Біологія (від біо... і ...логия ) , сукупність наук про живу природу. Предмет вивчення Б. — всі прояви життя: будова і функції живих істот і їх природних співтовариств, їх поширення, походження і розвиток, зв'язки один з одним і з неживою природою. Завдання Б. полягають у вивченні всіх біологічних закономірностей, розкритті суті життя і її проявів з метою пізнання і управління ними. Термін «Би.» запропонований в 1802 незалежно один від одного двома ученими — французом Ж. Б. Ламарком і німцем Р. Р. Тревіранусом. Інколи термін «Би.» вживають у вузькому сенсі, аналогічному поняттям екологія і біономія .
Введення
Основні методи Б.: спостереження, що дозволяє описати біологічне явище; порівняння, що дає можливість знайти закономірності, загальні для різних явищ (наприклад, особин одного вигляду, різних видів або для всіх живих істот); експеримент, або досвід, в ході якого дослідник штучно створює ситуацію, що допомагає виявити глибше лежачі властивості біологічних об'єктів; нарешті, історичний метод, що дозволяє на основі даних про сучасний органічний світ і його минуле пізнавати процеси розвитку живої природи. У сучасній Би. між цими основними методами дослідження не можна провести строгого кордону; колись виправдане розділення Б. на описовий і експериментальний розділи тепер втратило своє значення.
Би. тісно пов'язана з багатьма науками і з практичною діяльністю людини. Для опису і дослідження біологічних процесів Би. залучає хімію, фізику, математику, багато технічних наук і науки про Землю — геологію, географію, геохімію. Так виникають біологічні дисципліни, суміжні з іншими науками, — біохімія, біофізика і пр., і науки, в які Б. входить як складова частина, наприклад грунтознавство, що включає вивчення процесів, що протікають в грунті під впливом грунтових організмів, океанологія і лімнология, що включають вивчення життя в океанах, морях і прісних водах.
У зв'язку з виходом Би. на передові рубежі природознавства, зростанням значення і відносної ролі Б. серед інших наук, зокрема як продуктивна сила суспільства, 2-у половину 20 ст часто називають «століттям Би.». Величезне значення Б. для формування послідовно матеріалістичного світогляду, для доказу естественноїсторічеського походження всіх живих істот і людини з властивими йому вищими формами розумної діяльності, для викорінювання віри в надприродне і початкову доцільність (теологія і телеологія). Важливу роль грає Б. у пізнанні людини і його місця в природі. По словах До. Маркса, Би. і розроблене в її надрах еволюційне учення дають естественноїсторічеськую основу матеріалістичним поглядам на розвиток суспільства. Перемога еволюційної ідеї в 19 ст покінчила в науці з вірою в божественне створення живих істот і людини (креационізм ) . Би. доводить, що в основі життєвих процесів лежать явища, що підкоряються законам фізики і хімії. Це не виключає наявності в живій природі особливих біологічних закономірностей, які, проте, не мають нічого спільного з уявленням про існування непізнаваної «життєвої сили», — vis vitalis (див. Віталізм ) . Т. о., завдяки прогресу Б. рушаться головні опори релігійного світогляду і філософського ідеалізму. Методологічною основою сучасної Б. є діалектичний матеріалізм . Навіть дослідники, далекі від затвердження матеріалізму у філософських концепціях, своїми роботами підтверджують принципову пізнаваність живої природи, розкривають об'єктивно існуючі закономірності і перевіряють правильність пізнання досвідом, практикою, тобто стихійно стоять на матеріалістичних позиціях.
Розкривані Б. закономірності — важлива складова частина сучасного природознавства. Вони служать основою медицини, з.-х.(сільськогосподарський) наук, лісового господарства, звірівництва, мисливського і рибного господарства. Використання людиною багатств органічного світу будується на принципах, розкриваних Б. Данниє Б., що відносяться до викопних організмів, мають значення для геології. Багато біологічних принципи застосовують в техніці. Використання атомної енергії, а також космічні дослідження зажадали створення і посиленого розвитку радіобіології і космічної Б. Только на основі біологічних досліджень можливе вирішення одного з найграндіозніших і насущних завдань, що встали перед людством, — планомірній реконструкції біосфера Землі з метою створення оптимальних умов для життя того, що збільшується населення планети.
