CHƯƠNG V : HÓA HỌC CỦA TẾ BÀO
I . CHẤT KHÍ VÀ SỰ SỐNG
Nhà nghiên cứu tự nhiên học người Pháp là Rơne Anthony Reomuya (1683 - 1758 ) đã tìm ra con đường để giải
quyết vấn đề này. Ông cho một miếng thịt vào trong một ống kim loại nhỏ bịt kín hai đầu bằng lưới sắt => cho
chim Kiền kiền nuốt cái ống đó => Ống này giữ cho thịt khỏi bị cọ xát có tính chất lý học, còn lưới sắt không ngăn
cản dạ dày chảy vào ống. Thông thường chim Kiền kiền thảy thức ăn không tiêu ra ngoài, lần nó thải cái ống sắt
và thịt ở trong ống đã bị tiêu hóa một phần.
Ví du û2: Ông đặt bọt bể vào trong ống kim loại. Sau khi ống này qua dạ dày, ông lấy bọt bể ra và vắt lấy dịch dạ
dày. Trộn dịch này vào thịt. Thịt bị tan dần.
=> Người ta đi đến một kết luận: tiêu hóa là một quá trình hóa học. Như vậy vai trò của của hóa học trong quá
trình sống được chứng minh một cách triệt để.
Năm 1727, nhà thực vật kiêm hóa học Anh Stephen Heles (1677- 1761) một trong những người theo hướng
thực nghiệm sinh học đã viết cuốn sách nêu những thí nghiệm về sự thay đổi nhịp điệu sinh trưởng của thực vật
và áp suất của các chất dịch. Trên thực tế người ta có thể công nhận Heles là người sáng lập ra sinh lý học thực
vật. Khi nghiên cứu thực nghiệm các chất khí khác nhau Heles đầu tiên đã xác nhận các chất khí (khí carbonic -
CO2 ) theo cách nào đó đã tham gia vào quá trình dinh dưỡng của thực vật. Chính vì vậy, ông đã thay đổi quan
niệm: mô thực vật chỉ hình thành từ nước như Van Henmon đã xác định.
Nhà hoá học Anh là Joseph Priestley ( 1733 -- 1804 ) đã hoàn thành bước tiếp theo vào nữa thế kỷ sau Năm
1774, ông đã phát hiện ra oxy. Ông nhận thấy oxy dùng để thở, làm tăng hoạt tính động của động vật và thực
vật, có khả năng tăng hàm lượng oxy trong không khí.
Nhà nghiên cứu tự nhiên kiêm thầy thuốc HàLan là Jan Ingenhousz (1730 -- 1799) đã khẳng định rằng thực vật
sử dụng khí carbonic và hình thành oxy chỉ xảy ra ngoài sáng.
Nhà hóa học vĩ đại Pháp tiêu biểu cho thế kỷ đó là Anthony Lorance Lavoisier (1743 -- 1794) đã nêu ý nghĩa to
lớn của những đo đạc chính xác trong hóa học và ông đã dùng những đo đạc đó làm nền tảng cho lý thuyết về
sự cháy - các hợp chất hóa học cháy với oxy có trong không khí.
Lavoisier đã thử áp dụng hóa học mới vài sinh học. Ngọn nến cháy phải cần đến oxy và thải khí carbonic --
CO2, được tạo thành bằng con đường kết hợp carbon của nến cháy với oxy của không khí, ngọn nến bị tắt dưới
cái chụp thủy tinh khi tất cả hoặc gần cả lượng oxy dưới cái chụp ấy bị tiêu thụ hết. Cũng như trường hợp đó,
con chuột sẽ ngạt thở và chết khi sử dụng hết khí oxy và thải khí carbonic ( CO2 được tạo thành do carbonic
trong mô chuột kết hợp với oxy trong không khí). Như vậy thực vật hấp thụ O2 và thải CO2 . Bằng cách đó giữ
được sự cân bằng hóa học trong khí quyển là 21% oxy và 0,03% khí carbonic.
một. Các nhà sinh lực luận đã đặt hy vọng đặt biệt vào chính phân tử Protit.
Nhưng các thành tựu của hóa học hữu cơ đã tạo điều kiện cho quan điểm tiến hóa luận phát triển.
Người ta khẳng định rằng mọi sinh vật được cấu tạo từ một số loại chất hữu cơ -- gluxit, lipit, protit, và mặc dù
có sự khác biệt giữa các loài với nhau, song sự sai khác đó chỉ mang đặc tính thứ yếu. Cây dừa và con bò sữa
hết sức khác nhau, nhưng người ta hầu như không phân biệt được mỡ của quả dừa với mỡ của sữa bò.
Ði xa hơn nữa các nhà hóa học ở giữa thế kỷ XIX hiểu rõ ràng gluxit, lipit và protit, có cấu trúc rất phức tạp và
trong quá trình tiêu hóa thức ăn, các chất đó đã bị phân giải thành các viên gạch tương đối đơn giản. Ở mọi loài
sinh vật, những viên gạch đó đều giống nhau, và chỉ khác nhau về cách kết hợp. Một sinh vật này có thể sử
dụng thức ăn khác hẳn thức ăn của các sinh vật khác (ví dụ: người ăn tôm hùm, còn bò sữa thì ăn cỏ), nhưng cả
hai trường hợp, thức ăn đều bị phân chia thành những viên gạch như nhau mà cơ thể sinh vật có thể hấp thụ
được; sau khi hấp thụ, sinh vật sắp xếp lại những viên gạch ấy thành các chất phức tạp riêng cho mình.
Nhưng bởi vì sự sống xuất phát từ quan điểm hóa học là thống nhất trong mọi biểu hiện đa dạng bề ngoài của
sinh vật, cho nên những biến đổi tiến hóa từ loài này thành loài khác, về thực chất, chỉ động chạm đến chi tiết
chứ không đòi hỏi sự xây dựng lại về cơ bản. Bản thân luận điểm đó đã chứng minh cho học thuyết tiến hóa.
III . MÔ VÀ PHÔI
Nhà sinh lý học người Nga, viện sĩ Caspa Fridrikh Volf (1733 - 1794) đã mở đầu trận tấn công quyết định
chống lại học thuyết tiến thành luận. Trong luận văn tiến sĩ ( 1759 ) của mình, Volf đã mô tả tỉ mĩ sự phát triển
của hoa và lá cây. Ông nhận xét rằng chồi mầm, tức là điểm sinh trưởng, do những cấu trúc chưa phân hóa
đồng nhất hợp thành. Nhưng khi sinh trưởng thì các mô ấy phân hóa, một số thành hoa, một số khác thành lá.
Tiếp đó ông đã mở rộng kết luận đó sang cả phạm vi động vật. Ông vạch rõ rằng: những mô chưa phân hóa của
phôi trứng gà dần dần sẽ chuyển thành các cơ quan nội tạng.
Lý luận phát triển do Volf nêu lên được gọi là thuyết biểu sinh (William Harvey đã dùng danh từ này từ năm
1651).
Nhà động vật học Pháp là Etien Jofrua Xanh I ler (1772 - 1844) đã bổ sung bằng những bằng chứng cho thuyết
biểu sinh. Khi tạo điều kiện không bình thường với sự phát triển của phôi gà, ông đã thu được một con gà quái
hình. Ðó là những thí nghiệm đặt nền móng cho phôi sinh học thực nghiệm.
2
Nhờ đó nhà phôi sinh học người Ðức là Wilhelm Roux (1850 -- 1924) và những cộng sự dựa trên sự nghiên cứu
phát triển cá thể của nhiều loài động vật đã chứng minh rằng tất cả những biến đổi xảy ra trong sự phát triển
phôi là do kết quả của những tác động bên trong và bên ngoài.
khôi phục học thuyết biểu sinh của Volf sau khi chứng minh tuyệt tác tỷ mỉ học thuyết này. Ông chứng minh rằng
trứng đang phát triển tạo thành một số lớp mô, chưa phân hóa, mỗi lớp là khởi sinh của các cơ quan chuyên hóa
khác nhau. Nhà bác học gọi các lớp phát sinh đó là những lá phôi.
Người ta đã xác định được sự hình thành 3 lá phôi là đặc trưng cho tất cả những loài động vật có xương sống.
Robe Remac (1815 -- 1865), thầy thuốc Ðức đã đặt tên cho ba lá phôi đó và vẫn được giữ mãi cho đến nay:
ngoài bì (lá phôi ngoài), trung bì (lá phôi giữa) và nội bì (lá phôi trong).
