墜形訓)。天將要刮風、下雨時,由於“陰陽二氣相動”,會出現“鳥翔”、“魚噞”(yan)的現象(《泰族訓》)“水濁則魚噞”,是因為水中“短氣”的緣故(《淮南子》中的高誘註)。《呂氏春秋·精通篇》記有“月望則蚌蛤實,群陰盈。月晦則蚌蛤虛,群陰虧”。“實”指肉體豐滿,“虛”即肉體不豐滿。其實蚌蛤肉體豐滿,與其生殖腺增大有關;而生殖腺之增大與否,又與月之盈虧(即月的運行周期)有關。東晉郭璞(276~324)《蚌贊》有“含珠懷璫,與月盈虧”的詩句,也講到蚌蛤的生殖與月之盈虧有關。其他如“葵之向日”、“雞知將旦,鶴知夜半”以及“日短至”,“鹿角解(換角)”等記載,分別反映生物與晝夜節律和日之運行周期有關。

  這一時期,還出現瞭一些思辨性的生態概念。《莊子·山水》中講到蟬、螳螂、異鵲之間吃與被吃的關系,提出“物固相累,二類相召”的概念。認為不同種類的生物存在著相互制約、相互聯系的關系。漢代劉安則進而指出動物間“喜而相戲,怒而相害”的互助、競爭行為是“天之性也”(《淮南子·兵略訓》)。

  《管子·地員篇》中專門述及在地勢高低、土質優劣和水泉深淺不同的條件下,所宜於生長的不同植物;述及生長在5種高度不同的山地植物的垂直分佈現象。進而提出“凡草土之道,各有轂造,或高或下,各有草物”的生態概念。漢代在保護野生動植物資源的措施中,特別強調保護幼樹、孕獸、幼雛、幼畜,隻有這樣,才能使“草木之發若蒸氣,禽獸之歸若流泉,飛鳥之歸若煙雲”(《淮南子·時則訓》),才能豐富動植物資源。

  在生物發生、發展方面。春秋末期,老子(生卒年不詳)在陰陽說的基礎上提出“道生一,一生二,二生三,三生萬物”(《道德經》)的學說,認為“道”是產生萬物(包括生物)的本源。莊子(約公元前369~前286)及其後學繼承和發揮瞭老子的觀點,並提出“萬物皆種也,以不同形相禪,始卒若環,莫得其倫”(《莊子·寓言》)的循環變化觀。西漢初,劉安(公元前179~前122)在黃老學派的宇宙生成論的基礎上,進而提出瞭生物“同出於一(氣),所為各異:有鳥、有魚、有獸,謂之分物。方以類別,物以群分。性命不同,皆形於有。隔而不通,分而為萬物。莫能反宗”(《淮南子·詮言訓》)的樸素的生物發生、發展的觀點。他還描繪瞭一幅生物變化的圖式,認為這些不同類別的生物在其演變進程中“肖形而蕃”(《墜形訓》),“由本至末,莫不有序”(《兵略訓》)。劉安還把生物因生活條件的改變而導致枯槁、死亡和變異等現象,歸因於環境(“勢居不可移”)和遺傳(“形性不可易”)。《齊民要術》在述及選優汰劣時,不僅註意到母畜孕期及仔畜出生時的生活條件,還註意到親代和子代的遺傳關系,“母長則受駒,父大則子壯”。此外,該書還描述瞭馬與驢雜交產生的騾子“形容壯大,彌復勝馬”的雜種優勢現象。

古代生物學的發展

 

