Август Вайсманн

Август Вайсманн ForMemRS HonFRSE
Рожденный	( 1834-01-17 )17 января 1834 г. Франкфурт-на-Майне , Германия
Умер	5 ноября 1914 г. (1914-11-05)(80 лет) Фрайбург , Германия
Альма-матер	Гёттингенский университет
Известный	Теория зародышевой плазмы
Награды	Медаль Дарвина-Уоллеса (серебряная, 1908)

Август Фридрих Леопольд Вейсман (17 января 1834 – 5 ноября 1914) был немецким эволюционным биологом . Его коллега Эрнст Майр считал его вторым по значимости эволюционным теоретиком 19 века после Чарльза Дарвина . Вейсман стал директором Зоологического института и первым профессором зоологии во Фрайбурге .

Его главный вклад включал теорию зародышевой плазмы , в свое время также известную как вейсманизм , ^[1] согласно которой наследование (у многоклеточного животного) происходит только посредством зародышевых клеток — гамет , таких как яйцеклетки и сперматозоиды. Другие клетки тела — соматические клетки — не функционируют как агенты наследственности. Эффект односторонний: зародышевые клетки производят соматические клетки и не подвержены влиянию чего-либо, чему соматические клетки учатся, или, следовательно, какой-либо способности, которую индивидуум приобретает в течение своей жизни. Генетическая информация не может перейти от сомы к зародышевой плазме и далее к следующему поколению. Биологи называют эту концепцию барьером Вейсмана . ^[2] Эта идея, если она верна, исключает наследование приобретенных характеристик , как предполагал Жан-Батист Ламарк . ^[3] Однако внимательное прочтение работ Вейсмана на протяжении всей его карьеры показывает, что у него были более тонкие взгляды, настаивая, как и у Дарвина, на том, что для возникновения изменений в наследственном материале необходима изменчивая среда. ^[4]

Идея барьера Вейсмана является центральной для современного синтеза начала 20-го века, хотя ученые сегодня не выражают ее в тех же терминах. По мнению Вейсмана, в значительной степени случайный процесс мутации, который должен происходить в гаметах (или стволовых клетках, которые их производят), является единственным источником изменений для работы естественного отбора. Вейсман стал одним из первых биологов, полностью отрицавших ламаркизм. ^[5] Идеи Вейсмана предшествовали повторному открытию работы Грегора Менделя , и хотя Вейсман был осторожен в принятии менделизма, молодые исследователи вскоре установили связь.

Вейсманом сегодня восхищаются. Эрнст Майр считал его самым важным эволюционным мыслителем между Дарвином и эволюционным синтезом около 1930–1940 годов и «одним из величайших биологов всех времен». ^[6]

Вейсман родился 17 января 1834 года во Франкфурте- на -Майне в семье учителя средней школы Иоганна (Жана) Конрада Вейсмана (1804–1880), выпускника факультета древних языков и теологии, и его жены Элизы (1803–1850), урожденной Люббрен, дочери окружного советника и бургомистра Штаде . Он получил типичное буржуазное образование XIX века, брал уроки музыки с четырех лет, а также уроки черчения и живописи у Якоба Беккера (1810–1872) во Франкфуртском Штедельском институте с 14 лет. Его учителем игры на фортепиано был преданный коллекционер бабочек, который познакомил его с коллекционированием имаго и гусениц. Но изучение естественных наук было исключено из-за высокой стоимости и ограниченных перспектив трудоустройства. Друг семьи, химик Фридрих Вёлер (1800–1882), рекомендовал изучать медицину. Наследство матери позволило Вейсману продолжить учебу в Геттингене . После окончания университета в 1856 году он написал диссертацию о синтезе гиппуровой кислоты в организме человека.

Сразу после университета Вейсман занял должность ассистента в городской клинике в Ростоке . Вейсман успешно представил две рукописи: одну о гиппуровой кислоте у травоядных и одну о содержании солей в Балтийском море , и выиграл две премии. Работа о содержании солей отговорила его от того, чтобы стать химиком, так как он чувствовал, что ему не хватает аптекарской точности.