Nhà sinh lý học Thụy sĩ là Rudonf Albercht Koelliker (1817 -- 1905) trong những năm 40 của thế kỷ XIX đã
chứng minh rằng tất cả trứng lẫn tinh trùng cũng đều là tế bào. Sau đó nhà động vật học người Ðức là Car
Kekenbaur (1826 --1903) đã chứng minh rằng thậm chí trứng chim lớn cũng là một tế bào. Khi tinh trùng kết hợp
với trứng, trứng được thụ tinh cũng chỉ là tế bào. Sự kết hợp hoặc thụ tinh là khởi đầu cho quá trình phát triển
phôi.
Lần đầu tiên vào năm 60 của thế kỷ XIX, nhà động vật học Nga là Alexander Onufrievis Kovalevxki (1840 --
1901) đã nghiên cứu và mô tả động vật nguyên thủy đó. Dây sống ở động vật có xương sống được thay thế rất
nhanh bằng cột sống gồm các đốt sống. Những động vật có xương sống và cả một nhóm nhỏ những động vật
3
không có xương sống được gộp vào thành động vật có dây sống. Trong quá trình phát triển phôi ở tất cả động
vật có xương sống (thậm chí cả người nữa ) dây sống chỉ tồn tại trong thời gian rất ngắn. Ðiều đó chứng minh
sự thống nhất về nguồn gốc của tất cả những động vật có xương sống là từ những tổ tiên nguyên thủy có dây
sống nào đó.
Từ những người đại diện thuộc mọi khuynh hướng trong sinh học - giải phẩu học so sánh, cổ sinh vật học, hóa
sinh học, mô hocü, tế bào học và phôi học-- thoạt tiên vang lên những tiếng nói rụt rè, nhưng sang thế kỷ XIX
mới có tiếng nói ngày càng khẩn thiết hơn về sự tất yếu cần phải thừa nhận quan niệm tiến hóa. Vấn đề chỉ còn
nhận thức quá trình tiến hóa được thực hiện bằng cách nào?
4
CHƯƠNG VI : TIẾN HÓA
I. MỞ ÐẦU
Chữ Evolutio- tiến hóa có nghĩa là dãn ra hay mở ra, là sự chuyển một cách dần dần có quy luật từ trạng thái này
qua trạng thái khác theo một hướng nhất định ngày càng hoàn thiện hơn. Từ giữa thế kỷ XVIII kéo theo hơn 100
năm đã diễn ra một cuộc cách mạng thực sự trong quan điểm của nhân loại rằng con người không phải là trung
tâm của vũ trụ, rằng thế giới vật chất bao quanh con người không phải là bất biến, mà thay đổi dần dần với thời
3. Tiên hình luận ( Preformism) thế kỷ XVII và thế kỷ XVIII.
Thuyết này ra đời sau khi phát minh ra kính hiển vi. Cuối thế kỷ XVII, Malpighi đã công bố chi tiết sự phát triển
của phôi gà. Tuy nhiên một quan sát sai lầm trứng gà chưa thụ tinh làm ông hướng về thuyết tiên hình luận cho
rằng trong phôi đã chứa sẵn một cơ thể thu nhỏ và sự phát triển chỉ là tăng kích thước. Ông Malpighi và một số
khác theo phái Ovism (chữ La tinh Ovum - trứng) cho rằng cơ thể thu nhỏ nằm trong trứng.
5
Mặt khác, ông Leeuwenhuck, người có công phát hiện tinh trùng ở người cho rằng bào thai đã có sẵn trong tinh
trùng gọi là phái animaculium (từ chữ Latinh animaculum -- động vật bé nhỏ). Hai phái đã tranh cãi với nhau
trong một thời gian dài.
Khó khăn lớn nhất mà những người theo tiên hình luận khó giải thích là các hiện tượng di truyền và biến dị. Theo
tiên hình luận các cá thể mới không thể khác với bố mẹ được. Trong khi đó trong thời cổ đại người ta biết rằng
con cái giống cả cha lẫn mẹ đôi khi chẳng giống ai.
Ông Leibiiz một nhà triết học duy tâm và toán học và người kết tục ông là Charle Bonne người Thụy sĩ đã nêu
lên thuyết thang sinh vật.
Ông Bonne là người theo tiên hình luận nhưng thuyết thang sinh vật có biểu hiện quan điểm tiến hóa.
Người º
Orangutan º
Khỉ º
Thú º
Chim º
Cá º
Côn trùng º
Thực vật º
Tảo đá º
Ðá º
Ðất º
Nước º
Không khí º
Lửa º
Nguyên tử º
III. CÁC QUAN ÐIỂM DUY VẬT
1. Thuyết âm dương:
Các quan điểm duy vật về sự phát triển của tự nhiên cũng đã có tự lâu đời. Ở Ấn Ðộ cổ đại, Trung Quốc cổ đại,
cổ Hy Lạp - La mã... nhiều nhà triết học cũng đã có những quan điểm duy vật về sự phát triển của thiên nhiên.
Thời cổ Trung Quốc thuyết âm dương ghi trong sách Nội kinh (2.700 năm TCN) đã giải thích nguồn gốc phát
sinh và nguyên nhân phát triển của vạn vật, hiện tượng tự nhiên kể cả các biểu hiện sinh lý trong cơ thể con
người bằng sự tương tác giữa hai nguyên lý độc lập là âm và dương. Âm dương tương tác ra ngũ hành: kim,
mộc, thủy, hỏa, thổ. Ngũ hành tương tác sinh ra vạn vật ( Tài thiên đại thánh).
2. Thuyết đạo:
Thuyết đạo của Lão tử ( thế kỷ thứ III trước công nguyên) quan niệm sự vận động của giới tự nhiên, và sinh hoạt
của con người đi theo một con đường nhất định gọi là đạo, không cần đến bất cứ một lực lượng siêu hình tự
nhiên nào. Trang tử ( 399 - 186 trước công nguyên ) đã nêu lên những phỏng đoán về sự phát triển của giới
động vật từ những thể hữu cơ nhỏ nhất đến con người.
3. Các quan điểm thời cổ Hy-Lạp:
Các nhà triết học cổ Hy-Lạp như Heraclite (530 - 470 TCN) Democrite (460 - 370 TCN), Empedocle (490 - 43
TCN) đều có những quan điểm tiến hóa. Họ theo quan điểm nguyên tử luận (atomism) cho rằng toàn bộ thiên
nhiên, bắt đầu từ những phân tử nhỏ nhất đến những vật thể vĩ đại nhất. Từ hạt cát đến con người đều trong sự
xuất hiện và tiêu diệt vĩnh viễn, trong quá trình liên tục vận động biến đổi không ngừng. Họ cho rằng sự thống
nhất của thế giới vật chất biểu hiện trong sự thống nhất cấu tạo của giới vô cơ và hữu cơ từ những phân tử nhỏ
nhất đó là các nguyên tử.. Sự sống là sản phẩm tự nhiên của sự vận động các nguyên tử.
Theo Heraclite tất cả thế giới sinh vật kể cả con người là sản phẩm biến thể của của lửa. Anaximandre de Milet
(TK VI TCN) đã có suy nghĩ rằng con người có nguồn gốc từ động vật Empedocle dAgrigente có quan điểm kỳ lạ
về sự hình thành các sinh vật. Những cái đầu không cổ xuất hiện trên trái đất, những cánh tay không vai, những
con mắt di chuyển đó đây không có trán ... Những cơ quan rời rạc đó nhờ tác động của tình yêu đã gắn lại với
7
nhau. Những cá thể không tốt bị loại bỏ (ví dụ: bò mang đầu người), còn những sinh vật hợp lý sẽ chiến thắng.
Ở đây đã xuất hiện quan điểm chọn lọc tự nhiên sơ khai.
Lucrece, ởTK I TCN, cũng đã có đề cập tới đấu tranh sinh tồn ở thế giới sinh vật. Ông đã giải thích sự sinh sản
của động vật chỉ bằng các quy luật tự nhiên.
Tuy nhiên do trình độ khoa học thời cổ này còn hạn chế, số liệu còn ít nên thường là các suy diễn ngây thơ.
