Histoire de la biologie

L'histoire de la biologieretrace les courants de pensée et les études sur le monde du vivant depuis la nuit des temps jusqu'à nos jours. Cependant, le termebiologieà titre de discipline distincte apparait auXIXsiècle.
Pendant laRenaissanceet pendant le siècle des découvertes, renaissait un intérêt dans l'empirismeaussi bien que le nombre grandissant d'organismes connus conduisaient à de signifiants développements dans la pensée biologique.Vesaliusest à l'origine du développement de l'expérimentation et de l'observation en physiologie, et une série de naturalistes commeLinnéetBuffoncommencèrent à fonder un travail conceptuel d'analyse de la diversité du vivant et de l'archivage des fossiles, aussi bien que du développement et du comportement des plantes et des animaux.
Le termebiologieest formé par la combinaison du grecβίος/bíos, « vie », etλόγος/lógos, « discours, traité », du verbeλέγω/légō, « rassembler, choisir ».
Avant la création de ce mot, un certain nombre de termes étaient utilisés pour décrire l'étude des animaux et des plantes. Le termehistoire naturellefaisait allusion à l'aspect descriptif de la biologie, même s'il comprenait aussi laminéralogieainsi que d'autres domaines qui ne concernent pas la biologie au sens contemporain du terme. DuMoyen Âgeà laRenaissance, tous les domaines de l'histoire naturelle étaient confondus et étaient désignés par le termescala naturaeouGrande chaîne de la vie. Laphilosophie de la natureet lathéologie naturelleont inclus les bases conceptuelles de la vie animale et végétale en tentant de répondre à la question de l'existence des organismes et en essayant d'expliquer leur fonctionnement. Ceci même si ces matières comprenaient aussi ce qui est aujourd'hui appelégéologie,physique,chimieetastronomie. Lapharmaceutiquephysiologique (et botanique) furent précédées par lamédecine.
Le sens moderne du termebiologiea été introduit séparément par :
Chez Lamarck on trouve, pour la première fois, une conception de l'être vivant qui reconnaît son originalité comparativement aux objets inanimés sans pour autant la faire déroger aux lois de la physique, contrairement à ce qu'avaient tendance à faire lesvitalisteset lesfixistes.
Depuis des temps très anciens, sans doute même avant l'apparition de l'homme moderne, les êtres humains se sont transmis leurs connaissances à propos des animaux et des plantes afin d'augmenter leurs chances de survie. Par exemple, ils devaient savoir comment éviter (ou parfois utiliser) les plantes et les animaux vénéneux et comment traquer, capturer, et chasser différentes espèces animales. Ils devaient de la même façon maîtriser des techniques permettant de réaliser de bons filets ou paniers. En ce sens, la biologie précède l'écriture de l'histoire des humains.
L'agriculture requiert des connaissances précises sur les plantes et les animaux. Les anciennes populationsorientaleseurent très tôt des connaissances à propos de la pollinisation despalmier-dattiers. EnMésopotamie, la population savait que le pollen pouvait être utilisé dans la fertilisation des plantes. Un contrat commercial datant de la périodeHammurabi(XVIIIsiècleav. J.-C.) mentionne les fleurs de datte palmier-dattier comme un article de commerce. La pratique de lasériciculturedans laculture de Yangshao(Néolithiquemoyen chinois (4500 à 3000av. J.-C.) montre que lesChinoisavaient déjà d'importantes connaissances en biologie à cette époque.
EnInde, des textes décrivent certains aspects de la vie des oiseaux. Les Babyloniens avaient des connaissances dans l'anatomie et la physiologie dans une certaine mesure. EnMésopotamie, des animaux étaient parfois retenus dans ce que l'on pourrait comparer aux premiers jardins zoologiques. LesÉgyptiensavaient apparemment des connaissances dans l'anatomie humaine, mais n’étaient guère portés vers l'étude des animaux (il existe quelques papyrus sur lamétamorphosedes grenouilles) et encore moins des végétaux.