Система біологічних наук Система біологічних наук надзвичайно многопланова, що обумовлене як різноманіттям проявів життя, так і різноманітністю форм, методів і цілей дослідження живих об'єктів, вивченням живого на різних рівнях його організації. Все це визначає умовність будь-якої системи біологічних наук. Одними з перших в Би. склалися науки про тварин — зоологія і рослинах — ботаніка, а також анатомія і фізіологія людини — основа медицина . Інші крупні розділи Б., дослідження, що виділяються по об'єктах, — мікробіологія — наука про мікроорганізмів, гідробіологія — наука про організми, що населяють водне середовище, і т.д. Усередині Б. сформувалися вужчі дисципліни; в межах зоології — що вивчають ссавців — теріология, птиць — орнітологія, що плазують і земноводних — герпетологія, риб і рибообразних — іхтіологія, комах — ентомология, кліщів — акарология, молюсків — малакология, простих — протозоологія ; усередині ботаніки — що вивчають водорості — альгология, гриби — мікологія, лишайники — ліхенология, мохи — бріологія, дерева і чагарники — дендрологія і т.д. Підрозділ дисциплін інколи йде ще глибше. Різноманіття організмів і розподіл їх по групах вивчають систематика тварин і систематика рослин . Би. можна підрозділити на неонтологію, що вивчає сучасний органічний світ, і палеонтологію — науку про вимерлих тварин (палеозоологія ) і рослини (палеоботаніка ) .
Інший аспект класифікації біологічних дисциплін — по досліджуваних властивостях і проявах живого. Форму і будову організмів вивчають морфологічні дисципліни; спосіб життя тварин і рослин і їх взаємовідношення з умовами зовнішнього середовища — екологія ; вивчення різних функцій живих істот — область досліджень фізіології тварин і фізіології рослин ; предмет досліджень генетики — закономірності спадковості і мінливості ; етологиі — закономірності поведінки тварин; закономірності індивідуального розвитку вивчає ембріологія або в ширшому сучасному розумінні — біологія розвитку ; закономірності історичного розвитку — еволюційне учення . Кожна з названих дисциплін ділиться на ряд більш приватних (наприклад морфологія — на функціональну, порівняльну і ін.). Одночасно відбувається взаємопроникнення і злиття різних галузей Би. з утворенням складних поєднань, наприклад гисто-, цито- або ембріофізіология, цитогенетика, еволюційна і екологічна генетика і ін. Анатомія вивчає будову органів і їх систем макроскопічно; мікроструктуру тканин вивчає гістологія, кліток — цитологія, а будова клітинного ядра — каріология . В той же час і гістологія, і цитологія, і каріология досліджують не лише будову відповідних структур, але і їх функції і біохімічні властивості.
Можна виділити в Би. дисципліни, зв'язані з використанням визначених. методів дослідження наприклад біохімію, що вивчає основні життєві процеси хімічними методами і що підрозділяється на ряд розділів (біохімія тварин, рослин і т.п.), біофізику, що розкриває значення фізичних закономірностей в процесах життєдіяльності і також підрозділяється на ряд галузей. Біохімічний і біофізичний напрями досліджень частенько тісно переплітаються як між собою (наприклад, в радіаційній біохімії), так і з іншими біологічними дисциплінами (наприклад, в радіобіології ) . Важливе значення має біометрія, в основі якої лежать математична обробка біологічних даних з метою розтину залежностей, що вислизають при описі одиничних явищ і процесів, планерування експерименту і др.; теоретична і математична Б. дозволяють, застосовуючи логічні побудови і математичні методи, встановлювати загальніші біологічні закономірності.
У зв'язку з вивченням живого на різних рівнях його організації виділяють молекулярну біологію, що досліджує життєві прояви на субклітинному, молекулярному рівні; цитологію і гістологію, що вивчають клітки і тканини живих організмів; видову для популяції Б. (систематику, біогеографію, напрями популяцій в генетиці і екології), пов'язану з вивченням популяцій як складових частин будь-якого вигляду організмів; біогеоценологию, що вивчає вищі структурні рівні організації життя на Землі, аж до біосфери в цілому. Важливе місце в Би. займають як теоретичні, так і практичні напрями досліджень, різкий кордон між якими важко провести, т.к. любоє теоретичний напрям неминуче пов'язаний (прямо або побічно, в даний момент або в майбутньому) з виходами в практику. Теоретичні дослідження роблять можливими відкриття, що революціонізували багато галузей практичної діяльності, вони забезпечують успішний розвиток прикладних дисциплін, наприклад промислової мікробіології і технічної біохімії, захисту рослин, рослинництва і тваринництва, охорони природи, дисциплін медико-біологічного комплексу (паразитологія, імунологія і т.д.). У свою чергу, галузі прикладної Б. збагачують теорію новими фактами і ставлять перед нею завдання, визначувані потребами суспільства. З практично важливих дисциплін швидко розвиваються біоніка (вивчення технічних додатків біологічних закономірностей), космічна біологія (вивчення біологічної дії чинників світового простору і проблем освоєння космосу), астробіологія або екзобіология (дослідження життя поза Землею). Вивченням людини як продукту і об'єкту біологічної еволюції займається ряд біологічних дисциплін — антропологія, генетика і екологія людини, медична генетика, психологія, - тісно пов'язаних з соціальними науками.