Sau đó nhà tự nhiên học người Pháp Lamarck được coi là người đầu tiên nêu lên học thuyết tiến hóa một cách
hệ thống và đầy đủ nhất trong tác phẩm Triết học động vật (Philosophie zoologique - 1809). Ông đã trình bày từ
nguồn gốc sự sống đến nguồn gốc con người. Lamarck mang các quan điểm triết học của tự nhiên thần luận cho
rằng trong thiên nhiên tất cả đều phát triển theo các quy luật tự nhiên, mà các quy luật này được thiết lập từ đầu
khi Chúa sáng tạo ra thế giới. Nhưng người đầu tiên hiểu rõ cơ chế tiến hóa và đã củng cố nhận thức cho các
nhà sinh học là Charles Darwin
a. Sơ lược tiểu sử của Charles Darwin (1809 - 1882):
Charles Darwin sinh ngày 12.2 .1809 ở nước Anh tại Shrewsbury. Từ 7 tuổi đến 14 tuổi (năm 1825) ông học ở
trường địa phương, thuộc loại bình thường. Năm 16 tuổi rất ham săn bắn thu thập khoáng vật và côn trùng.
8
Tháng 10 năm 1825 Cha Darwin gởi ông đến Ðại học Edinbourg học y. Darwin không say mê y học mà thích
các môn học tự nhiên như động vật học, thực vật học, địa chất học.
Thấy con khó trở thành bác sĩ cha Darwin khuyên học làm Linh mục. Ở tuổi 19, ông vào học Ðại học
Cambridge, khoa thần học. Ở đây tình cờ ông quen nhà thực vật học John Henslow, sau này giới thiệu ông đi
thám hiểm trên tàu Beagle. Như vậy chuyến đi trên con tàu gần như ngẫu nhiên đối với Darwin, nhưng đã cung
cấp cho ông lượng thông tin lớn làm đảo lộn tư duy của nhiều thế hệ trước ông. Về sau Darwin đã viết rằng:
Cuộc hành trình của Beagle là sự kiện quan trọng nhất trong đời tôi, nó xác định tất cả đời tôi. Cuộc hành trình
kéo dài 5 năm từ tháng 12 năm 1831 đến tháng 10.1836. Khi ra đi ông mới 22 tuổi nhưng khi trở về là 27 tuổi.
Tàu Beagle vượt Ðại tây Dương có dừng lại ở mũi xanh (Cap Vert) đi dọc bờ biển Ðông và Tây Nam Mỹ, qua
đảo Ðất lửa (Terre de Feu), vượt Thái Bình Dương. Tàu dừng lại ở quần Ðảo Galapagos. Quần đảo này có 12
đảo lớn và hàng trăm đảo nhỏ, chúng cách Nam Mĩ vùng xích đạo khoảng 1000km. Một điều ngạc nhiên là có
một số lượng nhiều rùa lớn . Các động vật ở đây có ý nghĩa quan trọng đối với tư duy của Darwin và sự tiến hóa.
Tàu Beagle tiếp tục đi về phía tây thăm Tahiti, tân Tây Lan, Úc và Tasmanie, các đảo Maldives ở Ấn độ Dương,
Ðảo Maurice, Sainte Hélène, Ascension và cuối cùng trở lại Brasil, rồi quay về Anh.
Suốt năm năm hành trình, Darwin tỏ ra là một nhà tự nhiên học có tài; nhờ có ông tham gia nên cuộc khảo sát
này trở thành cuộc khảo sát quan trọng nhất trong lịch sử sinh học.
b.) Công trình nghiên cứu của Darwin:
I. CHỌN LỌC TỰ NHIÊN:
. Khi đi dọc bờ biển phía Nam châu Mỹ, ông không thể không chú ý tới các loài động vật và thực vật thay đổi tiệm
tiến và loài này chỉ khác loài kia một cách không đáng kể. Darwin đã tiến hành khảo sát diệu kỳ nhất trong một
Nói một cách khác, ảnh hưởng của môi trường tạo điều kiện thuận lợi để nảy sinh những tính trạng khác biệt và
phân ly những tính trạng đó, cho tới khi nào những loài độc lập được hình thành -- chính những loài này sẽ khác
nhau và khác với tổ tiên chung của chúng. Có thể cho rằng chính thiên nhiên đã thực hiện việc lựa chọn những
cá thể có sức chịu đựng dẻo dai hơn và thông qua con đường chọn lọc tự nhiên sự sống đã được phân nhánh
thành vô số dạng sinh vật.
Darwin chú ý tới sự chọn lọc giới tính: những con vật cái thích những con đực có màu sắc rực rỡ nhất. Có lẽ
bằng con đường này xuất hiện những con công đẹp mã và kỳ lạ. Darwin còn chú ý đến các cơ quan thoái hóa
mà trước kia có lẽ hoàn toàn không phải là vô ích cho động vật. Chẳng hạn những mẩu xương còn lại của cá voi
và rắn, xưa kia dùng làm những bộ phận của đai chậu và chân sau. Ðiều đó buộc người ta phải giả thiết cá voi
và rắn là con cháu của các loài động vật đi bằng bốn chân.
Darwin là nhà nghiên cứu đặc biệt có lương tâm, ông đã thu nhập và phân loại các sự kiện rất lâu và rất thận
trọng. Chỉ đến năm 1844, ông mới bắt đầu cầm bút, nhưng suốt 10 năm ông vẫn chưa trình bày công khai học
thuyết của mình.
Cùng thời đó có nhà nghiên cứu người Anh khác là Anfret Ratxen Oalax (1823 -- 1913) cũng nghiên cứu vấn đề
ấy. Giống như Darwin, ông đã dành một phần lớn cuộc đời vào các cuộc du lịch. Năm 1848 -- 1852 ông đã đến
Nam Mỹ và năm 1854 ông đã tới quần đảo Mã Lai. Ông chú ý tới những sai khác giữa các loài thú Châu Á, và
Châu Úïïc. Tiếp đó , khi nghiên cứu phân bố địa lý của các loài, Oalax chứng minh là dọc theo quần đảo Mã Lai -
eo biển giữa các đảo Bocneo và Senlecde cũng như Bali và Lomber có đường ranh giới (đến nay được gọi là
đường ranh giới Oalax) chia khu hệ động vật của vùng này ra làm hai phần: Châu Á và Châu Úïc. Từ đó xuất
hiện sự phân chia động vật thành nhóm động vật lục địa và á lục địa.
Oalax nhận thấy thú của Châu Úïc giữ tính nguyên thủy hơn nhiều và khả năng sinh sống thấp kém hơn thú
châu Á, và cho rằng trong bất cứ sự cạnh tranh nào cái chết cũng rình mò chúng. Lý do mà các loài thú châu
Úïc vẫn tồn tại, có lẽ, là ở châu Úïc và các hòn đảo gần đó đã tách khỏi lục địa châu Á trước khi những loài thú
Châu Á hiện nay hình thành bằng con đường chọn lọc tự nhiên và gửi cho Darwin bài báo trình bày những cơ sở
của học thuyết chọn lọc (khi đó ông chưa hề biết Darwin cũng đang nghiên cứu vấn đề này).
Sự trùng hợp về quan điểm đó làm cho Darwin sửng sốt. Theo đề nghị của Laien và các nhà bác học khác,
người ta xuất bản cùng một lúc công trình của Darwin và Oalax vào năm 1858 trong tạp chí khoa học của hội
Linnaeus ở LonDon. Ðến năm sau, cuối cùng, Darwin đã xuất bản cuốn sách Nguồn gốc các loài bằng con
đường chọn lọc tự nhiên, hay là Sự bảo tồn những loài có ích trong cuộc đấu tranh sinh tồn, gọi tắt là Nguồn gốc
các loài .
III . NGUỒN GỐC LOÀI NGƯỜI:
Tất nhiên chỗ yếu nhất của học thuyết Darwin là khâu áp dụng vào việc giải thích loài người. Darwin đã bỏ qua
vấn đề ấy trong Nguồn gốc các loài, còn Oalas, đồng tác giả của thuyết chọn lọc tự nhiên đã kiên quyết khẳng
định rằng loài người không phụ thuộc vào những biến đổi tiến hóa (về sau ông theo thuyết duy tâm). Tuy hoàn
toàn không logic nếu cho rằng tất cả các loài đều tiến hóa trừ loài người. Và thật vậy, dần dần tích lũy được
nhiều sự kiện xác nhận rằng loài người cũng bị lôi cuốn vào trong quá trình tiến hóa.