Quoi qu'il en soit, lasuperstitiona souvent été mêlée aux faits réels. ÀBabyloneet enAssyrie, les organes des animaux étaient utilisés pour des prédictions, et en Égypte la médecine incluait une large part de mysticisme.
Dans la Grèce antique et le monde hellénistique, les érudits s'intéressaient de plus en plus à l'empirisme.Aristotefut l'un des philosophes de la nature les plus prolifiques de l'Antiquité. Malgré ses premiers travaux plutôt spéculatifs, il conduisit plus tard des recherches en biologie en se fondant sur l'observation. Il ne réalisa pas d'expérience, mais observa quelle était la réalité naturelle de chaque chose dans son propre environnement, bien que certaines soient contrôlées artificiellement. Bien qu'en physique et en chimie cette méthode ne fut pas considérée comme efficace, ce fut le contraire en zoologie et éthologie, et les travaux d'Aristote présentent un réel intérêt. Il réalisa d'innombrables observations de la nature, et particulièrement au niveau des habitats et des caractéristiques desplanteset desanimauxqui vivaient près de lui, en apporter un soin considérable à lescatégoriser. En tout, Aristote classifia 540 espèces animales, et en disséqua une cinquantaine environ. Aristote croyait en des buts intellectuels, lescauses formelles, qui devaient guider tous les processus naturels. Cepoint de vue téléologiquedonnait à Aristote une raison pour justifier les faits qu'il observait comme l'expression d'un modèle formel. En notant qu'« aucun animal ne possède pas, en même temps, des cornes et des défenses », et « qu'il n'a jamais vu d'animal unique à deux cornes », Aristote suggère que la Nature, en ne donnant pas aux animaux des cornes et des défenses en même temps, évitait la vanité, et ne donnait aux créatures que les facultés qui avaient un caractère nécessaire. En notant que les ruminants ont de multiples estomacs et de faibles dents, il suppose que la première chose fut de compenser pour le dernier, avec une Nature qui essaie d'équilibrer la balance.
De même,Aristotepensait que les animaux pouvaient être classés selon une échelle graduée de perfection allant des plantes à l'être humain. Son système avait onze graduations représentant « le degré auquel ils étaient atteints par la potentialité », exprimés par leur forme à la naissance. Les animaux les mieux classés mettaient au monde des petits chauds et humides ; à l'inverse, ceux du bas de l'échelle donnaient naissance à des petits froids, secs, dans des œufs à la coquille épaisse. Aristote notait également que si la forme d'un être vivant reflétait son niveau de perfection, elle ne le prédéterminait pas. Selon lui, la qualité de l'âme des animaux était aussi importante. Il divisait les âmes en trois groupes : les plantes étaient dotées d'une âme végétative, qui leur permettait de se reproduire et de croître ; les animaux, d'une âme à la fois végétative et sensitive, responsable de  la mobilité et des sensations ; l'homme, enfin, possédait une âme végétative, sensitive, et rationnelle, capable de pensée et de réflexion. À la différence des philosophes plus anciens, Aristote présentait  le cœur comme le siège de l'âme rationnelle, plutôt que le cerveau, et séparait les sensations de la pensée (seulAlcméon de Crotoneavait opéré cette séparation auparavant).
Le successeur d'Aristote auLycée,Théophraste, écrivit une série d'ouvrages de botanique,Causes des plantesetHistoire des plantes, considérée comme la plus importante contribution durant l'antiquité en botanique, et même durant leMoyen Âge. De nombreuses dénominations apportées par Théophraste perdurent encore de nos jours, commecarpospour les fruits, etpericarpionpour les vaisseaux conducteurs. Au lieu de se focaliser sur les causes formelles comme Aristote le faisait, Théophraste suggéra une approche mécaniste, en créant des analogies entre les processus naturels et artificiels, et en reliant le concept aristotélicien de « cause efficace ». Théophraste reconnu aussi le rôle du sexe dans la reproduction de nombreuses plantes évoluées, élément omis ou perdu dans les âges suivants.
