马尔比基:近代组织学的奠基人
2019-4-25 青野云麓
马尔比基(Marcello Malpighi), 十七世纪意大利解剖学家、医生。他在组织学、胚胎学、动物学、植物学等领域均有建树。对组织学与胚胎学的贡献尤为卓著,被认为是近代组织学的奠基人。
马尔比基出身在一个农夫家庭,双亲都死于1648年的一场流行病,这可能是促使马尔比基学习医学的一个重要的原因。但是,马尔比基并非一名单纯的医生,同时还对哲学有着浓厚的兴趣。医学和哲学,一个重视实践,一个重视思辨,二者的结合,正好体现了17世纪科学家的特色。马尔比基成年后的大部分生涯是在科学研究中度过的。 马尔比基就学于波洛亚大学,毕业后留校教授逻辑学,并开业行医。由于主张利用实验了解人体和动物体的解剖结构,因而触犯了学校的宗教势力被迫到比萨大学教书。过了几年他又回到波洛亚大学,任医学教授。 大约在 17世纪40年代,马尔比基开始从事解剖学研究及显微观察。他发表研究成果的形式,与当时的做法差别很大。当时盛行发表自成体系、冗长详细的书籍,而马尔比基却采取短小的论文形式。每当有了一些发现,他就写成不长的论文,寄到伦敦的皇家学会发表。由于马尔比基的出色成就,他于1668年当选皇家学会会员。 在1661年,马尔比基解开了当时生物学上的一大谜团,他将改进了的显微镜用于解剖学研究,结果发现了毛细血管。

1661年,他报道自己在青蛙的肺部和肠系膜中看到了末端动脉和末端静脉被一系列的细如头发丝的网状脉管所连结,因此,把这种脉管称做毛细血管。血液从动脉流入静脉,不是透过组织中模糊的空隙,而是穿过存在于身体各部分的细小的脉管。马尔比基的发现还不止于此,在细心研究刺猬的肠系膜时,他不仅看到了毛细血管和流过毛细血管的血液,而且观察到血液中会有一种大小均匀的红色球状物。他相信,这些球状物是脂肪颗粒。但实际上,它们是红细胞。
这些发现是怎么做到的呢?那是利用了一种帮助解剖学家们开拓新视野的仪器——显微镜。16世纪时,人们对解剖学研究怀着极大的热情,并且掌握了获取新知识最重要的手段。人类裸露的肉眼只有非常有限的观察能力,虽然可以认清各种器官的大体结构,但器官的精细结构却是难以目睹的。
很快,荷兰的眼镜制造商发明了望远镜,伽利略将望远镜稍加改进,制造出了复式显微镜。这为人类用眼睛探索更多的未知世界提供了方法。虽然,较之现代的显微镜,这些早期的显微镜显得很原始。但是它们当中的大多数都能够放大200倍,随之而来的发现则令人不可思议,叹为观止。显微镜[3]可以检验身边任何纤细之物,一滴水经过放大,就会呈现一个充溢着各种生命的大千世界。一位荷兰的研究人员,名叫安东尼•范•列文虎克( Antony Van Leeuwen hoek),生活在德尔夫特(Delft,又译代尔夫特)市,他自己研磨各种透镜,不断改进他的工具,使之日臻完善。他看到了细菌,观察到随意肌纤维的横纹,还发现了骨细胞。他在给伦敦皇家学院的信函里公布了他的种种发现。