〔自隋至清代中葉以前(6世紀末~19世紀中葉)〕

  隋代(581~618)在北周統一中國北方的基礎上,開創瞭中國再統一的局面。隋、唐(618~907)兩代,在政治、經濟、文化、科技和中外交通等方面都得到空前的發展,其繁榮程度遠遠超過兩漢。宋代(960~1279),農業和手工業日益發展,城市商業經濟也空前繁榮。明代中葉以後,在一些地區和部門還出現瞭資本主義生產關系的萌芽。經濟的發展推動瞭科學技術的進步;海外貿易和造船業的發展,促進瞭中外科學文化的交流。火藥、指南針和活字印刷術等重大發明均出現在這一時期,天文、歷法、地理、醫藥、農學,也有較大進展。生物學也由於醫藥事業、種植業、園藝業、養殖業、釀造業和海外貿易的發展而擴大瞭視野,積累瞭更為豐富的動植物知識,出現瞭大量的動植物專譜和著作。其中有歐陽修的《洛陽牡丹記》(1031)、蔡襄的《荔枝譜》(1059)、韓彥直的《橘錄》(1178)、陳仁玉的《菌譜》(1245)……以及專門研究鳥類的《禽經》(相傳春秋時期師曠撰、晉張華註,實為唐宋時人所作)。清代吳其濬(1789~1847)的《植物名實圖考》(1846)是一部科學性較強的植物學專著,記述瞭大量的植物學知識。稍後,方旭的《蟲薈》則是一部動物學專著。隨著經濟重心南移和對西南地區的開發,段公路的《北戶錄》(869)、劉恂的《嶺表錄異》(約9世紀末、10世紀初)記述瞭不少嶺南地區的動植物。宋代范成大(1126~1193)《桂海虞衡志》記述瞭廣東、廣西、雲南、貴州的一些動植物。宋初(998~1061)《益部方物略記》則是一部描述四川動植物的專書。明、清時期,以朱莡的《救荒本草》(1406)和屠本畯的《閩中海錯疏》(1596)為代表的地區性的動植物志相繼出現,前者記載瞭不少河南的植物,後者則記述瞭福建沿海的水產動物。在它們的影響下,先後出現鮑山《野菜博錄》(1622)、王磐《野菜譜》、郝懿行的《記海錯》(1807;記述山東的海洋動物)、郭柏蒼《閩產錄異》等。至於詮釋《詩》、《雅》中動植物名稱的著作,則有宋代陸佃的《埤、雅》(1078~1085)、羅願的《爾雅翼》(1176)、鄭樵(1103~1162)的《昆蟲草木略》等。清代學者的詮釋著作也不少。他們一般都比較強調“身履目驗”,重視實物觀察和實地考察,或則詢之老農、牧夫,或則設置藥園(唐代)、花圃(宋代),依靠政府力量,組織各地學者廣泛采集動、植物標本,進行比較研究。因此,對於某些動植物形態(特別是植物的花葉)特征、地理分佈,以及動物的生活習性,行為動作,甚至某些人畜體內的寄生蟲等等,都有較細致的記述。明清時期,人們還曉得以人痘免疫。凡此種種,都表明中國古代生物學知識的充實和發展。動植物形態圖和人體形態解剖圖的大量出現,是這個時期的一個顯著特點。動植物形態圖是同本草中的藥圖聯系在一起的,最早的藥圖出現在漢、晉(3~4世紀)時期,《隋書·經籍志》記,有《芝草圖》一卷(原平仲撰),《靈芝本草圖》六卷,郭璞《爾雅圖》10卷,但都已散失。現在能見到的郭璞《爾雅音圖》,系元人影宋抄繪圖,輾轉描摩,復得清人摹繪木刻而傳於世。有後人之作摻雜其內。唐初,鑒於“簡編殘蠹”、“名實既爽”,且外來藥物日增,因此,在顯慶二年(657)朝廷組織蘇敬等人編修本草,在“刪定本草之外,復有圖、經相輔而行”。“本草”是文字部分,重於敘述有關植(動)物的名別(正名和別名)、產地、生境、形態、習性、采集時間、歷史沿流等;“圖”則令全國各地選送道地藥材(包括礦物、植物和動物),作為實物標本進行描繪;“經”是藥圖的說明文字。顯慶四年(659)完稿的《新修本草》(《唐本草》),有本草20卷,目錄一卷,現存殘書11卷。另有藥圖25卷,圖經7卷,已佚。這是中國歷史上由國傢頒行的第一部藥典,也是中國生物學史上出現的第一部藥用動植物圖譜。宋代,蘇頌等撰的《本草圖經》(1061)20卷,雖已失傳,但其內容大都保存在唐慎微著《經史證類備急本草》(簡稱“證類本草”,1108)中。此書有圖有說,約有400餘種植物,90餘種動物有附圖,每種一圖、數圖不等,有的多至10圖,均據實物描繪,其精確程度,有的可資鑒別科、屬或種,其中亦有圖說不合者。這是中國現存最早的一部動植物圖譜。明初,朱莡主編的《救荒本草》的植物形態圖,較之《本草圖經》更為精確,該書17世紀傳入日本,日本本草學傢作瞭研究,對當時日本生物學發展有一定的影響。李時珍(1518~1593)的《本草綱目》(1596)和吳其濬的《植物名實圖考》(1848)記述瞭1714種植物,有圖有說。他根據采集實物繪制的圖,其精確度可資鑒定科、目,有的還可考訂到“種”。人體形態解剖圖始於宋代,吳簡的《歐希范五臟圖》是根據慶歷年間(1041~1048)宋朝廷殺害歐希范等56人的屍體解剖,經畫工繪成的,早已散失。但在沈括《夢溪筆談》、葉夢得的《巖下放言》等書中,尚可見圖的內容與始末。稍後,醫師楊介繪“存真圖”(一名《存真環中圖》)有五臟六腑,十二經絡各種圖形多幀,對後世頗有影響。南宋以後,人體解剖中斷,但根據《存真圖》來考訂人體形態結構之學術活動卻始終未斷。明末清初,還翻譯瞭一些西方解剖學著作,如意大利傳教士羅雅谷(1622來華)、龍華民(1597來華)和瑞士傳教士鄧玉函(1621來華)曾合譯《人體圖說》1卷,但隻有鄧玉函編譯,畢拱辰整理出版的《泰西人體說概》2卷,刊行於世。康熙帝還命法國傳教士白晉(1687來華)和巴多明(1698來華)用滿文翻譯瞭人體解剖學(隻有抄本)。王清任(1755~1831)曾先後在灤州、北京、奉天等地觀察、解剖屍體多年,“方得的確”,重繪臟腑圖形,改正前人之誤,著《醫林改錯》(1830)一書。並提出“靈機記性在腦不在心”等正確看法。中國少數民族在解剖學方面的認識也頗具一格。公元8世紀時,藏醫宇妥·元丹貢佈宇瑪,吸取瞭中原傳統醫學的精華,並引進瞭天竺(印度)、大食(阿拉伯)諸國的醫學,著《四部醫典》(藏名“據悉”,現今行世的《四部經典》,是由其十一世孫新宇妥·元丹貢佈在歷代醫傢補充修訂的基礎上全面修訂而成的),書中含有不少人體解剖生理知識。例如早在13世紀以前就已認識到人的胚胎發育要經過38周;經歷瞭魚類、龜(兩棲、爬行類)、豬(哺乳類)這3個不同時期。1704年還繪制瞭成套的彩圖79幅,包括藥用動植物,人體解剖結構、胚胎發育等。

  在分類方面,李時珍於1578年寫成《本草綱目》一書。他依據他所掌握的歷代本草知識並在實地考察的基礎上,遵循古代的分類原理和方法,把動植物分為部、類、種3級序列。植物析草為草、谷、菜3部,析木為果、木2部;動物則分為蟲、鱗、介、禽、獸、人6部。以動植物的形態特征、生境、性味、功效來進行分類。按形態分:蔓草、苔草、芝栭(多為大型真菌)、禾木、灌木、苞木以及蟲、鱗、介、無鱗魚等。按生境分:山草、隰草、水草、石草、水菜、水果、山果、夷果以及濕生(蟲)、水禽、原禽、林禽、山禽、寓類等。按生殖分:卵生、化生等。按性味分:芳草、葷辛、柔滑、味果等。按功能分:毒草、蓏果等。再把同類或近似的種類排列在一起,如山草類中,把傘形科的茈胡、前胡、防風、獨活放在一起,以示同類。隰草類中將菊科植物(菊、野菊、庵閭、蓍、艾、茵陳蒿、青蒿、白蒿等)排在一起,以示其同類。在動物分類中也是這樣。《本草綱目》中的分類不但打破瞭早期分藥用動植物為上、中、下“三品”的體系,同時也改進瞭以前分類體系中存在的一些缺點和不足,高出歷代的藥物分類系統,使中國古代動植物分類更為詳盡精細。清代吳其濬對植物的分類,基本上承襲瞭李時珍的分類體系,分植物為谷類、蔬菜類、山草類、隰草類、石草類、水草類、蔓草類、芳草類、毒草類、果類和木類。把苔草類植物分別歸入水草、石草等類中;此外,還吸取瞭明王象晉《群芳譜》(1621)花卉譜的內容,另立瞭“群芳類”。