После ознакомительной поездки с целью посещения венских музеев и клиник он посетил Италию (1859) и Париж (1860). Он вернулся во Франкфурт в качестве личного врача изгнанного эрцгерцога Стефана Австрийского в замке Шаумбург с 1861 по 1863 год. ^[7] Во время войны между Австрией, Францией и Италией в 1859 году он стал главным врачом в армии и в отпуске от службы прошел через Северную Италию и графство Тироль . После отпуска в Париже он работал с Рудольфом Лейкартом в Университете Гиссена .

С 1863 года он был приват-доцентом по сравнительной анатомии и зоологии; с 1866 года экстраординарный профессор; и с 1873 по 1912 год полный профессор, первый держатель кафедры зоологии и директор зоологического института в Университете Альберта Людвига во Фрайбурге в Брайсгау . Он вышел на пенсию в 1912 году. ^[8] Его ранние работы были в основном связаны с чисто зоологическими исследованиями, одна из его самых ранних работ была посвящена развитию Diptera . Микроскопическая работа, однако, стала для него невозможной из-за ослабленного зрения, и он обратил свое внимание на более широкие проблемы биологического исследования. ^[7]

В 1867 году он женился на Мэри Доротее Грубер.

Их сын, Юлиус Вейсман (1879–1950), был композитором.

В начале увлечения Вейсмана эволюционной теорией он боролся с христианским креационизмом как с возможной альтернативой. В своей работе Über die Berechtigung der Darwin'schen Theorie ( Об обосновании дарвиновской теории ) он сравнил креационизм и эволюционную теорию и пришел к выводу, что многие биологические факты могут быть легко включены в эволюционную теорию, но остаются загадочными, если их считать результатом актов творения.

После этой работы Вейсман принял эволюцию как факт наравне с фундаментальными предположениями астрономии (например, гелиоцентризмом ). Позиция Вейсмана относительно механизма наследования и его роли в эволюции менялась в течение его жизни. Можно выделить три периода.

Труд Вейсмана по разграничению зародышевой линии и сомы вряд ли можно оценить без рассмотрения работ (в основном) немецких биологов второй половины XIX века. Это было время, когда начали понимать механизмы деления клеток. Эдуард Страсбургер , Вальтер Флемминг , Генрих фон Вальдейер и бельгиец Эдуард Ван Бенеден заложили основу цитологии и цитогенетики XX века. Страсбургер, выдающийся ботанический физиолог того века, ввел термины нуклеоплазма и цитоплазма . Он сказал, что «новые клеточные ядра могут возникнуть только в результате деления других клеточных ядер». Ван Бенеден открыл, как хромосомы объединяются в мейозе , во время производства гамет , и открыл и назвал хроматин . Вальтер Флемминг, основатель цитогенетики , назвал митоз и произнес "omnis nucleus e nucleo" (что означает то же самое, что и изречение Страсбургера). Открытие митоза, мейоза и хромосом считается одним из 100 важнейших научных открытий всех времен, ^[9] и одним из 10 важнейших открытий в клеточной биологии . ^[10]

Мейоз был открыт и описан впервые в яйцах морского ежа в 1876 году Оскаром Гертвигом . Он был описан снова в 1883 году на уровне хромосом Ван Бенеденом в яйцах аскариды . Однако значение мейоза для воспроизводства и наследования было впервые описано в 1890 году Вейсманом, который отметил, что для превращения одной диплоидной клетки в четыре гаплоидные клетки необходимы два деления клеток, если число хромосом должно было сохраняться. Таким образом, работа ранних цитологов заложила основу для Вейсмана, который обратил свой ум к последствиям для эволюции, что было аспектом, который цитологи не рассматривали. ^[11] Все это произошло до того, как работа Менделя была заново открыта