Năm 1846, nhà khảo cổ học Pháp Jac Buse de Pecto (1788 -- 1868) đã phát hiện ra những cái rìu ở miền Bắc
nước Pháp trong lớp đất có tuổi ước tính hàng nghìn năm. Hiển nhiên là những cái rìu đó không phải là vật có
nguồn gốc tự nhiên mà chỉ có loài người mới có thể chế tạo ra chúng. Ðây là bằng chứng đầu tiên chứng tỏ là
chẳng những tuổi của trái đất mà kể cả tuổi của loài người đã vượt quá 6 nghìn năm, điều đó trái ngược với kinh
thánh.
Song những nhà sinh học Pháp chịu ảnh hưởng của Cuvie vẫn từ chối không công nhận các phát hiện ấy, mặc
dù vào những năm 50 của thế kỷ XIX các nhà khảo cổ học đã khám phá ra những công cụ lao động còn cổ hơn
nhiều.
Năm 1859, một số nhà bác học Anh, sau khi đi xem nơi khai quật của Buse de Pecto đã tuyên bố ủng hộ Buse
de Pecto. Bốn năm sau nhà địa chất học Laien đã sử dụng những khai quật của Buse de Pecto để xuất bản cuốn
sách Những bằng chứng địa chất về tính chất cổ xưa của loài người . Trong cuốn sách đó không những ông bảo
vệ quan điểm của Darwin mà còn áp dụng những quan điểm ấy đối với loài người. Ngay cả Hecli cũng xuất bản
cuốn sách ủng hộ quan điểm đó.
Sau đó ít lâu, đã ra mắt công trình nghiên cứu lớn thứ hai của DarwinNguồn gốc loài người và sự chọn lọc giới
tính (1871), cuốn sách này công khai tuyên bố sự kiện tiến hóa của loài người. Những cơ quan thô sơ của loài
người được coi là các bằng chứng của sự biến đổi tiến hóa. Ruột thừa - phần còn lại của ruột mà trong đó thức
ăn được tích lại và biến đổi dưới tác dụng của vi khuẩn; bốn đốt xương cùng xưa kia là một bộ phận của đuôi;
những cơ tai không cử động được do kết quả di truyền từ tổ tiên mà trước kia những cơ đó không làm cho tai
vẫy được ...
Mùa hè năm 1856 ở Ðức, trong thung lũng Neathertan gần làng Ðuxenđơf, người ta đã phát hiện ra xương và sọ
người. Những di vật này đã tìm thấy ở các lớp đất có hàng nghìn năm tuổi. Các cuộc tranh luận nổ ra. Phải
chăng những mẩu xương đó là những tổ tiên cổ xưa của loài người hiện đại hay là những mẫu xương của người
rừng bị biến dạng do họ mang những bệnh về xương?
11
I . ÐIỂM YẾU TRONG HỌC THUYẾT DARWIN
Trong suốt thời gian dài, quá trình truyền lại những yếu tố di truyền cho đời con cháu vẫn là vấn đề hoàn toàn
khó hiểu. Vào cuối thế kỷ XVII sự phát hiện ra tinh trùng đã gây nên một cuộc tranh luận lớn. Một số người
khẳng định rằng cái phôi sau này đã hoàn toàn nằm trong tế bào trứng và sự thụ tinh chỉ là bước nhảy vọt của
quá trình phát triển. Một số người khác cho rằng cái phôi sau này được chứa đựng trong tinh trùng còn tế bào
trứng chỉ đảm bảo việc nuôi cái phôi phát triển. Nói thế nào đi nữa, họ đều nhất trí với nhau ở điểm chỉ có một
trong hai cá thể cha hoặc mẹ là mang những yếu tố di truyền.
Mãi đến giữa thế kỷ XVIII, do kết quả của việc quan sát những đứa trẻ sinh ra từ những cuộc hôn nhân tạp giao
ở người và việc nghiên cứu hình dạng bên ngoài của con la bất thụ, người ta khẳng định rằng những tính trạng
được di truyền xuất phát từ cả cha lẫn mẹ. Pie Lui Moro Mopectuy (1698 -- 1759) nêu ra một thuyết lá các tính
trạng di truyền cho đời con cháu được hình thành và được quy định bởi các phần tử giống của cả cha và mẹ.
Ngay ở thế kỷ XIX người ta vẫn chưa có khái niệm đúng đắn về cơ chế di truyền. Chính vì thế mà học thuyết tiến
hóa thường được ứng dụng một cách thành công. Spenxe cho rằng có khả năng thay đổi nhanh chóng đạo đức
của loài người; còn Gantơn thì cho rằng cải tạo nòi giống người bằng cách chọn lọc những cặp cha mẹ là công
việc không phức tạp lắm. Những quan điểm tương tự của các nhà sinh học cũng được giải thích về thực chất là
do thiếu kiến thức về bản chất cơ chế di truyền. Ðó là một khâu yếu nhất trong học thuyết Darwin.
Nhà thực vật học Ðức là Car Vinhem Negeli (1817 -- 1891) đã nhận rõ rằng tìm một dẫn chứng chính xác cho
việc lấy trung bình cộng và những hậu quả của nó là việc làm phức tạp như thế nào. Ông cho rằng những biến
đổi tiến hóa hướng theo một khía cạnh nhất định là do một bước nhảy vọt bên trong nào đó quyết định.
II . ÐẬU HÀLAN CỦA MENDEL
Nhờ những công trình của nhà tự nhiên học Tiệp Khắc Gego Mendel (1822 -1884) vấn đề trên đã được giải
quyết. Mendel nghiên cứu cả toán học lẫn thực vật học. Từ năm 1856, trải qua 9 năm, ông nghiên cứu những
dấu hiệu di truyền và dùng phương pháp thống kê để chỉnh lý kết quả.
Nhà bác học đã phải hoàn toàn tin rằng chỉ có các dấu hiệu của cha hoặc mẹ được di truyền lại mà thôi, vì thế
ông tiến hành tự thụ phấn cho các thực vật khác nhau một cách rất thận trọng, ông thu những hạt của từng cây
tự thụ phấn một cách rất chính xác, trồng riêng rẽ chúng và nghiên cứu thế hệ mới.
Do kết quả của các thí nghiệm ấy, Mendel đã phát hiện thấy những cây đậu Hà lan lấy từ những cây đậu lùn thì
thế hệ đầu và ngay cả những thế hệ tiếp theo vẫn chỉ cho những cây đậu lùn. Như vậy những cây đậu lùn là một
dòng thuần.
Những cây đậu cao thì biểu hiện theo một cách khác. Một số (hơn 1/3) là dòng thuần từ thế hệ này sang thế hệ
nữa. Mặc dù vậy bài báo đó không lôi cuốn người đương thời, đặc biệt là Negeli không ủng hộ cho Mendel. Ðến
nay ta hoàn toàn có quyền gọi Mendel là người sáng lập ra thuyết về những cơ chế di truyền, hiện nay được gọi
là di truyền học, nhưng thời đó không ai chấp nhận và chính Mendel cũng không dám tự nhận.
III . ÐỘT BIẾN TOP
Nhà thực vật học Hàlan Hugo de Friz (1848 - 1935) cũng thuộc phái những người nói về những bước nhảy vọt
trong tiến hóa. Trên một đồng cỏ hoang, cái đập vào mắt ông là một bụi cây rậm - loại cây trước đó không lâu
được mang từ Châu Mỹ về Hàlan. Con mắt quan sát của nhà thực vật học nhận thấy một số cây trong những
cây đó có hình dạng bên ngoài rất khác nhau, mặc dù có lẽ chúng có cùng tổ tiên chung.
Ông đem trồng bụi cây ấy trong vườn và chăm sóc riêng từng dạng cây đó, dần dần Hugo đi đến kết luận như
Mendel đã nghiên cứu trước ông nhiều năm: những đặc điểm có thể di truyền từ thế hệ này sang thế hệ sau.
Hugo gọi những biến đổi ngẫu nhiên đó là đột biến (từ tiếng la tinh mutatio -- sự biến đổi), và ông quyết định
quan sát sự tiến hóa nhảy vọt của loài. Thực ra những biến đổi đó không liên quan đến những biến đổi của bản
thân những yếu tố di truyền. Nhưng sau đó chẳng bao lâu, người ta nghiên cứu cả những đột biến thực sự.
Ví dụ: Ðột biến chân ngắn của cừu xẩy ra ở nước Anh vào năm 1791. Cừu chân ngắn thậm chí không thể nhảy
qua được những hàng rào rất thấp. Thông thường qua những quan sát của mình, những người chăn nuôi không
rút ra được những kết luận lý thuyết; còn các nhà bác học, rất tiếc họ thường không sát với thực tiễn chăn nuôi.