  隨著藥物學的發展,中國古典生態知識的內涵已由動植物與生境的相互關系延伸到不同產地的動植物具有不同的性能及其對人、畜所產生的不同功效。南朝梁代陶弘景已註意到生長地不同的蒼術,其藥效不同。唐代孔志約在《唐本草序》裡更明確指出“竊以為動、植物形生,因方(指地勢、土壤條件)舛(chuan)性,春秋節變(指氣溫、水分、光照等),感氣殊功;離其本土,則質同而效異”。“風土說”始見於元代。以“風”(指空間條件)、“土”(指地理條件)來概括生物的生態環境及其生長條件。元代王禎在他的農書(1313)中提到“風土說”。他說:“風行地上,各有方位、土性所宜,因隨氣化,所以遠近彼此之間風土各有別也”(《農書·地形》)。他考察瞭當時全國的生態區劃說:“天下地土,南北高下相半。……江、淮以北,高田平曠,所種宜黍稷等稼;江、淮以南,下土塗泥,所種宜稻秫。又南北漸遠,寒暖殊別,故所種早晚不同;唯東西寒暖稍平,所種雜錯,然亦有南北高下之殊。”在提出瞭各地適宜種植的作物及種植季節的同時,他也強調人力的作用,指出:如能采取糞土、選種、接枝、雜交、水利……等措施,就可創造出有利於作物生長的條件,從而達到引種馴化的目的。

  由於農業生產實踐經驗日益豐富,對於遺傳和變異的認識也不斷加深。人們不僅認識到“粱粟種類甚多,相去數百裡,則色味形質隨方而變,大同小異,千百其名”(《天工開物》),把變異同環境條件聯系起來,而且還認識到人工選擇和栽培對於變異的作用:“凡植物之見取於人者,栽培灌溉不失其宜,則枝華實無不猥。至於氣之所聚,乃有連理合穎,雙葉並蒂之端,而況花有變而為千葉者乎?”(劉蒙《菊譜》,1104)。同時代的韓彥直指出:“工之良者,揮斥之間,氣質隨變……人力之參與造化者每如些。”(《橘錄》,1178)表明已意識到通過人工選擇、雜交或嫁接可使動植物產生新的變異,並可能導致形成新品種。明代宋應星《天工開物》(1637)中說:“若將白雄配黃雌,則其嗣變成褐蠶”;“今寒傢有將早雄配晚雌者,幻出嘉種”。清代陳洖子在《花鏡》(1688)中也指出:“凡木之必須接換,實有至理存焉。花小者可大,瓣單者可重,花紅者可紫,實小者可巨,酸苦者可甜,臭惡者可馥,是人力可以回天,惟在接換得其傳耳。”根據《種樹書》(成書年代不詳)、《花鏡》等文獻記載,這一時期,人們發現不但近緣的桃、李、杏等可以互接,金柑、橙、橘等可以互接,而且遠緣的不同科屬的植物有的也能互接,如櫻桃接核桃,桑接梨、柿接桃等。

  此外,如“螟蛉有子,蜾蠃負之”之謎,自陶弘景發難批判揚雄的唯心說法之後,不少學者“破巢觀察”,以有力的事實論證蜾蠃(一種細腰蜂)也有雌、雄性,所負歸之“螟蛉”隻是其幼蟲的食料而已。宋代杜綰推測魚類化石之成因,是由於“古之陂澤……因山頹塞,歲久土凝為石”(《雲林石譜》,1133)所致,沈括則在顏真卿的“海陸變遷”說的基礎上,推斷瞭延州、澤州(今陜北、晉西北地區)的古氣候,以及延州、婺州金華山(浙江)的古動、植物的地理分佈狀況。這些事例表明,人們對生物現象的認識已經不斷擴大和深化瞭。

  古人在探索生物演變的本質方面也提出過一些真知灼見。唐代柳宗元(773~819)、劉禹錫(772~842)不但堅持瞭王充的“元氣說”,認為元氣是構成天地萬物(包括一切生物)的物質原料,而且還提出瞭萬物(包括一切生物)的運動變化均由自身的“自動自休,自峙自流”即內在矛盾運動所致。由於大量動植物新品種的出現,促使人們去探原、窮理,從而提出瞭新的認識。明初葉子奇指出:“草木一核之微,而色香臭味,花實枝葉,無不具於一仁之中。及其再生,一一相肖”(《草木子·觀物》),已明確認識到草木種子的重要性。後來,王廷相(1474~1544)更進一步指出。生物種的不變是由於“氣種之有定”。他說:“萬物巨細柔剛,各異其材;聲色臭味,各殊其性,閱千古不變者,氣種之有定也。”(《慎言·道體》)