Особливо слід виділити декілька фундаментальних областей Би., що досліджують найбільш загальні, властиві всім живим істотам закономірності і складових основу сучасною загальною Б. Ето наука про основну структурно-функціональну одиницю організму — клітку, тобто цитологія; наука про явища відтворення і спадкоємності морфо-фізіологічної організації живих форм — генетика; наука про онтогенез — біологія розвитку; наука про закони історичного розвитку органічного світу — еволюційна теорія, а також физико-хімічна Б. (біохімія і біофізика) і фізіологія, що вивчають функціональні прояви, обмін речовин і енергії в живих організмах. З приведеного далеко не повного переліку біологічних дисциплін видно, як велике і складне будівля сучасної Б. і як міцно разом з сусідніми науками, що вивчають закономірності неживої природи, воно пов'язане з практикою.
Короткий історичний нарис Сучасна. Б. вирушає корінням в старовину. Древні цивілізації на Ст і Ю. Азії (Китай, Японія, Індія) розвивалися самобутнім дорогою і не зробили прямого впливу на європейську науку. Сучасна Б. бере почало в країнах Середземномор'я (Давній Єгипет, Древня Греція). Перші систематичні спроби осмислити явища життю були зроблені старогрецькими, а надалі давньоримськими натурфілософамі і лікарками (починаючи з 6 ст до н.е.(наша ера)). Особливо великий внесок у розвиток Би. внесли Гіппократ, Арістотель і Гален. В середні віки накопичення біологічних знань диктувалося в основному інтересами медицини. Рослини вивчалися переважно у зв'язку з їх лікарськими властивостями. Розтини людського тіла були заборонені, і що викладалася по Галену анатомія була насправді анатомією тварин, головним чином свині і мавпи. Арістотель був основним філософським авторитетом церкви, проте багато його творів ігнорувалися, а інколи заборонялися. У епоху Відродження отримали поширення вигадування античних натуралістів, а також енциклопедистів середньовіччя, що писали про природу. Географічні відкриття, пов'язані з подорожами в країни Середземномор'я, а потім і до берегів Африки і довкола неї (1497), відкриття Північної Америки (1492) і ін. збагатили знання про світ рослин і тварин. Сприяло цьому і створення ботанічних садів при університетах і звіринців.
Перші ботанічні праці були коментарями до вигадуванням античних учених Теофраста, Діоськоріда і Плінія Старшого, Надалі з'являються оригінальні «травники» — переліки лікарських рослин з їх коротким описом і зображенням. Рослини ділили на дерева, чагарники і трави. Лише італійський ботанік А. Чезальпіно зробив спробу (1583) створення класифікації на основі будови насіння, квіток і плодів. В Чезальпіно є зачатки вчення про метаморфозу, а також понять роду і вигляду. Багатотомні компілятивні енциклопедії були складені по зоології: «Історія тварин» швейцарського ученого К. Геснера (т. 1—5, 1551—87) і серія монографій (13 тт., 1599—1616) італійського ученого В. Альдрованді. З'явилися описи «заморських» тварин, засновані на спостереженнях в природі і на відвідинах далеких країн, французького вченого Р. Ронделе, італійського — І. Сальвіані — про риб і морських тварин, і особливо французького натураліста П. Белона — про риб і птиць, а також про тварин Ближнього Сходу, Белон вперше спробував зіставити будову птиці і людини, змалювавши поруч їх скелети (1555).