Và cuối cùng, chỉ có Hugo mới đặt ra trước giới khoa học những hiện tượng đó. Khoảng năm 1900 khi chuẩn bị
công bố những phát hiện của mình và khi xem xét các công trình cũ về vấn đề này, Hugo rất ngạc nhiên khi thấy
trước đó 30 năm trong bài báo của Mendel đã đề cập tới vấn đề này rồi.
Hai nhà thực vật học Car Eric Coren (1864 - 1933) người Ðức và Eric Semac (1871) người Aïo cũng năm ấy đã
đi đến kết luận rất giống Hugo, dù rằng họ không có liên hệ gì với ông. Và từng người khi xem lại các công trình
cũ, đều phát hiện ra bài báo của Mendel.
Thế là cả ba người: Hugo, Coren, Semac đã công bố những công trình nghiên cứu của mình năm 1900 và mỗi
người khi trích dẫn công trình nghiên cứu của Mendel họ đánh giá về những công trình nghiên cứu của mình
như việc xác nhận giản đơn các kết luận của Mendel. Vì vậy, ngày nay chúng ta mới nói về được các quy luật di
truyền theo Mendel. Các quy luật này kết hợp với phát hiện của De Frizo đã vẽ được bức tranh về sự xuất hiện
và bảo tồn biến dị. Như vậy điểm yếu trong học thuyết Darwin đã được khắc phục và sau khi nhà bác học người
Anh là Ronan Fisher (1890 - 1962) trong cuốn sách học thuyết di truyền của chọn lọc tự nhiên (1930) chứng
minh học thuyết chọn lọc của Darwin và di truyền học của Mendel cần gộp lại thành một học thuyết tiến hóa duy
nhất, đã đạt được những thành tích nổi bật nhất.
trong những số lần phân chia không xảy ra hiện tượng tăng gấp đôi số thể nhiễm sắc. Do đó mỗi một trứng hoặc
một tinh trùng chỉ có một nửa số thể nhiễm sắc đặc trưng cho loài đó.
Sự ra đời lần thứ hai của định luật Mendel buộc người ta phải có cái nhìn mới về sự nghiên cứu thể nhiễm sắc.
Năm 1902, nhà tế bào học Mỹ là Oante Satorn (1876 -- 1916) chú ỳ tới nhiễm sắc giống như những yếu tố di
truyền theo Mendel: mỗi một tế bào có số cặp nhiễm sắc thể cố định. Có lẽ chúng có khả năng truyền những đặc
điểm về thể trạng từ tế bào này sang tế bào khác, bởi vì số thể nhiễm sắc được giữ lại một cách nghiêm ngặt
trong mỗi lần phân chia tế bào. Mỗi một thể nhiễm sắc tạo ra một ra một bản sao (phiên bản) giống hệt như nó
để sử dụng trong tế bào mới.
Trong tế bào trứng đã thụ tinh do trứng kết hợp với tinh trùng, số lượng thể nhiễm sắc (nhiễm sắc thể) ban đầu
được phục hồi lại. Trải qua những giai đoạn phân chia tế bào nối tiếp nhau diễn ra trong tế bào trứng đã thụ tinh,
số lượng nhiễm sắc thể vẫn duy trì một cách nghiêm ngặt cho tới tận lúc hình thành xong một cơ thể sống độc
lập. Nhưng không nên quên rằng trong cơ thể mới có một nhiễm sắc thể thuộc một cặp nhiễm sắc thể mẹ (thông
qua tế bào trứng) và của bố (thông qua tinh trùng). Sự phối kết các nhiễm sắc thể đó diễn ra trong từng thế hệ,
có thể đưa ra ánh sáng những tính trạng lặn mà trước đó bị các tính trạng trội át đi.
Về sau này những tổ hợp mới lại tạo nên mọi biến đổi mới của các tính trạng mà chúng được tăng cường do
chọn lọc tự nhiên.
Có lẽ, trong buổi bình minh của thế kỷ XX là bắt đầu thời kỳ hưng thịnh chưa từng thấy của học thuyết tiến hóa
và di truyền học. Nhưng đó chỉ mới là giai đoạn mở màn cho những thành tựu mới còn kỳ diệu hơn về sau này.
15
CHƯƠNG VIII : SỰ CÁO CHUNG CỦA SINH LỰC LUẬN
I. ÐẠM VÀ CHẾ ÐỘ ĂN UỐNG
Ở thế kỷ XIX, những thành tựu của các nhà hóa học hữu cơ là sự tuyên chiến chủ yếu đối với sinh lực luận. Dựa
vào phân tử Protit, những người sinh lực luận mưu đồ lập phòng tuyến chống lại sự tấn công mãnh liệt ấy. Và
hầu như cho đến cuối thể kỷ XIX họ đã bảo vệ lập trường của mình một cách có hiệu quả .
Phân tử protit hết sức thu hút các nhà hóa sinh học. Lần đầu tiên nhà sinh lý học Pháp là Francois Magendie
(1783 -- 1855) đã chứng minh ý nghĩa to lớn của proti trong đời sống của các sinh vật. Sau chiến tranh
Napoleon, đời sống của các dân tộc rất khốn khổ, trữ lượng lương thực thực phẩm không đủ. Chính phủ của các
nước đã thành lập những ủy ban dưới sự lãnh đạo của Magendie để nghiên cứu vấn đề: khả năng tạo ra thức
ăn có đủ chất dinh dưỡng như Jelatin từ những chất gì rẻ tiền và có thể dể kiếm. Trong những thí nghiệm của
mình, Magendie (1816) đã nuôi chó bằng thức ăn không có protit (chỉ cho ăn đường, dầu ôliu và nước), kết quả
thu được loại phân bón hữu hiệu. Như vậy, Bukxengô và Liebiglà những người sáng lập ra môn nông hóa học.
II. PHƯƠNG PHÁP ÐO NHIỆT
Là nhà duy vật kiên định, Liebig cho rằng gluxit và lipit là chất đốt đối với cơ thể. Ðó là một bước tiến rõ rệt so với
Lavoisier đã sống cách đó nửa thế kỷ. Nếu Lavoisier chỉ nói về carbon, hydro, thì bây giờ người ta có thể nói về
các hợp chất chuyên hóa hơn đó là Gluxit, lipit cấu tạo từ carbon và hydro (cộng với oxy).
Dĩ nhiên, quan điểm của Liebig đã kích thích các nhà bàc học khác muốn xác định nhiệt lượng mà cơ thể tiếp
nhận có bằng nhiệt lượng tỏa ra khi đốt gluxit, lipit ở ngoài cơ thể hay không. Những thí nghiệm thô sơ của
16
Lavoisier đã trả lời khẳng định về vấn đề đó. Nhưng sự cải tiến đáng kể kỹ thuật đo đạc đã đòi hỏi phải kiểm tra
lại các dẫn liệu.vào những năm 60 của thế kỷ XIX, Becterlle đã dùng nhiệt lượng kế để xác định nhiệt lượng tỏa
ra khi đốt. Người ta trộn lẫn chất đốt với oxy trong một cái buồng kín và làm nổ hổn hợp ấy bằng điện. Buồng kín
đặt trong chậu nước. Lượng nhiệt tỏa ra được xác định bằng sự tăng nhiệt độ của nước.
Ðể xác định lượng nhiệt sản sinh trong cơ thể cần phải làm một nhiệt lượng kế có kích thước đủ lớn đề có thể
đặt sinh vật vào đó. Có thể tính lượng gluxit và lipit mà cơ thể đốt cháy theo lượng khí carbonic mà sinh vật giải
phóng ra ngoài, và theo lượng oxy cần thiết cho cơ thể. Lượng nhiệt do cơ thể tỏa ra được xác định bằng cách
đo nhiệt độ của lớp nước bao quanh nhiệt lượng kế. Lượng nhiệt ấy so sánh với lượng nhiệt mà cơ thể thu được
khi đốt khối gluxit và lipit tương đương ở ngoài cơ thể.
Nhà sinh lý học Ðức là Car Fôit (1831 - 1908) học trò của Libic, cùng với nhà vệ sinh học người Ðức là Mar
Petencofe (1818 - 1901) đã chế tạo ra máy đo nhiệt lượng lớn có thể đặt động vật thậm chí đặt cả người vào
trong đó. Những kết quả thực nghiệm của họ đã xác nhận rằng mô động vật không có những nguồn năng lượng
nào khác ngoài những nguồn năng lượng đã có trong thế giới vô sinh.