  以上所述,隻是中國古代生物學知識發生、發展的一個大致輪廓,浩瀚的古籍中一定還含有大量的生物學知識,尚待今後發掘和研究。

近代生物學的傳入

〔清末時期(1840~1911)〕

  鴉片戰爭之後,隨著興辦洋務的熱潮,包括生物學在內的西方的近代科學技術,相繼傳入中國。19世紀中葉出現瞭由外國傳教士和中國學者合作編譯介紹西方現代生物學的書籍。1851年,由英國傳教士合信和中國學者陳修堂共同編譯《全體新論》一書,介紹瞭西方近代解剖生理學知識。1858年,中國學者李善蘭和英國傳教士A.韋廉臣合作從英文著作選譯的《植物學》一書,是中國最早的一部介紹西方近代植物學基礎知識的著作。在這部著作中,李善蘭創譯的“植物學”等名詞,一直在中國和日本生物學界使用。此後,陸續有許多有關西方之生物學著作被翻譯成中文出版。1898年嚴復譯著的《天演論》首次介紹瞭“物競天擇,適者生存”的生物進化思想,在中國思想界產生較大的影響。1897年在上海由羅振玉創辦的《農學報》。10年內共出版315期。翻譯介紹瞭許多農業書籍。其中包括普通動、植物學著作多種。大都譯自日文生物學書籍。此外,20世紀初還從西方和日本翻譯瞭許多屬於中學或大學專科水平的教學參考書。據統計,從19世紀50年代至1911年的近60年間,共有468部西方科學著作被譯成中文出版。其中包括動物學、植物學和礦物學在內的博物類書籍就有92部之多。

  生物學的教學,在19世紀90年代的中國學校中,即已見端倪。光緒十九年(1893),湖北“自強學堂”的格致科內即設置瞭動、植物學課程。20世紀初,在清政府所頒發的學制中,規定從初等小學到大學本科,有連貫的關於動、植物的課程,但實際上由於師資和教材的缺乏,真正執行的並不多。光緒三十一年(1905)廢除科舉制度,新學興起,生物學的教學也在學校中得以逐漸發展。但在當時,不僅教材大都取自日本和歐美的有關教科書,教師也多為聘任外籍的特別是日本的教師擔任。縱觀清末時期,中國生物學還隻限於對近代西方生物學書本知識的翻譯和介紹。

現代生物學在中國植根

〔民國時期(1912~1949)〕

  1911年辛亥革命以後至1949年,現代生物學在中國逐漸紮根,並為後來的進一步發展尊定瞭初步基礎。

  民國初期,在北京、武昌、南京、廣東、成都、沈陽等6處相繼成立瞭高等師范學校,並在這些學校中設立博物部或農科。1921年秉志在南京高等師范學校建立瞭第一個由中國學者主持的大學生物系。不久,高等師范學校都先後改為大學。而博物部或農科的有關部分也都發展成為生物系。一些大學的地質系也進行瞭古生物學的教學和研究工作。在此期間,一批中國生物學傢到各個大學任教,他們在各大學的生物學系、地質系和醫學院、農學院有關系科的創辦和建設中,做出瞭貢獻。如在北京大學先後有鐘觀光(1868~1940,植物分類學)、張景鉞(1895~1975,植物形態解剖學)、楊鐘健(1897~1979,古生物學)、林鎔(1903~1981,植物分類學)、雍克昌(細胞學)、崔之蘭(1902~1970,組織學)等。在清華大學有吳韞珍(植物分類學)、陳楨(1894~1957,遺傳學)、李繼侗(1897~1961,植物生態學、植物生理學)、戴芳瀾(1893~1973,真菌學)、湯佩松(1903~ ,植物生理學)、趙以炳(1909~1988,生理學)等;在燕京大學有胡經甫(1896~1972,昆蟲學)、李汝祺(1894~ ,遺傳學)等。在北京協和醫學院有林可勝(1897~1969,生理學)、張錫鈞(1899~1988,生理學)、吳憲(1893~1959,生物化學)、馬文昭(1886~1969,組織胚胎學)、馮蘭洲(1903~1972,寄生物學)等,在前中央大學(包括其前身南京高等師范學校、東南大學)有秉志(1886~1965,動物學)、胡先驌(1894~1968,植物分類學)、錢崇澍(1883~1965,植物分類學)、伍獻文(1900~1985,魚類學)、蔡翹(1897~ ,生理學)等;在浙江大學有貝時璋(1903~ ,實驗生物學)、羅宗洛(1898~1978,植物生理學)、張肇騫(1900~1972,植物分類學)、蔡邦華(1902~1983,昆蟲學)、談傢楨(1909~ ,遺傳學)等;在武漢大學有張珽(1884~1950)、高尚蔭(1909~ 、病毒學)等;在山東大學有童第周(1902~1979,實驗生物學)等,在中山大學有陳煥鏞(1890~1971,植物分類學)、朱洗(1900~1962,實驗生物學)、張作人(1900~ ,原生動物學)等。當時客觀條件十分困難,經過中國學者的艱苦奮鬥,大學中生物學科建設初具規模,成為當時中國生物學研究的主要基地,培養出不少專業人才,對以後中國生物學事業的發展有著深遠的影響。

  民國初年,中國還沒有一個專門的生物學研究機構。1914年,留美學生任鴻雋等人,在美國發起籌備,於1915年1月在國內發行《科學》雜志。10月正式成立瞭“中國科學社”,傳播科學知識,提倡在中國開展科學研究工作,生物學傢秉志就是發起人之一。1918年,中國科學社總部從美國遷回中國上海,不久又遷南京。1922年8月,由中國科學社委托秉志、胡先驌和楊銓(1893~1933)籌建的中國第一個生物學研究機構──中國科學社生物研究所在南京正式成立。秉志任第一任所長,研究所的任務是研究、培植人才和普及推廣科研成果。研究所分為動物學和植物學兩部分,秉志兼任動物學部主任,胡先驌任植物學部主任(後由錢崇澍繼任)。研究所著重於中國動植物的調查、分類研究,同時也進行一些生物的形態解剖和生理、生化方面的研究,並出版瞭《中國科學社生物研究所叢刊》。叢刊後來分為動物和植物兩部,分別匯集動植物研究成果。至1942年為止,動物學部共發表論文112篇,植物學部也發表論文100多篇。國外許多研究機構常與研究所交換論文。研究所還培養瞭大批生物學傢。國內許多著名生物學傢都曾在該所工作過。1928年,由尚志學會和中華教育文化基金會集資,在北平建立瞭靜生生物調查所,由秉志任所長(後為胡先驌),並由他和胡先驌分別主管動物學部和植物學部。調查所的主要任務是調查中國北方動植物區系。調查所出版瞭《靜生生物調查所匯報》。1929年在南京籌建瞭中央研究院自然歷史博物館,其主要任務是陳列從全國各地送來的動、植物標本,同時也作些動植物的分類研究。1934年,該館改組為中央研究院動植物研究所,所長王傢楫(1898~1976)。出版瞭英文刊物“Sinensia”,刊載該所研究成果。1944年在四川北碚中央研究院動植物研究所又擴大分成動物和植物兩個研究所,動物研究所由王傢楫主持,植物研究所由羅宗洛主持。1944年中央研究院又在重慶建立瞭醫學研究所籌備處,1946年遷上海。主任林可勝,代理主任馮德培(1907~ )。1929年北平研究院成立瞭動物學研究所、植物學研究所和生物學研究所(後改名為生理學研究所)。動物學研究所由陸鼎恒主事,其工作偏重於北方和沿海動物的調查和分類研究。植物學研究所由劉慎愕(1897~1975)主事,其工作側重於北方和西部地區的植物調查和分類研究。生理學研究所除進行生理學、細胞學等問題的研究外,還開展中藥的生理作用的研究,先後主事的有經利彬和朱洗。1931年,中國西部科學院(四川北碚)成立瞭生物研究所(1937年春因經費困難停辦),從而為中國調查研究西部地區的動、植物建立瞭基地。這些先後建立的生物學研究機構和在南京的中央衛生實驗院、中央農業實驗所,以及各大學的生物系和農、醫學院的一批生物學研究力量,彼此配合,作瞭許多基礎性的工作,特別是對中國動植物調查和分類研究,作出瞭重要貢獻。