Блискучі успіхи анатомії в епоху Відродження були пов'язані з впровадженням анатомування людського тіла в практику як викладання, так і дослідження. Факти невідповідності реальних спостережень книжним, заснованим на авторитеті Галена, зважився опублікувати фламандський учений А. Везалій в своїй праці «Про будову людського тіла» (1543). Спростування затвердження Галена про наявність пір в стінці серця, що розділяє його шлуночки, показало неспроможність теорії руху крові по Галену і підвело до виводу про існування малого круга кровообігу. Цей вивід зробили іспанський учений М. Сервет (1553), а услід за ним італійський — Р. Колумб (1559).
Праці анатомів підготували велікоє відкриття 17 ст — вчення У. Гарвея про кровообіг (1628) — зразок фізіологічний дослідження на основі кількісних вимірів і вживання законів гідравліки відповідно до механічного напряму, що народжується, в медицині. Видними представниками ятромеханикі були італійські учені С. Санторіо, що намагався на собі перевірити кількісну сторону обміну речовин в телі людини (1614), і Дж. Бореллі, що прагнув пояснити законами механіки всі форми руху тварин (1680), у тому числі м'язове скорочення і травлення. Ці пояснення натрапляли на непереборні труднощі і знаходилися в опозиції до ятрохимічеському напряму (див. Ятрохимія ) , що пояснював всі життєві процеси на основі вчення про ферментації (бродіннях), розвиненого в 16 ст німецькою лікаркою і хіміком Ф. Парацельсом. Вчення про ферментації пояснювало і самозародження, що відвіку допускалося, а також зародження і розвиток, що здійснюються нібито шляхом змішення насінних рідин при заплідненні, Навіть Гарвей, що проголосив основним принципом розмноження тварин положення «все з яйця» (1651), допускав самозародження для нижчих тварин, в яких не були виявлені яйця. Експерименти італійського ученого Ф. Реді (1668), що показав, що «самозародження» личинок мух в гниючому м'ясі пояснюється розвитком останніх з відкладених мухами яєць, у той час ще не вирішили остаточно питання.
Із створенням мікроскопа (17 ст) можливості вивчення живих істот розширилися і поглибилися. Плеяда блискучих мікроськопістов відкриває клітинну і волокнисту будову рослин (англійський учений Р. Гук, 1665; італійський — М. Мальпіги,1675—79; англійський — Н. Грю, 1671—82), світ мікроскопічних істот, еритроцити і сперматозоїдів (голландський — А. Льовенгук, 1673 і пізніше), вивчає будову і розвиток комах (Мальпіги, 1669; голландський — Я. Сваммердам, 1669 і пізніше), рух крові в капілярах (Мальпіги, 1661), виявляє яйця у риб і фолікули в яєчниках ссавців, що приймаються за яйця (данський — Н. Стено, 1667; голландський — Р. де Грааф, 1672), встановлює статеві відмінності в рослин (англійський — Т. Міллінгтон, 1676; німецький — Р. Камераріус, 1694). Ці відкриття привели до виникнення двох помилкових напрямів в ембріології — овістов і анімалькулістов (сперматістов), що заперечували участь одну з полови в заплідненні. Обидві точки зору сходилися на тому, що дійсного розвитку насправді не відбувається, але, по одній, в яйці, по іншій, в сперматозоїдові поміщений готовий мініатюрний зародок майбутнього організму (див. Преформізм ) . Теорія епігенезу, сформульована Арістотелем і Гарвєєм, була відхилена як наївна і механістична.
Штучні системи рослин спробували побудувати англійський учений Дж. Рей, що описав в своїй «Історії рослин» (1686—1704) понад 18 тис. рослин, згрупованих в 19 класів, і французький — Же. Турнефор, що розподілив їх по 22 класам (1700). Рей визначив поняття «вигляд» і, використавши праці англійського ученого Ф. Уїллобі, дав класифікацію хребетних, засновану на анатомо-фізіологічних ознаках (1693).