Học trò của Foit là Mar Rubne(1854 - 1932) đã tiếp tục nghiên cứu và bằng thực nghiệm đã chứng minh được
rằng định luật bảo toàn năng lượng có thể áp dụng được với cơ thể sống. Khi so sánh lượng nitơ có trong nước
tiểu và lượng nitơ có trong thức ăn cung cấp cho những động vật ấy trước khi thí nghiệm, khi ông chứng minh
(1884) rằng gluxit và lipit không thể là nguyên liệu duy nhất nhập vào cơ thể. Những phân tử protit sau khi tách
khỏi phần có chứa nitơ cũng có thể dùng như chất đốt. Khi coi protit như là một nguồn năng lượng do thức ăn
sản ra trong cơ thể bằng năng lượng thu được khi đốt những thức ăn đó ở ngoài cơ thể (tính cả số năng lượng
chứa trong nước tiểu và phân ).
Như vậy, định luật bảo toàn năng lượng đúng với cả thế giới vô cơ lẫn thế giới hữu cơ. Sự khám phá ra định luật
ấy đã giáng một đòn chí mạng vào những quan điểm sinh lực luận.
nói nhiều về những tế bào nấm men, nhưng Liebig đã bác bỏ những nhận định đó.
Nhà bác học Pháp là Louis Pasteur (1822 -- 1895) đã bảo vệ bản chất sống của nấm men. Năm 1856 những
người Pháp nấu rượu vang đã mời ông làm cố vấn. Rượu vang và bia bảo quản lâu thường bị chua và gây thiệt
hại hàng triệu đồng. Các nhà hóa học có thể giúp đỡ được gì không?
Pasteur đã phát hiện ra quy luật khá lý thú là rượu vang và bia được bảo quản tốt có chứa những tế bào nấm
men tròn, nhỏ. Còn nếu chất nước đó bị chua thì những tế bào nấm men bị kéo dài ra. Như vậy có hai loại nấm
men: loại tạo thành rượu và loại làm rượu chua dần. Ðun nóng nhẹ sẽ giết chết các tế bào nấm men và làm
ngừng quá trình gây chua. Nếu làm đúng lúc sau khi đã hình thành rượu nhưng chưa bắt đầu có sự gây chua thì
có thể bảo quản được rượu vang. Thực tiễn đã xác nhận những kết luận của Pasteur là đúng. Khi nghiên cứu
quá trình này, Pasteur đã làm sáng tỏ hai mặt của vấn đề. Thứ nhất: các tế bào nấm men là những cơ thể sống,
vì chỉ khi đun nóng nhẹ là có thể thủ tiêu khả năng lên men; tế bào vẫn còn lại không bị phá hủy, nhưng trong
chúng sự sống đã bị hủy diệt. Thứ hai: chỉ có những tế bào nấm men sống mới gây ra sự lên men. Cuộc tranh
luận giữa Pasteur và Libic đã kết thúc, Pasteur và phái sinh lực luận đã toàn thắng.
Tiếp đó Pasteur đã tiến hành một thí nghiệm nổi tiếng của mình về vấn đề tự sinh - một đề tài củng cố chỗ đứng
của phái sinh lực luận ngay từ thời Spanllanzani. Những người cầm đầu tôn giáo, dĩ nhiên, nhiệt liệt chào mừng
sự phủ nhận học thuyết tự sinh bởi vì họ chấp nhận sự sống sinh ra trên trái đất là do Thượng đế. Cũng như
những nhà duy vật ở giữa thế kỷ XIX đã nhiệt tình ủng hộ quan điểm tự sinh, Spanllanzani đã chứng minh rằng
nếu khử trùng nước canh thịt và để cách ly không nhiễm bẩn thì trong số đó sẽ không có bất cứ một dạng sống
nào xuất hiện. Trên cở sở này rút ra kết luận nhiệt đã hủy diệt bất cứ sự sống ban đầu nào ở trong bình bịt kín
không khí
Pasteur đặt thí nghiệm (1860) để cho không khí thường không hâm nóng vẫn tiếp xúc được với nước canh thịt
được đun sôi và khử trùng trong phòng. Nước canh thịt đựng trong bìng cổ cong chữ S, không khí không hâm
nóng có thể tự do vào trong bình, còn những chất bẩn rơi vào phần đáy uốn cong của cổ hình chữ S và không
rơi được vào bình. Trong điều kiện đó, những sinh vật trong nước canh thịt không sinh sản, nhưng nếu bỏ cổ
bình thì các chất sẽ rơi vào bình và sẽ bẩn rất nhanh. Như vậy không còn câu hỏi về không khí đun nóng hoặc
không đun nóng, về sự sống khởi đầu đã bị diệt hoặc không bị tiêu diệt. Thực chất của vấn đề là ở chỗ bụi rơi
vào nước canh thịt kèm theo những vi khuẩn lơ lửng trong không khí, chúng sinh sản và sinh trưởng trong nước
canh thịt.
Vào những năm thứ 50 của thế kỷ XIX, thầy thuốc người Ðức là Rudolf Virchow (1821 - 1902), được công nhận
là người sáng lập ra môn giải phẫu bệnh lý hiện nay-- khoa học về sự biến đổi mô do bệnh, ông tiếp tục nghiên
chất ấy là Ditaza. Diataza và các chất tương tự khác được gọi là men (enzim) vì sự biến tinh bột thành đường là
một trong những giai đoạn đầu của sự lên men hạt.
Sau đó chả bao lâu, người ta đã phân lập được enzim ngay từ những cơ thể động vật. Men của dịch dạ dày là
một trong các loại men biết đầu tiên. Ngay Reomua đã khẳng định rằng sự tiêu hóa thức ăn là quá trình hóa học.
Năm 1821, thầy thuốc người Anh là William Broune (1785 - 1850) đã lấy được axit chlohydric từ dịch dạ dày. Axit
chlohydric là một chất vô cơ đơn thuần, vì thế tách được axit này là một việc mà các nhà hóa học không ngờ tới.
Năm 1836, Schwann một trong những người sáng lập ra học thuyết tế bào, đã tinh chế được dịch dạ dày không
có chứa axit chlohydric có hiệu lực phân hủy thịt cao hơn nhiều so với axit. Schwann gọi chất đó là Pepsin (từ
tiếng Hylạp là Pepsis -- tiêu hóa ) -- một loại men thật sự.
Số men này càng được phát hiện nhiều hơn. Và đến nửa sau của thế kỷ XIX người ta đã hoàn toàn hiểu rõ men
là chất xúc tác, nếu chỉ nói về các mô sống, nhờ có men mà cơ thể thực hiện được những việc mà người làm thí
nghiệm không thực hiện được. Và như thế protit vẫn là cái lá chắn đỡ đòn cho các nhà sinh lực luận, vì có rất
nhiều dẫn liệu chứng minh bản chất protit của men (mặc dù trước thế kỷ XX người ta vẫn chưa chứng minh
được chính xác). Nhưng chỗ đứng của các nhà sinh lực luận có chỗ yếu: đó là men hoạt động cả ở trong và
ngoài tế bào. Men được tách từ dịch dạ dày phân hủy được thức ăn trong ống nghiệm. Có lẽ, nếu tạo ra được
những chất tiêu chuẩn của tất cả các men, thì có thể sao lại trong ống nghiệm bất cứ phản ứng nào, xảy ra trong
cơ thể sống, không có sự can thiệp của sinh vật, vì bản thân men ít nhất là các men đã được nghiên cứu) không
phải là vật sống. Ngoài ra men cũng chịu tác động bởi các quy luật chi phối các chất xúc tác vô cơ, ví dụ: axit
hoặc bạch kim.
Các nhà sinh lực luận buộc phải công nhận là men của dịch dạ dày tiếp tục hoạt động ở bên ngoài tế bào; bởi vì
dịch dạ dày có thể rót vào trong ống nghiệm. Nhưng họ nói rằng có cả những men chỉ thể hiện hoạt tính khi ở
trong tế bào. Những men này không nằm trong sự hiểu biết thông thái của các nhà hóa học. Những nhà sinh lực
luận chia men ra làm hai nhóm: nhóm men vô cơ ( như pepsin ) có thể tách khỏi tế bào sống và vẫn giữ được tác
dụng xúc tác ở ngoài tế bào và nhóm hữu cơ như họ đã giả định, không có tác dụng xúc tác khi tách khỏi hoạt
động sống của tế bào sống.