  1937年,抗日戰爭爆發,國內大部分科研機關和大學都被迫西遷。中國科學社生物研究所在戰爭爆發第一年即遷往四川北碚,其在南京的三座大樓和動植物標本樓,全部毀於日軍炮火。北平研究院植物學研究所,在戰爭爆發的前一年,即已遷往陜西武功,動物學研究所則遷往雲南昆明。中央研究院動植物研究所,先遷往廣西陽朔,歷經千辛萬苦,才勉強在四川北碚安置下來。沒有搬遷的靜生生物調查所,卻成瞭日寇筱田部隊的大本營。在戰火中,各研究機關和大學的圖書資料、儀器設備、動植物標本,損失慘重。在這個災難深重的年代裡,科研經費和設備匱乏,科學傢生活極端艱難困苦,這一切都給生物學研究帶來巨大損失。盡管如此,許多熱心祖國科學事業的生物學傢,仍然堅持工作。西遷後的科研機關和大學生物系,很快就結合本地區特點,開展工作,並取得瞭一些成績。例如,清華農業研究所植物生理研究室在大普集,北平研究院在昆明西山,中央研究院在重慶北碚,浙大在湄潭,西南聯大在昆明,均稱人才之勝,弦歌不輟。

  20世紀20年代以來,生物學各專業學會相繼成立。1925年,北京博物學會成立(北京),出版瞭英文的《北京博物學會通報》;1926年,中國生理學會成立(北京)。翌年創辦英文版《中國生理學雜志》,附有中文摘要;1929年,中國古生物學會成立(北京);1930年,中華水產生物學會成立(廈門);1933年,中國植物學會成立(南京);1934年,中國動物學會成立(廬山)。到1936年,植物學會有會員140人,同時還有以大學生物系和研究機關為主的11個單位的團體會員。動物學會成立時約有會員50人,到1943年,有會員212人,到40年代末,已增至348人。

  在中國現代生物學發展的早期,生物學傢面臨的首要任務是對中國的動植物資源進行科學的調查研究。最早從事這方面工作的是鐘觀光。他在1918~1921年對中國的植物種類和分佈做瞭大量的調查研究工作,足跡遍及北京、福建、廣東、廣西、雲南、浙江、安徽、江西、湖北、四川、河南、山西、河北等省。采集標本達數十萬份。1919年,胡先驌在浙江天臺、雁蕩、松陽、龍泉、小九華山、仙霞嶺,經過遂昌、開化、建德、遂安至東西天目山,也采集瞭大量標本。從此開創瞭中國學者自己采集標本並用現代方法進行分類學研究的歷史。1922年以後,胡先驌、錢崇澍先後主持中國科學社生物研究所植物部工作,組織進行瞭華東和沿長江流域各省的植物調查研究工作。1928年,胡先驌主持北平靜生生物調查所工作,派員到華北和西南各省調查研究,建立標本室,定期出版匯報和圖譜。這兩個研究機構成為當時全國最有聲譽的植物分類學研究中心。分類學在中國興起,成瞭生物學在中國首先發展起來的一個學科領域。形成瞭一支有相當水平的植物分類學的研究隊伍。胡先驌是中國現代富有成就的植物分類學傢之一。他一生發表瞭1個新科,6個新屬,一百幾十個新種。錢崇澍主要研究華東植物,涉及分類、區系和植被等方面。陳煥鏞主要研究華南植物,主攻樟科、胡桃科和山毛櫸科植物,發現瞭幾十個植物新種。此外,吳韞珍對華北植物,劉慎愕對西部和北部植物,裴鑑(1902~1969)對馬鞭草科和藥用植物,方文培對西部植物和石南科,孫雄才對唇形科,林鎔對龍膽科和菊科,耿以禮(1897~1975)對禾本科,鄭萬鈞(1904~1983)對裸子植物,張肇騫對菊科、堇菜科、胡椒科,秦仁昌(1889~1986)在蕨類植物,陳邦傑(1907~1970)在苔蘚植物,李良慶、饒欽止(1900~ )在淡水藻類,曾呈奎(1909~ )在海水藻類,戴芳瀾和鄧叔群(1902~1970)在真菌類方面都開展瞭系統的研究工作,取得一定成績。1941年在四川萬縣磨刀溪首次發現一種罕見的裸子植物,經胡先驌、鄭萬鈞等研究,確定它與日本大阪大學古植物學傢三木茂所發表的兩種化石同為1屬植物。並給以新的種名(Metasequoiaglyptostroboides),中文名為水杉。研究論文於1948年發表,引起各國生物學傢和古生物學傢的普遍重視。