Вейсманн начинал с убеждения, как и многие другие ученые 19 века, среди которых был Чарльз Дарвин , что наблюдаемая изменчивость особей одного вида обусловлена ​​наследованием видов спорта (термин Дарвина). Он считал, как было написано в 1876 году, что трансмутация видов напрямую обусловлена ​​влиянием окружающей среды. Он также писал: «Если рассматривать каждое изменение как реакцию организма на внешние условия, как отклонение унаследованной линии развития, то из этого следует, что никакая эволюция не может происходить без изменения окружающей среды». (Это близко к современному использованию концепции, согласно которой изменения в окружающей среде могут опосредовать селективное давление на популяцию, что приводит к эволюционным изменениям.) Вейсманн также использовал классическую ламарковскую метафору использования и неиспользования органа.

Первое отрицание Вейсманом наследования приобретенных признаков было в лекции 1883 года под названием «О наследовании» («Über die Vererbung»). Опять же, как и в его трактате о творении против эволюции, он пытается объяснить отдельные примеры с помощью любой из теорий. Например, существование нерепродуктивных каст муравьев, таких как рабочие и солдаты, не может быть объяснено наследованием приобретенных признаков. Теория зародышевой плазмы , с другой стороны, делает это без усилий. Вейсман использовал эту теорию для объяснения оригинальных примеров Ламарка для «использования и неиспользования», таких как тенденция иметь дегенеративные крылья и более сильные ноги у одомашненных водоплавающих птиц.

Вейсман изучал эмбриологию яиц морского ежа и в ходе своих исследований наблюдал различные виды клеточного деления, а именно экваториальное деление и редукционное деление — термины, которые он ввел в обращение ( Äquatorialteilung и Reduktionsteilung соответственно).

Его теория зародышевой плазмы утверждает, что многоклеточные организмы состоят из зародышевых клеток, содержащих наследственную информацию, и соматических клеток , которые выполняют обычные телесные функции. Зародышевые клетки не подвержены ни влиянию окружающей среды, ни обучению или морфологическим изменениям, которые происходят в течение жизни организма, эта информация теряется после каждого поколения. Концепция, которую он предложил, в его время называлась вейсманизмом , например, в книге «Исследование вейсманизма» Джорджа Романеса ^[1]. Эта идея была освещена и объяснена повторным открытием работ Грегора Менделя в первые годы 20-го века (см. Менделевское наследование ).

Идея о том, что зародышевые клетки содержат информацию, которая передается каждому поколению независимо от опыта и соматических (телесных) клеток, стала называться барьером Вейсмана и часто цитируется как окончательное окончание теории Ламарка и наследования приобретенных признаков. То, что утверждал Ламарк, было наследованием признаков, приобретенных посредством усилий или воли.

Вейсманн провел эксперимент по удалению хвостов 68 белых мышей, неоднократно в течение 5 поколений, и сообщил, что ни одна мышь не родилась в результате без хвоста или даже с более коротким хвостом. Он заявил, что «901 детеныш был произведен пятью поколениями искусственно изуродованных родителей, и все же не было ни одного примера рудиментарного хвоста или какой-либо другой аномалии в этом органе». ^[12] Вейсманн знал об ограничениях этого эксперимента и ясно дал понять, что он приступил к эксперименту именно потому, что в то время было много заявлений о животных, наследующих увечья (он ссылается на заявление о кошке, которая потеряла хвост, имея много бесхвостых потомков). Были также заявления о евреях, рожденных без крайней плоти. Ни одно из этих заявлений, сказал он, не было подкреплено надежными доказательствами того, что родитель на самом деле был изуродован, оставляя совершенно правдоподобную возможность того, что измененное потомство было результатом мутировавшего гена. Целью его эксперимента было положить конец утверждениям о наследственном увечье . Результаты соответствовали теории зародышевой плазмы Вейсмана.