Vào năm 1878, nhà sinh lý học người Ðức là Vinhem Cune (1737 -- 1900) đã đề nghị gọi nhóm men vô cơ là
enzim từ tiếng Hylạp : en - ở trong, zyme -- nấm men); còn nhóm men hữu cơ vẫn giữ tên là men (fecmen).
Năm 1897, những công trình của nhà hóa học người Ðức Le Edua Bucne (1860 - 1917), đã bất ngờ làm sứt mẻ
quan điểm của những nhà sinh lực luận. Sau khi phá hủy khối nấm men và lọc, Bucne đã lấy được dịch nấm
men tự do tách khỏi các tế bào sống và để cho dịch này không bị nhiễm khuẩn, ông thêm vào dịch một dung dịch
nhanh chóng và đi xa hơn thực tiễn hàng ngày đến thế nào đi chăng nữa, dù sao sớm hay muộn sinh học cũng
quay về những đòi hỏi của y học.
Việc nghiên cứu các lý thuyết hoàn toàn không phải là việc lạc hướng và không có căn cứ, bởi vì việc áp dụng
những thành tựu khoa học lý thuyết cho phép thực tiễn tiến lên nhanh chóng. Mặc dù khoa học ứng dụng có thể
được phát triển một cách thuần túy kinh nghiệm nhưng không có lý luận thì sự phát triển ấy diễn ra rất chậm
chạp và thiếu bảo đảm.
Ðể dẫn chứng, chúng ta nhớ lại lịch sử nghiên cứu các bệnh nhiễm trùng. Cho đến tận đầu thế kỷ XIX, về thực
chất các thầy thuốc đã hoàn toàn bất lực khi có nạn dịch hạch hoặc có những bệnh nhiễm trùng khác đã xảy ra
hết năm này qua năm khác ở trên trái đất của chúng ta. Bệnh đậu mùa cũng được xếp vào những loại bệnh làm
cho con người đau khổ. Ðiều rất bi thảm là nó lan truyền rộng rãi và nhanh chóng, một phần ba số người mắc
bệnh hiện chết còn những người mắc bệnh phải mang tật xấu xí suốt đời: bộ mặt rỗ mất cảm tình với cả người
thân.
Nhưng phải thấy rằng những người đã mắc bệnh có khả năng miễn dịch trong lần bệnh dịch tái phát. Vì thế
nhiều người cho rằng hợp lý hơn cả là không nên tránh bệnh mà nên cho bệnh phát triển ở trong cơ thể người ở
mức độ nhẹ nhất, không nguy hiểm đối với sự sống, và không làm xấu người bệnh. Trong trường hợp này con
người bảo đảm tránh khỏi những bệnh tái hiện. Ở những nước như Thỗ nhĩ kỳ và Trung Quốc, đã từ lâu người
ta định gây cho người lành mắc bệnh đậu mùa ở mức độ nhẹ trích từ người bệnh. Sự mạo hiểm đó rất là vĩ đại,
vì ở vào thời kỳ bệnh hoành hành nghiêm trọng. Ở vào thế kỷ thứ XVIII việc chủng đậu tương tự đã được tiến
hành ở nước Anh, nhưng khó mà xác định việc đó có lợi hơn hay có hại hơn. Khi nghiên cứu hoạt động chữa
bệnh thực tiễn của thầy thuốc người Anh Edward Jenner (1749 -- 1823) đã nghiên cứu tính chất phòng trị bệnh
của đậu mùa bò nổi tiếng trong y học dân gian: những người đã mắc bệnh đậu mùa của bò có miễn dịch đối với
bệnh đậu mùa của bò cũng như của người. Sau nhiều lần quan sát lâu dài và thận trọng, ngày 14 tháng 5 năm
1796, lần đầu tiên Jenner đã lấy chất có ở người đàn bà mắc bệnh đậu mùa bò và chủng chất đó sang đứa trẻ 8
tuổi. Chủng đậu không gây khó chịu. Hai tháng sau đứa trẻ đó được gây bệnh bằng mủ lấy từ mụn đậu của
người bệnh mắc bệnh đậu mùa tự nhiên và đứa trẻ đó vẫn sống. Sau nhiều lần lặp lại thí nghiệm này, năm 1798
Jenner đã công bố kết quả công trình nghiên cứu của mình. Ông đề nghị gọi phương pháp mới này là tiêm
chủng (từ tiếng La tinh Vacxin: đậu mùa bò).
Nỗi khiếp sợ bệnh đậu mùa lớn đến nỗi người ta khao khát dùng phương pháp mới của Jenner; còn sự chống
đối của những người bảo thủ nhất bị bẻ gẫy nhanh chóng. Sự tiêm chủng lan nhanh ra toàn Châu Âu, và bệnh
tật đã phải lùi bước. Ơí những nước có nền y học phát triển cao, những thầy thuốc không còn cảm thấy bất lực
Cuối cùng, các thầy thuốc đã có thể tiến hành phẫu thuật và nhổ răng mà không gây ra đau đớn cho người bệnh
của mình. Mặc dù nghĩ ra gây mê là công lao của nhiều thầy thuốc, nhưng người ta công nhận thầy thuốc
chuyên khoa răng người Mỹ là William Thomas Grin Moton (1819 - 1868) là người có công lớn nhất vì đã cắt
khối u trên mặt có gây mê bằng ete vào tháng 10 năm 1846. Việc ứng dụng thành công phương pháp gây mê đã
đưa được phương pháp này đi nhanh vào giải phẫu thực hành. Phiền một nỗi, ngay những lần mổ thành công và
khỏi bệnh vẫn không ít người bệnh bị chết vì nhiễm trùng sau khi mổ. Khi Lixte đã biết lý thuyết của Pasteur, ông
nảy ra ý nghĩ rằng nếu vết thương hoặc vết mổ đã được khử trùng thì sẽ không thê øcó nhiễm trùng . Ông đã
thử dùng fenol với mục đích ấy mau chóng tin là fenol có tác dụng rất hữu hiệu. Lixte đã lập ra giải phẫu khử
trùng như thế đó.
Sau này người ta đã tìm ra nhiều chất hóa học mạnh hơn có tác dụng giảm đau tốt hơn. Các nhà phẫu thuật làm
việc đã có mặt nạ bảo vệ và găng tay cao su đã khử trùng. Cuối cùng giải phẫu trở thành không nguy hiểm đối
với loài người. Thậm chí nếu lý thuyết Pasteur chỉ đưa ra một cải cách đó thì lúc đó người ta cũng đã có thể
công nhận lý thuyết Pasteur như là một phát minh xuất sắc nhất trong lịch sử Y học.
III. VI KHUẨN HỌC
Chớ hy vọng là đến một lúc nào đó loài người có thể hoàn toàn bị cách ly khỏi vi khuẩn gây bệnh. Sớm hoặc
muôn loài người sẽ bị lây bệnh nguy hiểm. Khi đó sẽ điều trị như thế nào? Tất nhiên cơ thể có những phương
tiện nào đó của mình chống lại vi khuẩn bởi vì, như ta đã biết, có lúc người bệnh khỏi mà không cần đến thuốc.
Ðể dẫn chứng, nhà sinh học lỗi lạc người Nga là I.I Metchnikov (1845 - 1916) đã đưa ra: cuộc đấu tranh chống vi
khuẩn của cơ thể. Ông cho rằng bạch cầu làm nhiệm vụ bảo vệ chống những tác nhân gây bệnh lọt vào cơ thể
động vật và người, những bạch cầu thoát khỏi mạch máu và xông đến chỗ nhiễm bệnh, ở đó xảy ra cuộc ác
chiến thực sự giữa bạch cầu và vi khuẩn. Metchnikov gọi những tế bào giữ vai trò bảo vệ cơ thể là thực bào.
Ngoài ra, sau khi khỏi một số bệnh sẽ kèm theo sự miễn dịch (tính không nhiễm bệnh), mặc dù người ta chưa
khám phá ra những biến đổi rõ ràng nào đó. Ðiều này có thể giải thích một cách khá logic là trong cơ thể của
người đã mắc bệnh có những kháng thể mang khả năng tiêu diệt hoặc trung hòa những vi khuẩn lọt vào cơ thể.
Khái niệm này giải thích được cả tác dụng của tiêm chủng; trong cơ thể của những người được chủng đậu hình
thành kháng thể có hoạt tính giống với vi khuẩn đậu bò và rất giống với vi khuẩn đậu mùa tự nhiên. Bây giờ
thắng lợi được bảo đảm, nhưng không phải ở chỗ thắng bệnh mà là thắng vi khuẩn gây bệnh.