  在動物分類學方面,昆蟲與農業和醫學關系非常密切,很早受到人們的註意。鄒樹文(1884~1980)和秉志於1914年和1915年,分別在國外發表瞭昆蟲學的研究論文。胡經甫從20年代起就從事昆蟲學研究,所著《中國昆蟲名錄》(1941出版),歷時12年,全書6卷,4286頁。包括在中國發現的昆蟲25個目。329個科,4968屬,20069種。是中國昆蟲學的巨著之一。陳世驤、鄒鐘琳、關福楨(1898~ )、蔡邦華、楊惟義(1897~1972)、劉崇樂(1900~1969)、柳支英、何琦、朱弘復(1910~ )等對昆蟲分類都進行瞭系統的工作。同時,朱元鼎、伍獻文(1900~1985)、陳兼善、張春霖在魚類分類上,方炳文,張孟聞(1903~ )、劉承釗(1900~1976)在兩棲類,壽振黃(1899~1964)、任國榮、鄭作新(1906~ )、傅桐生、常麟定在鳥類和獸類,王傢楫、戴立生、張作人、倪達書等人在原生動物,陳納遜在腔腸動物,陳義(1900~1974)在環節動物,董聿茂在沿海甲殼動物,張璽(1897~1967)在沿海軟體動物,沈嘉瑞(1902~1975)在華北蟹類,陸鼎恒在海蜘蛛都進行瞭調查研究,為以後的工作開拓瞭道路。在古生物學方面,結合地質學調查開展瞭中國生物化石的研究,周贊衡在山東白堊紀植物化石,孫雲鑄(1895~1979)在中國北部寒武紀動物化石,李四光(1889~1971),對䗴科動物化石,趙亞曾(1898~1929)對腕足動物化石,楊鐘健(1897~1979)對中國北部及雲南脊椎動物化石,俞建章(1898~1980)對中國石炭紀的珊瑚化石,以及斯行健(1901~1964)對陜西、四川、貴州的植物化石都有系統的研究和論著發表。1929年12月裴文中(1904~1982)在北京周口店龍骨山洞穴內首次發現瞭第一個北京(猿)人頭蓋骨及用火遺跡。這項發現舉世矚目,對研究人類起源有著重大意義。

  開展生物學的實驗研究,需要儀器設備和較多的經費,因此,民國時期在中國開展生物學實驗研究和分類學研究相比,條件更加困難。盡管如此,許多學者結合大學教學工作還是做瞭不少基礎工作,獲得一些富有特色的成果。例如:在動物解剖、組織、胚胎等領域,從20年代開始,秉志就對江豚、虎、白鯨等多種動物進行瞭一系列解剖研究。馬文昭在組織學方面,盧於道、歐道翥在神經解剖學方面作瞭許多工作。此外,陳納遜、陳伯康、張鋆、武兆發、孟廷季、雍克昌、崔芝蘭等,或在解剖學方面,或在組織學、胚胎學、細胞學方面,開展瞭工作,並皆有所建樹。在實驗動物學方面工作的學者有貝時璋、朱洗、童第周等等。貝時璋從20年代起,即從事實驗生物學研究,他對動物的再生、性轉變等活動規律,作瞭許多實驗研究。朱洗以許多動物為材料,探討瞭精子在發育中的作用和單性生殖問題。

  在生理學和生物化學方面,以北平協和醫院和中央研究院有關單位為核心開展瞭相當數量具有一定水平的工作。1929年吳憲在第13屆國際生理學會上對蛋白質變性問題,首先從分子結構變化上作出瞭解釋,提出瞭蛋白質變性是由於原來緊緊纏繞的肽鏈變為松散結構的觀點。他們還對素食和葷食動物作瞭比較研究,發現素食動物生長發育較差,植物蛋白質的營養價值較低等。林可勝等揭示瞭脂肪阻遏胃液分泌的機理及胃肌的運動。並對腦交感神經中樞作瞭研究。張錫鈞等人發現存在於周圍神經上的神經遞質乙酰膽堿也存在於中樞神經系統中,並提出瞭“迷走神經-垂體後葉反射”學說。馮德培(1907~ )在神經肌肉接頭的物理、化學反應方面進行瞭開創性的系統研究。與此同時,蔡翹在肝糖元新陳代謝方面,汪敬熙(1893~1963)、張宗漢(1899~1985)等人在中樞神經生理方面,趙以炳在冬眠方面,均進行瞭系統的研究工作。此外,汪堃仁(1912~ )在用組織化學方法研究酶的定位,王志均(1910~ )在胃腸激素,吳襄(1910~ )在調查中國人的生理常數等方面,也做瞭不少起始性的工作。

  在植物學方面。第一個從事植物形態學研究的是張景鋮。1926年,他發表瞭關於蕨類組織研究的論文。1927年秋,李繼侗和他的學生殷宏章(1908~ )在南開大學用氣泡計數法發現光合作用的瞬間效應。這個成果是發現光合機理有兩個光反應的先驅。羅宗洛自1927年起,先後於中山大學、中央大學、浙江大學在植物礦質營養和微量元素方面作瞭許多研究。1931年湯佩松發表瞭關於在不同空氣供給情況下小麥發芽的研究論文。

  在遺傳學方面,陳楨、李汝祺等人在傳播現代遺傳學理論和培養人才方面作瞭許多工作。陳楨對金魚變異和品種形成規律進行瞭一系列研究,發表瞭多篇論文。談傢楨提出瞭瓢蟲色斑變異的鑲嵌顯性理論,並進行瞭果蠅的進化遺傳學研究。在微生物學方面,方心芳、湯飛凡、謝少文等人也做瞭不少有意義的工作。

  1948年,當時的中央研究院第一次評選出81名院士。其中生物組(包括動物學、植物學、人類學、生理學、醫學、藥物學、農學等)有25名。

  綜上所述,在民國時期中國湧現出一批現代生物學方面學有專長的科學傢。他們先後從歐美日留學回國。在五四運動科學與民主精神的影響下,投身到開拓中國生物學事業的工作中去。盡管在這段歷史時期,中國社會動蕩不安,民族災難深重,科學教育事業發展所需要的物質條件很差,但是,經過一代科學傢的艱苦奮鬥,在人才的培養、生物學的教育和生物學的研究諸方面,都為以後中國生物學事業的進一步發展尊定瞭較好基礎。