18 вік. Всеосяжну для того часу «Систему природи» (1735), засновану на визнанні незмінності спочатку створеного світу, запропонував шведський натураліст До. Лінней. Свою систему рослин, названу їм «сексуальною», він побудував, виходячи з числа тичинок і інших ознак квіток. Його класифікація тварин була природнішою і будувалася з врахуванням їх внутрішніх особливостей, Лінней виділив клас ссавців, в який він правильно включив китів, а також людину віднесеного їм разом з мавпами до загону приматів. Величезна заслуга Ліннея — введення бінарної номенклатури з подвійним найменуванням (по роду і вигляду) кожної форми рослин і тварин. Штучна система Ліннея не задовольняла багатьох ботаніків, рослин, що намагалися знайти «природну» систему, відповідно до їх схожості і «спорідненості». Французький ботанік Б. Жюсье здійснив її (1759) лише у вигляді насаджень в Королівському саду в Тріаноне (Версаль), а французький учений М. Адансон намагався створити природну систему сімейств рослин (1763). Завершив ці спроби французький ботанік А. Л. Жюсье в своїй праці «Пологи рослин, розташовані по природних порядках» (1789). Ворожу позицію по відношенню до всяких систем, у тому числі і Ліннея, зайняв французький натураліст Же. Бюффон. Його «Природна історія», 36 тт. якої він встиг опублікувати (1749—88), включає опис не лише тварин і людини, але і мінералів і історію минулого Землі. Бюффон шукав єдності в плані будови тварин, будував припущення про минуле тваринного світу і намагався пояснити схожість близьких форм їх походженням один від одного. Т. о., трансформізм Бюффона був обмеженим, але і від нього він був вимушений відректися під загрозою відлучення від церкви (1751). Ідеї Бюффона відносно розмноження і розвитку організмів мали велике значення для спростування учення про преформациі. Вони знаменували повернення до вчення про дві насінні рідини, що беруть участь в заплідненні (1749). Бюффон намагався відродити і античну концепцію пангенезису, стверджуючи, що в насінній рідині збираються «органічні молекули», що представляють всі частини тіла. Розвиток особини французький учений П. Мопертюї (1744) і Бюффон пояснювали силами тяжіння і відштовхування між органічними молекулами. Відродженню вчення про епігенез більше всіх сприяв російський академік К. Ф. Вольф (1759—68). Розвиток він пояснював дією якоїсь «істотної сили», що забезпечує рух живильних соків в зародках. Вольф приписував цій силі фізичні властивості тяжіння і відштовхування, по аналогії з силою тяжіння (1789). Т. о., це була не віталістична концепція, а своєрідна реакція на «механічну» медицину. Почало цьому поклала німецька лікарка і хімік Р. Шталь що протиставив свою теорію анімізму (1708) концепціям людини-машини, керованої флюїдами. Приписуючи «душі» управління всією життєдіяльністю організму, він виходив з фактів залежності фізіологічних реакцій від нервово-психічних дій. Його вчення про «життєвий тонус», що бере початок від принципу тієї, що «дратує» (англійський учений Ф. Гліссон, 1672), отримало подальший розвиток в ученні німецького фізіолога А. Галлера про ту, що дратує (1753). Експериментально показавши відмінність між скоротністю м'язових волокон і здатністю нервів і мозку проводити роздратування, Галлер приписав їх дії двох «сил», властивих самим волокнам і тканинам організму. Услід за Галлером чеський анатом і фізіолог І. Прохаська допускає наявність єдиної «нервової сили», що забезпечує без участі мозку як сприйняття збудження, так і передачу його руховим органам (1784). Таке ж тлумачення отримали сенсаційні досліди італійського вченого Л. Гальвані, що виявив «тварину електрика» (1791), що привело надалі до розвитку електрофізіології (німецький фізіолог А. Гумбольдт,1797; італійський — До. Маттеуччи, 1840; німецький — Е. Дюбуа-Реймон, 1848).
В області фізіології дихання багато зробили англійський учений Дж. Прістлі, що показав (1771—78) в дослідах на рослинах, що вони виділяють газ, сприяючий горінню і необхідний для дихання тварин, а також французькі — А. Лавуазье, П. Лаплас і А. Сеген, що з'ясували властивості кисню в окислювальних процесах і роль його в диханні і утворенні тваринного тепла (1787—90). Роль сонячного світла в здатності зеленого листя виділяти кисень, використовуючи вуглекислий газ з повітря, встановили голландська лікарка Я. Інгенхауз (1779), швейцарські учені Ж. Сенебье (1782) і Н. Соссюр (1804). В кінці 18 ст починають широко вивчати речовини, що виділяються з тварин і рослин, закладаючи тим самим основи майбутньої органічної хімії (відкриття сечовини, холестерину, органічних кислот і ін.).
Російський академік І. Кельрейтер остаточно довів наявність підлоги в рослин, а своїми роботами по гібридизації показав участь в заплідненні і розвитку як яйцеклітин, так і пилки рослин (1761 і пізніше). В кінці століття італійський учений Л. Спалланцані провів точні досліди, що спростували можливість самозародження.