不过,最终将这种新的仪器系统地运用于科学研究的人是马尔比基。马尔比基是意大利医师、生物学家、最早的组织学家。他提倡用显微镜研究人体及动、植物的微细结构,为生理学奠定了解剖学基础。正如维萨里是裸眼解剖学的奠基者一样,马尔比基是显微解剖学的创始人,被人们称为“显微镜学之父”。
用裸眼来观察,青蛙的肺看起来不过是一些膜状囊,而显微镜显示了这些囊壁中的毛细血管网络。尽管遇到了无数的困难,马尔比基沿着别人开辟的道路继续前行。他殚精竭虑,筚路蓝缕,苦心孤诣,开辟了一个全新的领域。一开始,要把显微镜里纷繁而密集的景象理出个头绪来,似乎是不可能的。读者们必须牢记的一点是,目前为我们所熟知的鉴别染色法在当时尚未出现。因此,马尔比基发现,研究一些结构简单的生物(昆虫,比如蚕)要比继续研究高等动物更有好处。但是即使研究低等动物,当时的情况也是极其复杂的。为了简便起见,他开始研究植物的微视解剖学,这样的研究就进展的快多了。他在这项课题上研究了许多年。1671年,作为伦敦皇家学会的会员,他把第一批研究成果以论文形式寄给了该组织,论文题目是《植物解剖学的思考》(Idea anatomes plaruarum),继之,他又寄了其他的论文。后来,他又编写了一部关于植物显微解剖学的综合性著作。就这样,马尔比基与尼赫米亚•格鲁(Nehemiah Grew)一起成为植物学奠基人。尼赫米亚•格鲁小马尔比基13岁,时任伦敦皇家学会秘书长。
取得了这样伟大的成就,马尔比基感到自己有能力重新从事高等动物显微镜学的研究了。通过对简单生物的研究,他的观察力得到了训练,即使在他转而研究高等动物时,他认为最好还是避免研究过于复杂而纠缠不清的事物。因此,就像哈维一样,他潜心于胚胎学研究。正如他之前研究植物的芽体一样,他现在研究动物的胚胎。他的指导原则超越了哈维的“Omne animal ex ovo”(一切动物皆来自卵)而是“Omne vivum ex ovo”(一切生命都来自卵)。

他跟踪研究了鸡蛋变成小鸡的发育过程。在孵化的早期,他每隔6小时,就打开一枚同一批所孵的鸡蛋。由于拥有的研究设备比前辈科学家们好得多,他发现的情况也多得多。在他《论小鸡在鸡蛋中的形成》(on the formation of the chick in the egg)1673年和《孵卵的观察》(observation on the incubated egg)1689年两篇论文中详尽记述和图示了这些观察结果。他所绘制的整个胚胎发育图以及各种器官的发育图解,其精密程度远超同类之前这方面的尝试。这种精密度过了很久也没有别人能够超越。
通过植物比较解剖学的研究,马尔比基就一切生物的共性提出许多猜想。按照他的观点,呼吸器官的大小同有机体的完善程度成反比。有机体越不完善,呼吸器官就越大,而有机体越完善,呼吸器官就越小。例如,植物布满了螺线状气管,昆虫体表覆盖有大量细微的气管,鱼有许多鳃,而人和高等动物则只有一对不大的肺。之后,他继续关于局部器官的精细结构的传统探索。他研究过皮肤、舌头、脾脏、肾脏和神经系统的不同部分。1689年,他的关于腺体功能的专著在伦敦出版,这是他22年的研究成果。这些开拓性研究不仅为后人的继续研究奠定了基础,而且扩充了生理学的知识,越了解一个器官的结构,就越容易理解它的功能,从而对这个器官与整个人体的关系就了解得更为彻底。

马尔比基一生大部分时光是在博洛尼亚 (Bologna,又译波伦亚)度过的,他于1628年3月10日在博洛尼亚近郊的卡瓦尔库奥累(Crevalcore,又译克累瓦尔戈)出生。小的时候父亲将他送去学习法语,其父去世后曾一度辍学。1653年在博洛尼亚获医学博士和哲学博士双学位。除了有几年在比萨(Pisa)市和梅西纳(Messina,又译墨西拿)市当教授外,他都在波伦亚大学担任医学讲师,直到1691年为止。应当注意的是,这里指的是医学;而解剖学的研究,直到17世纪,仍然是由盖仑的信徒们主持的。这些人把同事们的显微镜研究仅仅看作消磨时间的嗜好,他们妒忌马尔比基在国外获得的声誉,于是想方设法去排挤他、骚扰他。这种骚扰后来变得穷凶极恶。有一天,马尔比基的别墅给洗劫一空,他的研究仪器被砸碎了,论文也被付诸一炬。连他自己的生命安全都受到了严重威胁。

因此,马尔比基的生活苦不堪言,毫无幸福可言。他日复一日遭到骚扰,度日如年,茹苦吞酸,时乖命蹇。在他的肖像画上就表现出他的这种悲苦与忧郁。后来到1692年,罗马来了一份诏书,赐他为教皇英诺森十二世 ( Pope Innocent Ⅻ)的私人侍医。从此时来运转,他甚感欣慰。他这时期的往来信件可资佐证。但是,越来越多的医务工作,使他几乎没有时间从事科学研究,也没有时间享受多少养尊处优的生活。马尔比基于1694年11月30日因中风逝世于罗马。尸检证实死因为脑出血,后被送回博洛尼亚埋葬。