中華人民共和國成立後(1949~1985)

      生物學主要成就的概述

  中華人民共和國成立以後,中國的生物科學事業進入瞭一個新的歷史時期。在這30多年中盡管經歷瞭一些大的曲折,但是總的來說,從生物科學的機構、隊伍到研究的領域、范圍和規模,都取得瞭很大的發展。1949年11月中國科學院成立,對原有的中央研究院和北平研究院的幾個生物學研究機構進行瞭調整與充實,以後又陸續建立瞭許多新的生物學研究機構。到1985年為止,中國科學院共有34個與生物學有關的研究所或中心。1955年6月成立生物學地學部,聘任生物學方面的學部委員60人;1957年單獨成立生物學部,增聘瞭5名學部委員;1981年生物學部又增選瞭53名學部委員。它在編制全國科學規劃、評審全國自然科學獎和科學基金項目、評議中國科學院所屬各研究所的工作、組織重大學術活動等方面起瞭積極作用。1957年先後成立瞭中國農業科學院和中國醫學科學院。它們都設有若幹與生物學有關的研究機構。50年代初,高等學校經過院系調整後得到瞭很大發展。不但在全國綜合性大學和師范院校中都設有生物學系,而且陸續增設瞭許多新專業,使現代生物學的主要分支學科都有瞭相應的專業,某些重點高等學校還陸續設立瞭一些生物學的研究機構。30多年來學校招生人數劇增,生物學研究隊伍迅速壯大,學會組織也不斷發展。例如,中國植物學會和中國動物學會50年代初期,隻有會員數百人。到1982年已分別發展到6000餘人。30年內增加瞭20倍。中國古生物學會會員也從不足百人發展到1200餘人。除瞭原有學會不斷擴大外,在70年代末、80年代初,還先後建立瞭中國遺傳學會、中國生態學會等新的學會。到1985年為止,全國共有14個生物科學方面的學會。隨著生物科學研究工作的開展,生物學方面的刊物也成倍增加。50年代大約有20種刊物,到80年代初已增至60多種。

  中華人民共和國成立後,有計劃地開展瞭大規模自然條件和自然資源的綜合考察,其中生物資源的調查研究工作占有重要地位。青藏高原、塔裡木盆地、大興安嶺原始森林、西雙版納熱帶雨林、西沙群島和南沙群島等地,都留下瞭中國生物學傢的足跡。對全國的近海也作瞭大規模的普查工作。生物新種、新屬和新科屢有發現。在自然資源調查的基礎上,經過整理研究陸續編寫各種生物學志書。由中國植物學傢分工協作共同編寫的《中國植物志》已出版瞭40卷。這是一部集中國植物分類大成的重要著作,此外,還出版瞭《中國經濟植物志》、《中國高等植物圖鑒》、《中國真菌志》、《中國經濟海藻志》、《中國黃海海藻志》等。在分類學上另一部集大成的著作是《中國動物志》,現已出版5卷。在動物分類方面,還先後完成瞭《中國經濟昆蟲志》25冊以及《中國經濟動物·鳥類》、《中國經濟動物·獸類》、《中國鯉科魚類志》、《中國軟骨魚類志》、《中國動物圖譜》、《西藏鳥類志》、《西藏昆蟲》等專著。由中國植物學傢、生態學傢和地植物學傢通力合作。調查瞭全國的植被類型及其地理分佈特征,並開展瞭植被生態地理和植被區域的研究,在此基礎上編成瞭各種不同比例尺的植被圖和植被專著。其中《中國植被》一書,總結瞭中國30多年關於植被類群和植被區劃的研究成果。在古生物學方面,伴隨著大規模的地質調查,在研究的地區、深度和廣度上,都有瞭很大的發展,並建立和發展瞭孢子花粉學和微體古生物學的研究工作。在古植物學、古無脊椎動物學等方面也取得瞭重要的進展。1949年後很快就恢復瞭北京周口店古人類遺址的發掘工作。並先後在陜西發現瞭“藍田人”化石、在安徽發現瞭“和縣人”化石,以及其他不少代表不同階段的古人類化石。

  30多年來,中國科學工作者把現代生物學成就和社會主義建設的實際結合起來,開展有關農業、醫藥等領域新技術、新途徑、新方法的研究,將科學技術轉化為生產力,取得瞭不少成就,並獲得瞭顯著的經濟效益和社會效益。例如,在育種方面,50年代開展瞭玉米的雜種優勢利用工作,取得瞭良好的經濟效益;60年代開始瞭水稻的雜交優勢利用的研究,獲得瞭具有國際先進水平的科研成果,其中湖南雜交水稻研究中心袁隆平等,首次用“野敗”與栽培稻雜交,培育出水稻雄性不育系,接著育成“三系”,並育出瞭優良雜交水稻,使中國成為世界上第一個培育並推廣雜交水稻的國傢。中國在遠緣雜交和異源多倍體的研究上也取得瞭重大成果,其中有些已育成瞭推廣品種,前者如西北植物研究所李振聲等用小麥和偃麥草雜交,育成瞭小麥新品種“小偃6號”。後者如鮑文奎(1916~ )等,用小麥黑麥雜種加倍育成的小黑麥品種。在植物自交不親和系的利用方面,中國農科院蔬菜研究所等單位,完成瞭甘藍自交不親和系的選育,並配置出多個系列的新品種。在花藥培養和花粉單倍體育種研究方面,已選育出一些較好的煙草、小麥、水稻品系或品種,其中“京花一號”小麥、“中花8號”水稻已推廣8萬畝以上。建國以來,對海洋和淡水生物的研究,有力地推動瞭水產養殖事業的發展。如青島海洋研究所曾呈奎等在甘紫菜生活史、海帶生物學等方面的研究就為中國海藻養殖事業的興起打下瞭基礎:長江水產研究所、水生生物研究所等單位,在魚類生殖生理的研究上取得瞭重要成果,並建立起一整套魚類育種技術和繁育體系,在傢魚的人工排卵、受精方面,南海水產研究所鐘麟、中國科學院實驗生物研究所朱洗等,先後使用瞭魚腦垂體激素和孕婦尿液中提取的絨毛膜促性腺激素進行人工催產受精都取得瞭成功,從而結束瞭隻能在江河撈取魚苗的歷史。70年代上海生物化學研究所人工合成瞭丘腦下部分泌的多肽激素──促性腺激素釋放因子及其高效類似物,用於促進傢魚排卵、受精也獲得瞭成功。