В 1906 году Вейсман был избран международным членом Американского философского общества. ^[13] В 1908 году он был награжден медалью Дарвина -Уоллеса Лондонского Линнеевского общества . В 1913 году он был избран международным членом Национальной академии наук США. ^[14]

• 1868. Über die Berechtigung der Darwin'schen Theorie : Ein akademischer Vortrag gehalten am 8 июля 1868 года в der Aula der Universität zu Freiburg im Breisgau. Энгельманн, Лейпциг.
• 1872. Über den Einfluß der Isolierung auf die Artbildung . Энгельманн, Лейпциг.
• 1875. Studien zur Descendenz-Theorie. I. Уэбер ден Сазон-Диморфизм дер Шметтерлинге. Лейпциг.
• 1876. Studien zur Descendenztheorie: II. Ueber die letzten Ursachen der Transmutationen. Лейпциг.
• 1883. Die Entstehung der Sexualzellen bei den Hydromedusen: Zugleich ein Beitrag zur Kenntniss des Baues und der Lebenserscheinungen dieser Gruppe . Фишер, Йена.
• 1883. Entstehung der Sexualzellen bei den Hydromedusen (на немецком языке). Том. 1. Йена: Фишер.
• 1883. Entstehung der Sexualzellen bei den Hydromedusen (на немецком языке). Том. 2. Йена: Фишер.
• 1885. Die Continuität des Keimplasmas als Grundlage einer Theorie der Vererbung . Фишер, Йена.
• 1886. "Ueber den Rückschritt in der Natur". Немецкий Рундшау . 48 : 437.
• 1887. Zur Frage nach der Vererbung erworbener Eigenschaften. В: Биол. Збл. 6 :33–48
• 1887. Über die Zahl der Richtungskörper und über ihre Bedeutung für die Vererbung . Фишер, Йена.
• 1889 Переводы: Очерки о наследственности Oxford Clarendon Press – Полный текст онлайн ^[15]
• 1892. Das Keimplasma: eine Theorie der Vererbung . Фишер, Йена.
• 1893 Перевод: Germ-Plasm, a theory of Heredity Charles Scribner's Sons – Полный текст онлайн
• 1892. Aufsätze über Vererbung und angewandet biologische Fragen. Фишер, Йена.
• 1893. Die Allmacht der Naturzüchtung: eine Erwiderung an Herbert Spencer . Jena. Переведено и опубликовано в Contemporary Review, 1893. The all-sufficieency of natural selection. Ответ Герберту Спенсеру . Contemporary Review 64: 309-338
• 1902. Vorträge über Deszendenztheorie : Gehalten an der Universität zu Freiburg im Breisgau. Фишер, Йена. 2 тома

• Черчилль, Фредерик Б. (1 марта 1968 г.). «Август Вейсман и разрыв с традицией». Журнал истории биологии . 1 (1): 91–112. doi :10.1007/BF00149777. S2CID  84694824.
• Черчилль, Фредерик Б. (1 декабря 1970 г.). «Гертвиг, Вейсман и значение редукционного деления около 1890 г.». Isis . 61 (4): 429–457. doi :10.1086/350680. PMID  4942056. S2CID  46321527.
• Лётер, Рольф 1990. Wegbereiter der Genetik: Грегор Иоганн Мендель и Август Вейсман. Verlag Harri Deutsch , Франкфурт-на-Майне. ISBN 3-8171-1130-4 
• Рислер Х. 1968. Август Вейсман 1834–1914. В: Berichte der Naturforschenden Gesellschaft Freiburg im Breisgau . 77–93
• Рислер Х. 1985. Август Вейсманнс Leben und Wirken nach Dokumenten aus seinem Nachlass. В: Freiburger Universitätsblätter Heft 87/88, Фрайбург. 23–42
• Романес, Джордж Джон 1893. Исследование вейсманизма. Лондон, Longmans.

• Медиа, связанные с Августом Вейсманом на Wikimedia Commons
• Работы Августа Вейсмана или о нем в Wikisource
• Работы Августа Вейсмана в Project Gutenberg
• Работы Августа Вейсмана или о нем в Архиве Интернета
• Биография, библиография и доступ к цифровым источникам в Виртуальной лаборатории Института истории науки Общества Макса Планка
• Газетные вырезки об Августе Вейсмане в 20 веке Пресс - архивы ZBW