Theodor Schwann

Theodor Schwannはドイツの医師かつ生理学者でした。生物学への最も重要な貢献は、細胞説を動物に拡張したことと考えられています。その他の貢献には、末梢神経系におけるSchwann細胞の発見、ペプシンの発見と研究、酵母の有機的性質の発見、および代謝という用語の発明が含まれます。

初期の人生と教育

Theodor Schwannは1810年12月7日、Leonard SchwannとElisabeth Rottelsの息子としてNeussで生まれました。Leonard Schwannは金細工職人であり、後に印刷業者となりました。Theodor Schwannは、Dreikönigsgymnasium（Tricoronatumまたは三王学校としても知られる）というケルンのイエズス会学校で学びました。Schwannは熱心なローマカトリック信者でした。ケルンでは、彼の宗教教師である聖職者にして小説家のWilhelm Smets が、人間の魂の個性と自由意志の重要性を強調しました。

1829年、Schwannはボン大学の医学前過程に入学しました。1831年に哲学の学士号を取得しました。ボン大学在学中、Schwannは生理学者Johannes Peter Müllerと会い、協力しました。Müllerはドイツで科学医学の創立者と考えられており、1837年から1840年に「Handbuch der Physiologie des Menschen für Vorlesungen」を出版しました。これは1837年から1843年に英語で「Elements of Physiology」として翻訳され、1800年代の主要な生理学の教科書となりました。

1831年、Schwannは医学の臨床訓練のためヴュルツブルク大学に移りました。1833年、彼はベルリン大学に行きました。そこではMüllerが解剖学および生理学の教授になっていました。Schwannは1834年にベルリン大学から医学のM.D.学位で卒業しました。彼は1833年から1834年に論文作成を行い、Müllerが彼のアドバイザーでした。Schwannの論文は、ニワトリの胚発生中の酸素の必要性についての入念な研究を含みました。これを実行するために、彼は特定の時間に孵化室から酸素と水素のガスをポンプで排出することを可能にする装置を設計および構築しました。これにより、卵が酸素を必要とした臨界期を確立することができました。

Schwannは1834年夏に医学を実践するための州試験に合格しましたが、彼は医学を実践するのではなく、Müllerと一緒に研究を続けることを選択しました。少なくとも短期的には、家族の相続のおかげでそうすることができました。アシスタントとしての彼の給与はわずか120タラーでした。その後5年間、Schwannは彼の相続から他の3/4の費用を自己負担することになりました。長期的な戦略としては、それは持続可能ではありませんでした。

キャリア

1834年から1839年まで、Schwannはベルリン大学のAnatomisch-zootomische Museumでミュラーのアシスタントとして働きました。Schwannは、神経、筋肉、および血管の構造と機能を研究することに焦点を当てた一連の顕微鏡的および生理学的実験を実施しました。Müllerの生理学に関する本の準備のための実験を実行することに加えて、Schwannは独自の研究も行いました。彼の重要な貢献の多くは、彼がベルリンでMüllerと一緒に働いていた時期に成し遂げられました。

Schwannは新しく強力な顕微鏡を使用して動物組織を調べました。これにより、彼は動物細胞を観察し、それらの異なる特性に注目することができました。彼の作業は植物におけるMatthias Jakob Schleidenの作業を補足し、それによって通知されました。この二人は親密な友人でした。

静かで真摯であると説明されたSchwannは、特に彼の実験用の装置の構築と使用に優れていました。また、重要な科学的問題を特定し、それらを体系的にテストするための実験を設計することもできました。彼の著作は理解しやすいと説明されており、彼の論理は「明確な進行」と説明されています。彼は答えたい質問を特定し、彼の発見の重要性を他の人に効果的に伝えました。彼の同僚Jakob Henleは、彼が実験への「生まれながらの駆動力」を持っていると述べました。

1838年までに、Schwannはより実質的な給与を持つ職が必要でした。彼はカトリック都市であるボンに戻ることを望んでいました。彼は1838年と1846年にそこで教授職を獲得しようとしましたが、残念でした。その代わりに、1839年、Schwannはベルギーのロイバンにあるカトリック大学（Université Catholique de Louvain）の解剖学の椅子を受け入れました。

Schwannは献身的で誠実な教授であることが証明されました。新しい教職の義務により、彼は新しい科学的研究に費やす時間が少なくなりました。彼は実験に使用するための実験技術と機器を完璧にするのに相当な時間を費やしました。彼はほとんど論文を作成しませんでした。1つの例外は1844年の論文で、犬に関する一連の実験について報告し、消化における胆汁の重要性を確立しました。

筋肉の収縮、発酵、消化、および腐敗などのプロセスを調査する際に、Schwannは生命現象が「何らかの非物質的な生命力」ではなく物理的な原因の結果であることを示そうとしました。それにもかかわらず、彼はまだ「有機的性質」と「神聖な計画」を調和させようとしました。一部の著者は、Schwannの1838年の移動と、その後の科学的生産性の低下は、宗教的懸念を反映しており、おそらく細胞説に関する彼の仕事の理論的含意に関連する危機さえも反映していることを示唆しています。しかし、他の著者はこれを彼の考え方の誤った表現と見なし、Schwannが実存的危機や神秘的段階を経たという考えを拒否しています。Ohad Parnesは、Schwannの実験室ノートおよび他の未発表の資料を彼の出版物と共に使用して、彼の研究を統一された進行として再構成します。Florence Vienneは未発表の著作を引き出して、「有機発展の統一原理」としての細胞説が、Schwannを含むさまざまな支持者の哲学的、宗教的、および政治的思想とどのように関連していたかについて議論しています。