À la suite deThéophraste, leLycéene parvient pas à produire un travail original. Bien qu'il y ait un intérêt pour les idées d'Aristote, celles-ci sont généralement considérées aveuglément. On trouve aussi des avancées de la biologie au-delà de l'âge d'Alexandriesous laDynastie des Ptolémées. Le premier professeur de médecine d'Alexandrie étaitHérophile, qui a corrigé Aristote en plaçant l'origine de l'intelligence comme étant localisée dans lecerveau, et qui fit le lien entre lesystème nerveux, lemouvementet lasensation.Hérophilefaisait déjà aussi à l'époque la différence entre lesveineset lesartères, notant leur lien avec lepoulsalors que ses prédécesseurs non. De la même façon, il développa une technique dediagnosticqui établissait un lien entre les différents types de pouls distingables. Lui et son contemporainÉrasistrate, recherchèrent le rôle des veines et nerfs, établissant leur carte à travers lecorps humain.
Érasistrateva établir un lien entre la complexité croissante de la surface du cerveau humain comparée à celles des autres animaux comme étant la cause de sonintelligencesupérieure. Il utilisera de temps en temps desexpériencespour fonder ses recherches, par exemple en répétant la pesée d'un oiseau en cage, et en notant le poids perdu entre les moments de nourrissage. En reprenant les travaux sur la respiration de son professeur, il va affirmer que lacirculation sanguinehumaine est contrôlée par le vide, attirant le sang dans tout le corps. Dans la physiologie de Érasistrate, l'air va entrer dans le corps, où il sera emmené vers le cœur par les poumons, où il sera transformé en esprit vital. Ce dernier sera ensuite pompé dans tout le corps par les artères. Une partie de cet esprit vital aboutira au cerveau où il sera de nouveau transformé en esprit animal, qui sera ensuite distribué par le système nerveux.HérophileetÉrasistratevont améliorer leurs expérimentations grâce à des criminels fournis par les seigneurs ptoléméens. Ils vont disséquer vivants ces criminels, et  « pendant qu'ils respiraient calmement, ils observèrent les parties que la nature a formé de façon cachée, et examinèrent leur position, couleur, forme, taille, arrangement, dureté, molesse, régularité ».
Dans l'ancienne Rome,Pline l'Ancienétait connu pour ses connaissances desplanteset de la nature. Plus tard,Galiendeviendra un pionnier de lamédecineet de l'anatomie.
Le déclin de l'Empire romainmena à la disparition ou la destruction d'une somme importante de connaissances. Cependant, certaines personnes travaillaient toujours en médecine ou étudiaient les plantes et les animaux. ÀByzanceet dans le mondeislamique, laphilosophie naturellea été maintenue. Plusieurs travaux de Grecs ont été traduits enarabeet plusieurs œuvres d'Aristoteont été préservées. La contribution du biologiste arabe,al-Jahiz, mort en 868, est particulièrement notable. Il a écritKitab al Hayawan(Livre des animaux). Dans les années 1200, l'AllemandAlbertus Magnusécrivit de vastes traités:De vegetabilibus(7 livres) etDe animalibus(26 livres). Il était particulièrement intéressé par la propagation et la reproduction des plantes, il décrivit en détail la sexualité des plantes et des animaux. Il a aussi été un des professeurs deThomas d'Aquin.
Legolfe Persiqueet d'autres régions arabes jouèrent un rôle important dans le développement de lascience. Basées sur les sciences grecque et indienne et connectées avec l'Europe, ces régions étaient bien situées pour participer au développement de la science. En plus des scientifiques Perses on trouve aussi des Arabes et des Turcs.Avicenne(commémoré par legenreAvicenniaceae) a joué un rôle très important en biologie et fit de nombreuses découvertes. Il est souvent considéré comme le père de lamédecinemoderne.Rhazesa aussi joué un rôle important et a été un grand biologiste.