Pasteur đã vạch ra con đường chống bệnh loét Xibia -- bệnh gây chết người và tiêu diệt hàng đàn gia súc. Ông
tìm ra tác nhân gây bệnh và chứng minh nó thuộc về một dạng đặc biệt của vi khuẩn. Pasteur đun nóng chế
phẩm vi khuẩn để tiêu diệt khả năng gây bệnh. Ðưa những vi khuẩn đã bị làm yếu vào cơ thể động vật sẽ tạo
thuyết của mình là lý thuyết vi trùng: ông muốn nói đến vi sinh vật nói chung, chứ không phải chỉ có vi khuẩn
Ví dụ: năm 1880 thầy thuốc người Pháp là Charles Luis Anphoncer Laverfrance (1845 - 1922) đã phát hiện ra vi
trùng sốt rét - bệnh này làm chết người ở các nước nhiệt đới và Á nhiệt đới hơn là các bệnh nào khác. Phát hiện
đó đặc biệt hấp dẫn vì tác nhân gây bệnh không phải là vi khuẩn mà là động vật nguyên sinh -- động vật đơn
bào. Ở những năm 60 của thế kỷ XIX nhà động vật học người Ðứa là các Rudolf Loicart đặt cơ sở cho ký sinh
trùng học - khoa học nghiên cứu về vật ký sinh. Loicart chứng minh rằng trong ngành động vật không xương
sống tất cả đều có ký sinh trùng. Một số sống ở người như giun sán (sán dây, giun tròn, giun dẹp) -- những
động vật hoàn toàn không có kích thước hiển vi, gây nên những bệnh trầm trọng. Sau đó đã xác định được rằng
thậm chí những động vật đa bào -- không phải là tác nhân gây bệnh trực tiếp, có thể là vật truyền bệnh nhiễm
trùng. Sốt rét là bệnh đầu tiên người ta đã phát hiện ra được vật truyền bệnh. Có thể chứng minh dễ dàng bệnh
số rét không lây khi tiếp xúc trực tiếp với người bệnh. Năm 1897, thầy thuốc người Anh là Ronan Ros (1857 --
1932), khi nghiên cứu muỗi truyền bệnh sốt rét, đã phát hiện ra ký sinh trùng bệnh này trong muỗi Anophen
( Anopheles ).
Khám phá ấy đã đem lại nhiều lợi ích to lớn vì đã làm rõ khâu được nghiên cứu yếu nhất trong chuỗi mắc xích
truyền bệnh. Thì ra trước khi chui vào cơ thể người, ký sinh trùng cần phải trải qua những giai đoạn phát triển
nhất định ở trong muỗi. Từ đó rút ra kết luận: để chống bệnh sốt rét cần phải diệt muỗi. Tạo sao ngủ lại phải nằm
trong mùng để tránh muỗi? Tại sao phải tát cạn các đầm hồ? Và chính nơi nào sử dụng rộng rãi các biện pháp
ấy thì bệnh sốt rét ít xảy ra hơn.
Một bệnh nguy hiểm chết người khác trong suốt thế kỷ XVIII và XIX đã thường kỳ giết hại nhân dân ở miền bờ
biển phía đông nước Mỹ là bệnh sốt vàng. Nhà giải phẫu quân y người Mỹ Oante Rit (1851 -- 1902) đã khẳng
23
định rằng bệnh sốt vàng không lây khi tiếp xúc trực tiếp với người bệnh, và trên cơ sở công trình của Ros, Rit giả
định rằng vật môi giới trong trường hợp này chính là muỗi, nhưng muỗi này thuộc giống Aedes. Các thầy thuốc
cùng làm việc vơi Rit đã để cho muỗi, sau khi hút máu người mắc bệnh sốt vàng, đốt họ. Một thầy thuốc trong số
đó đã bị ốm và một thầy thuốc trẻ là Jess William Lazia (1866 -- 1900) đã chết vì bệnh sốt vàng. Ông hy sinh
thân mình vì lợi ích của loài người. Như thế là bức tranh truyền bệnh đã rõ ràng. Một nhà giải phẫu quân y khác,
William Crowfo Hogat (1854 - 1920), đã thực hiện hàng loạt biện pháp chống muỗi để tiêu diệt bệnh sốt vàng ở
La Havan, sau đó người ta đưa ông đến Panama, nơi Mỹ định thực hiện điều mà Pháp không làm được là xây
dựng kênh đào. Tỷ lệ chết vì bệnh sốt vàng của những người xây dựng kênh đào có lẽ còn đáng sợ hơn cả
những khó khăn kỹ thuật. Hogat đã tiến hành chống muỗi và ngăn chặn được bệnh sốt vàng lan tràn.
Năm 1820, sau khi dùng axit xử lý một phân tử Jelatin phức tạp, người ta đã tách được từ phân tử phức tạp ấy
ra một phân tử đơn giản gọi là glixin. Glixin thuộc nhóm axit amin. Thoạt tiên người ta cho rằng chính glixin xây
dựng nên protit, tương tự như đường đơn giản -- glucoza -- là viên gạch xây dựng nên tinh bột. Nhưng đến cuối
thế kỷ XIX thuyết đó không vững nữa. Người ta đã thu được những phân tử đơn giản từ những protit khác nhau
nhất, tất cả những phân tử này chỉ khác nhau về chi tiết và chúng cũng thuộc vào nhóm axit amin. Phân tử protit
được xây dựng nên không phải là một mà từ cả loạt các axit amin. Ðến năm 1900, người ta đã biết hàng chục
những viên gạch axit amin khác nhau về tỉ lệ axit amin chứa trong chúng. Nhà hóa sinh học người Anh là Federic
Hopkins (1861 -- 1947) là nhà bác học đầu tiên đã chứng minh rằng một protit nào đó có thể không có một hoặc
một số các axit amin đóng vai trò quan trọng đối với hoạt động sống của cơ thể. Năm 1903, ông đã phát hiện ra
một axit amin mới là triptofan và đã nghiên cứu các phương pháp phát hiện ra Triptofan. Zein - protit tách được
từ ngô -- cho phản ứng âm, và như thế ngô không chứa triptofan. Zein là protit không có đầy đủ giá trị vì là một
24
protit độc nhất trong khẩu phần thức ăn không bảo đảm hoạt động sống của cơ thể. Nhưng chỉ thêm vào một
lượng triptofan nhỏ là có thể kéo dài sự sống của các động vật dùng làm thí nghiệm.
Những thí nghiệm tiếp theo ở vài năm đầu của thế kỷ XX đã chứng minh rõ ràng rằng trong cơ thể thú có một số
axit amin được tổng hợp từ những chất thường có trong các mô. Nhưng một phần axit amin bắt buộc phải lấy từ
ngoài vào cùng với thức ăn. Thiếu một hoặc một số axit amin không thay thế được như vậy đã làm cho protit trở
thành không có đầy đủ giá trị, động vật sẽ bị bệnh và có khi sẽ chết. Và như thế người ta đã nêu ra khái niệm về
những nguyên tố dinh dưỡng phụ -- đó là những hợp chất không thể tổng hợp được trong cơ thể động vật và
người, và để bảo đảm hoạt động sống bình thường của cơ thể, người ta bắt buộc phải đưa ra những yếu tố này
vào thức ăn.
Bởi vì có bệnh như bệnh hoại huyết, chữa được bằng nước chanh, thì có thể sáng suốt nghĩ rằng nước chanh
cung cấp cho cơ thể một yếu tố thức ăn nào đó còn thiếu. Khó tin rằng đó là yếu tố axit amin. Và thật vậy các
nhà sinh học ở thế kỷ XIX đã biết tất cả những thành phần cấu tạo nên nước chanh, hoặc hỗn hợp hoặc từng
thành phần riêng biệt, không có thể chữa khỏi bệnh hoại huyết. Yếu tố thức ăn ấy phải là chất chỉ cần thiết với
một lượng rất nhỏ về mặt hóa học nó khác với những thành phần thức ăn bình thường.
Phát hiện ra chất bí ẩn ấy không phải là việc khó. Sau khi hoàn thiện lý thuyết về các axit amin quan trọng nhất
cho sự sống, người ta phát hiện ra những yếu tố thức ăn khá tinh tế chỉ cần cho cơ thể với một lượng nhỏ bé
không đáng kể, nhưng điều này không xảy ra trong quá trình nghiên cứu bệnh hoại huyết.
VI. VITAMIN
Copyright: Tài liệu đại học ©