Ідеї історичного розвитку органічного світу все наполегливіше виникають в 2-ій половині 18 ст Ще німецький філософ Г. В. Лейбніц проголосив принцип градації живих істот і передбачив існування перехідних форм між рослинами і тваринами. Відкриття швейцарським натуралістом А. Трамбле прісноводих поліпів (1744) розглядалося як знаходження таких «зоофітів». Подальший розвиток принцип градації отримав в ідеї «сходів істот» від мінералів до людини, яка для одних (швейцарський натураліст Ш. Бонні, 1745,1764) була ілюстрацією ідеальної безперервності в будові істот, а для інших (французький філософ Же. Б. Робіне, 1768; російський письменник А. Н. Радіщев, 1792—1796) — свідоцтвом реально перетворення живих істот, що сталося. Бюффон (1749, 1778) побудував сміливу гіпотезу про історію Землі, тривалість якої він обчислював в 80—90 тис. років і ділив на 7 періодів; лише у останні періоди з'являються на Землі рослини, потім тваринні і, нарешті, людина, Бюффон допускав перетворення одних форм на інших під впливом клімату, грунту і живлення. Мопертюї (1750) висловлював припущення про роль елімінації форм, не пристосованих до існування.
19 вік. Еволюційно тлумачив «сходи істот» французький учений Же. Б. Ламарк, намалювавши в «Філософії зоології» (т. 1—2, 1809) дорогу вдосконалення живих істот від нижчих до вищих, здійснюється, як він вважав, на основі внутрішнього, властивого організмам прагнення до прогресу (принцип градації). Зовнішнє середовище викликає відхилення від «правильної» градації і визначає пристосування видів до умов існування або прямих дією (рослини і нижчі тварини), або через вправу і невправу органів у зв'язку із зміною звичок (тварини з нервовою системою). При безперечній прогресивності для свого часу (подолання креационізма, обгрунтування еволюції живих істот під впливом природних причин) в розумінні механізмів еволюції теорія Ламарка була натурфілософськой концепцією з явними елементами ідеалізму (внутрішнє прагнення до прогресу, роль зусиль тварин в змінах завжди доцільна і спадкова зміна ознак під прямою дією умов і ін.) (див. Ламаркізм ).
Теорію Ламарка критикував багато хто, у тому числі основоположник порівняльної анатомії і палеонтології тварин французький учений Же. Кювье. Для пояснення історичної зміни живих форм і зникнення багато з них він висунув вчення про катастрофи, що зазнають органічним світом під впливом геологічних катаклізмів (1825). Закінчений креационістський характер додав катастроф теорії послідовник Кювье французький біолог А. д''Орбіньі (1849). Французький учений Е. Жоффруа Сент-Ілер намагався обгрунтувати натурфілософськоє вчення про «єдність плану будови» тварин, яка він надалі пояснював спільністю їх походження. По його виставах, еволюційні зміни відбуваються раптово в результаті прямих дій зовнішнього середовища; особливо різкі зміни зазнають тварини в ембріональний період. Ці ідеї знайшли віддзеркалення і в поглядах російського ученого До. Ф. Рулье, що значно поглибив їх і що передбачив їх справжнє еволюційне тлумачення. Спроби Жоффруа обгрунтувати єдиний план будови тварин викликали різку опозицію з боку Кювье, що протиставив йому вчення про 4 типи будови. У публічній дискусії (1830) Кювье взяв верх, надовго затвердивши у Франції антиеволюційні концепції.
Найбільший вплив на Б. натурфілософського напрями, коріння яких вирушає в 18 ст, надали в Германії. Німецькі філософи і дослідники природи також обгрунтовували вчення про єдність плану будови організмів. Так, І. В. Гете затверджував існування «ідеї органу» і типів «прарастенія» і «пражівотного» (1782 — 1817); Л. Окен вважав, що в основі будови і розвитку всіх живих істот лежить «бульбашка» або інфузорія (1805). Найбільш плідною ідеєю німецьких натурфілософов був принцип паралелізму між онтогенезом і філогенезом (До. Кильмейер, 1793; І. Меккель, 1811), що став згодом відправний крапкою при формулюванні біогенетичного закону.