De la même manière que de nombreux artistes s'intéressaient aux aspects des corps animaux et humains, les scientifiques de l'époque se sont mis à étudier la physiologie en détail. Un certain nombre de comparaisons ont été faites entre les membres inférieurs des humains et ceux deséquidés(chevaux principalement).Otto Brunfels,Jérôme BocketLeonhart Fuchsfurent trois grands auteurs à propos des plantes sauvages. Ils sont aujourd'hui reconnus comme les pères de la botanique allemande. De la même façon, des ouvrages ont été écrits à propos des animaux comme ceux deConrad Gesner, illustrés entre autres parAlbrecht Dürer.
La découverte dumicroscopepermet de nouvelles procédures d'investigation anatomique et physiologique. En particulier, il permet àRobert Hookede découvrir laCellule (biologie)en 1665 : en observant un morceau de liège au microscope, il décrit une structure formée de petites unités qu'il appellecellulae, il n'a pas conscience cependant de l'importance de sa découverte. Lathéorie cellulairese développe progressivement, pendant les deux siècles suivants, et fait de la cellule l'unité de base de l'ensemble du vivant.
Le dix-neuvième siècle est le cadre d'un important débat sur l'origine des espèces vivantes.Jean-Baptiste de Lamarckpropose, à partir de 1809,une théorie, dans laquelle les espèces se diversifient et s'adaptent à leur environnement par le cumul de leurs efforts individuels, transmis parhérédité.
En 1859, avec la publication del'Origine des espèces,Charles Darwinpropose la théorie de l'évolution par sélection naturelle : l'évolution des espèces se fait par la survie (et la reproduction) des individus les plus adaptés à leur milieu, et par des variations aléatoires. Pendant plusieurs décennies, la biologie est dans une phase de transition connue comme l'éclipse du darwinisme: certains auteurs adhèrent à la théorie de Darwin, d'autres défendent encore le Lamarckisme, et d'autres théories comme l'orthogénèse(évolution prédéterminée) ou lemutationnisme(apparition soudaine de nouvelles formes), certains pensent que ces théories ne s'opposent pas complètement et peuvent se compléter. Le darwinisme s'impose complètement au début du vingtième siècle.
Contemporain de Darwin,Gregor Mendelexplore les lois de lagénétique: en procédant à des hybridations sur despois, il met en évidence l'existence de caractèresdominants et récessifs, et comprend qu'il doit exister un support physique qui transmet les caractéristiques d'un être vivant. Passés inaperçus à l'époque, les travaux de Mendel sont reconnus à l'extrême fin du siècle.
Un autre débat capital du dix-neuvième siècle est celui entourant lagénération spontanée. Cette idée d'origine aristotélicienne postulait que de nouvelles formes de vie apparaissaient à partir de matière inerte, lorsque les conditions favorables étaient réunies. AuXIXsiècle, elle a encore ses partisans en ce qui concerne lesmicro-organismes.Louis Pasteur, avec sa célèbre expérience du col de cygne, qui prouve que des bactéries ne se développent dans unmilieu de culturepréalablement stérilisé que si des « germes » venant de l'air ambiant ont pu s'y introduire, réfute toute génération spontanée.
Lathéorie synthétique de l'évolutions'impose au début du vingtième siècle comme cadre explicatif de la diversité des espèces vivantes. Elle réunit les notions initiées par Darwin (survie du plus apte), par Mendel (lois génétiques) et par Mathus (pressions de l'environnement).
La question du support matériel de l'hérédité est tranchée au milieu duXXsiècle. LesExpériences de Hershey et Chase(1952) démontre que la molécule d'ADN(isolée dès 1869 parFriedrich Miescher) est bien, comme suspecté depuis des années, le support de l'information génétique, plutôt que lesprotéines, en 1953. La structure en double hélice de la molécule d'ADN, devenue emblématique, est découverte peu après parRosalind Franklin.
En 1961 est découvert le rôle de l'Acide ribonucléique messager, copie de l'ADN qui permet de transférer l'information génétique du noyau d'une cellule vers soncytoplasme, pour permettre la synthèse des protéines.