  中國的昆蟲學傢、生態學傢對中國幾種主要害蟲進行瞭深入的研究,取得重大成果。如中國科學院動物研究所馬世駿等闡明瞭東亞飛蝗蝗區的結構與轉化,北大生物系和中國農業科學院植物保護研究所、中國科學院動物研究所共同揭示瞭粘蟲的越冬和遷飛規律,江蘇省農科院等單位搞清楚瞭褐稻飛虱的遷飛規律。以上成果對這些害蟲發生的預測預報及防治具有重要的指導意義。在昆蟲激素的成份、合成和應用研究上也取得瞭一定的進展。如中國科學院動物研究所昆蟲激素室提出瞭梨小食心蟲,性外激素的簡便合成方法,還研制出兩種高效誘芯。有機化學研究所和上海昆蟲研究所合成瞭棉紅鈴蟲性誘劑,並研制出用於測報的劑型:中山大學李瑞聲等合成瞭昆蟲保幼激素類似物731-Ⅱ,並提出瞭一套與此有關的養蠶增絲技術,制出兩種高效誘芯。這些新技術無論在害蟲的防治和益蟲的利用上都有著廣闊的前途。在寄生生物學的研究上也取得瞭相當的進展。如湯飛凡等完成瞭沙眼衣原體的分離培養;馮蘭洲等闡明瞭中華按蚊在自然情況下傳染馬來絲蟲的過程;廈門大學唐仲璋等揭示瞭闊盤胰吸蟲和矛形雙腔吸蟲的生物學規律。這些研究對於人畜傳染病的防治都有重要意義。上海實驗生物研究所朱洗等成功地馴化瞭原產印度的蓖麻蠶,促進瞭蠶絲的生產。中國科學院微生物研究所與有關工廠合作研究的二步發酵生產維生素C的新工藝,1975年在國際上首次用於工業生產。此外,上海生物化學研究所等單位將細胞固定化技術應用於制備6-氨基青黴烷酸方面的研究等也都取得瞭具有較大實用價值的成果。

  經過多年的努力,在中國形成瞭一個門類基本齊全的生物學研究體系,無論是在經典的形態科學領域還是在實驗科學領域,都取得瞭一些重要的研究成果。例如胡先驌曾發表瞭一個屬於“真花說”學派的多元被子植物系統。鐘補求根據花冠的形式、葉序等的變化,以及種類的地理分佈規律,論證瞭馬先蒿屬的物種形成及該屬植物的起源中心,以及各種之間的親緣關系,提出瞭這個屬的一個新系統。殷宏章、沈允綱等在世界上最早發現光合磷酸化高能態的存在。上海藥物研究所鄒岡及其導師張昌紹提出第三腦室周圍灰質和大腦導水管是嗎啡發揮鎮痛作用部位的新觀點,是嗎啡鎮痛機理研究的重要成果。在生物學眾多的分支學科的基礎研究中,建國以來,中國科學傢都取得瞭不少研究成果,對中國生物科學的發展具有重大意義,這裡不分科一一列舉瞭。值得提出的是,在分子生物學和遺傳工程方面中國科學傢也取得瞭可喜的成就。例如,1965年9月,上海生化所王應睞、鈕經義、鄒承魯等,上海有機化學研究所汪猷等,北京大學化學系邢其毅等共同協作,經過6年零9個月的艱苦努力,在世界上第一次用人工的方法合成瞭具有生物活性的蛋白質──結晶牛胰島素。1971年9月,中國科學院物理研究所梁棟材等,生物物理研究所林正炯以及北京大學生物系等單位合作,成功地用X射線衍射法完成瞭分辨率為2.5埃的豬胰島素晶體結構的分析工作,1974年又完成瞭分辨率為1.8埃豬胰島素晶體結構的分析工作。1981年11月,上海生物化學研究所、上海細胞生物研究所、上海有機化學所、生物物理所、北京大學生物系和上海試劑二廠等單位協作,在王應睞、汪猷的領導下,王德寶等人經過13年的努力,完成瞭酵母丙氨酸轉移核糖核酸的人工合成,合成產物具有與天然轉移丙氨酸相同的生物活性。在分子遺傳學方面,70年代末上海植物生理研究所沈善炯在固氮基因方面的研究中測得 nif基因的物理間距,矯正瞭國外關於 nif基因組分為兩簇,其間有靜止區的論點。在基因工程方面,人工構建的青黴素酰化酶工程菌株,已完成瞭中間生產試驗;預防乙型肝炎的基因工程疫苗正在擴大臨床試驗;預防仔豬腹瀉的基因工程疫苗也在進行擴大試驗:還構建瞭人胰島素原和人生長激素的基因工程菌。此外還獲得瞭一些抗病的基因工程植株,如抗煙草花葉病毒的煙草,抗枯萎病和黃萎病的棉花、抗除草劑的大豆等,轉基因魚和轉基因兔也初獲成功。

  綜上所述,經過30多年艱苦奮鬥,中國生物學的科研和教學機構已遍佈全國各地,形成瞭一個包括基礎研究和應用研究在內的、門類比較齊全、從整體到生物大分子水平之間的多層次的生物科學體系,擁有一支素質較好、水平較高的生物科學專業隊伍,具有一定的科技攻堅能力。在生物資源的調查研究、應用研究、生物學的基礎理論探索以及前沿領域研究等方面,均取得瞭一定的成果,為中國今後生物科學的更大發展奠定瞭基礎。