Справжнє наукове підтвердження ідея розвитку організмів знайшла в ембріологічних дослідженнях російських академіків Х. І. Пандера (1817) і К. М. Бера (1827) про зародкові листки, в обгрунтуванні Бером принципів порівняльної ембріології (1828—37) і в створенні німецьким біологом Т. Шванном (1839) єдиною для всього органічного світу клітинній теорії . Вчення про єдність клітинної будови всіх живих істот зіграло величезну роль в розвитку гістології, ембріології і клітинної фізіології. На його основі прості були визнані одноклітинними організмами (німецький учений До. Зібольд, 1848); німецький учений А. Келлікер (1844), російський, — Н. А. Варнек (1850) і особливо німецький — Р. Ремак (1851—55) розробили целлюлярную ембріологію; німецький патолог Р. Вірхов створив «целлюлярную патологію» і проголосив принцип «всяка клітка від клітки» (1858); німецькі учені М. Шульце і Е. Брюкке висунули (1861) поняття про клітку як «елементарному організмі», основними частинами якого є протоплазма і ядро.
Великі успіхи були досягнуті в середині 19 ст в області фізіологічної хімії, головним чином завдяки працям німецького ученого Ю.Лібіха і французького — Ж. Б. Буссенго, які встановили особливості живлення рослин і його відмінність від живлення тварин, сформулювавши принцип круговороту речовин в природі. Лібіх розділив всі речовини, що входять до складу живих істот, на білки, жири і вуглеводи, з'ясував багато хімічних процесів обміну речовин, у тому числі утворення жирів з вуглеводів. Німецький учений Ф. Велер вперше синтезував органічні речовини — щавлеву кислоту (1824) і сечовину (1828); проте і він і Лібіх допускали наявність якоїсь «життєвої сили» як причини життєвих явищ. Необхідність цього допущення розділяли і такі крупні фізіологи того часу, як німецький — І. Мюллер і деякі ін. Повністю відмовилися від нього лише французький фізіолог К. Бернар і німецький — До. Людвіг, Е. Дюбуа-Реймон і Г. Гельмгольц. Бернар з'ясував роль секретів різних залоз в травленні (1843, 1847), довів синтез глікогену в печінці (1848), обгрунтував поняття «Внутрішнього середовища» організму і сформулював основні принципи експериментальної фізіологиії медицини. Людвіг, Дюбуа-Реймон і Гельмгольц розробили основні фізіологічні методи дослідження нервово-м'язової системи і органів чуття. У Росії гідним їх наступником з'явився І. М. Сеченов, що встановив гальмування спинномозкових рефлексів центрами головного мозку (1863) і що заклав основи матеріалістичного розуміння вищій нервовій діяльності («Рефлекси головного мозку»).
Роботи французького ученого Л.Пастера (розкриття ролі мікроорганізмів в процесах бродіння, 1857—64), що мали видатне значення для харчової промисловості, сільського господарства і ін., дозволили остаточно спростувати вчення про самозародження організмів (1860—64). Надалі він показав роль мікроорганізмів в інфекційних захворюваннях тварин і людини, розробив заходи боротьби проти сказу і сибірської виразки за допомогою захисних щеплень (див. Імунітет ). Природу процесів бродіння, що викликала спори між прибічниками физико-хімічного (Лібіх) і мікробіологічного (Пастер) її пояснення, остаточно розкрив німецький учений Е. Бухнер, виділивши з дріжджових грибів фермент зимазу (1897). Цим належало початок новій науці — ензімологиі (див. Ферменти ). Російська лікарка Н.І. Лунін довів (1881) наявність в харчових продуктах вітамінів, пізніше названих так польським ученим К. Функом (1912). В кінці 19 ст були досягнуті перші успіхи у вивченні хімії білків і нуклеїнових кислот (німецькі біохіміки Ф. Мішер, Е. Фішер, Е. Абдергальдені ін.). Принципове значення для встановлення круговороту азоту, сірки і залоза в природі мало виявлення російським мікробіологом С. Н. Віноградським (1887—91) бактерій, здатних утворювати дорогою хемосинтезу (відкритого Віноградським) органічні речовини з неорганічних. Основоположник вірусології Д. І. Івановський відкрив нову форму організації живого — віруси (1892).
Найбільшим завоюванням 19 ст було еволюційне учення Ч. Дарвіна викладене ним в праці «Походження видів...» (1859). Він дав те, що спирається на величезне число фактів з біогеографії, палеонтології, порівняльній анатомії і ембрі