1848年、Schwannの同郷人Antoine Frédéric Springが彼を説得してベルギーのリエージュ大学に転属させました。リエージュでは、Schwannは解剖学および生理学の最新の進歩を引き続き追跡しましたが、自分自身で主要な新しい発見をしませんでした。彼はある種の発明家になりました。彼のプロジェクトの1つは、周囲が呼吸できない環境で人間の生命を支援するための閉鎖システムとして設計された携帯用人工呼吸器でした。1858年までに、彼は生理学、一般解剖学、および胚学の教授を務めていました。1872年の時点で、彼は一般解剖学の教教を中止し、1877年の時点で胚学の教教を中止しました。彼は1879年に完全に引退しました。

Schwannは彼の同僚から深く尊敬されていました。1878年、彼の教育年数と多くの貢献を祝うための祭典が開催されました。彼は独特な贈り物として提示されました：263人の科学者の署名入り写真の肖像を含む本は、さまざまな国からで、それぞれの科学者によってSchwannへの贈り物の一部となるように送られました。このボリュームは「細胞説の創造者、現代の生物学者へ」と題されていました。

引退から3年後、Schwannはケルンで1882年1月11日に亡くなりました。彼はケルンのMelaten墓地の家族の墓に埋葬されました。

貢献

彼の未発表の著作と実験室のノートの文脈で見ると、Schwannの研究は「一貫性のある体系的な研究プログラム」と見なすことができます。この中では、生物学的プロセスは物質的なオブジェクトまたは「エージェント」の観点から説明され、それらが発揮する力と測定可能な効果の間の因果関係が説明されます。Schwannの基本的な活動単位としての細胞の考えは、微生物学を「厳密に合法的な科学」として開発するための基礎となることができます。

筋肉組織

Schwannの1835年の最初の作業の一部は筋肉の収縮を含みました。彼はこれを「生理学への計算の導入」の出発点と見なしました。彼は関係する他の変数を制御および測定することにより、筋肉の収縮力を計算するための実験的方法を開発および説明しました。彼の測定技術は、Emil du Bois-Reymondおよび他の人によって後で開発および使用されました。Schwannのメモは、彼が生理学的プロセスの規則性と法則を発見することを望んでいたことを示唆しています。

ペプシン

1835年には、消化プロセスについてはほとんど知られていませんでした。William Proutは1824年に動物の消化液には塩酸が含まれていると報告しました。Schwannは、消化液中の他の物質も食物の分解を助けるかもしれないことに気付きました。1836年の初めに、Schwannは消化プロセスを研究し始めました。彼は消化を生理学的エージェントの作用として概念化しました。すぐに見えたり測定したりできませんでしたが、実験的に「特異的な物質」として特徴付けることができました。

最終的に、Schwannは酵素ペプシンを発見し、1836年に胃粘膜から正常に分離して命名しました。Schwannは、ギリシャ語の πέψις pepsisという単語「digestion」から名前を付けました。また πέπτειν peptein「to digest」から由来します。ペプシンは動物組織から分離された最初の酵素でした。彼は、それが卵白からのアルブミンをペプトンに分解することができることを示しました。

さらに重要なことに、Schwannは、そのような分析を実行することで、最終的に「すべての組織化された身体における生命の全発展プロセスを説明する」ことができると書きました。翌年の間に、彼は分解と呼吸の両方を研究し、後で酵母の研究に適応させる装置を構築しました。

酵母、発酵、および自然発生説

次にSchwannは酵母と発酵を研究しました。彼の酵母に関する作業は、Charles Cagniard de la TourおよびFriedrich Traugott Kützingが行った作業とは独立していました。彼ら全員が1837年に作業を公開しました。1836年までに、Schwannはアルコール発酵に関する多数の実験を実施していました。強力な顕微鏡により、彼は酵母細胞を詳細に観察し、それらが植物に似た構造を持つ小さな生物であることを認識することができました。

Schwannは、単にアルコール発酵中の酵母の増殖に気付いていた他の人を超えて、最初は酵母に主要な因果要因の役割を割り当て、次にそれが生きていると主張することによって。Schwannは顕微鏡を使用して、発酵中の酵母の2つの一般的な理論を矛盾させた慎重に計画された一連の実験を実施しました。まず、酸素の存在下で密閉容器内でビールを発酵させた液体の温度を制御しました。加熱されると、液体はもはや発酵しませんでした。これはジョセフ・ルイ・ゲイ・ルサックの酸素が発酵を引き起こしたという推測を反証しました。これは、プロセスが起こるために何らかの微生物が必要であることを示唆していました。次に、Schwannは精製空気と未精製空気の効果をテストしました。彼は加熱ガラス電球を通して空気を通すことで空気を滅菌しました。精製空気の存在下では発酵が起きませんでした。未精製空気の存在下で起きました。これは、プロセスを開始したものが空気に含まれていることを示唆しています。これは自然発生説の理論、すなわち生きている生物が非生物物質から発展する可能性があるという考えに対する強力な証拠でした。

Schwannは発酵が酵母の存在を必要とし、酵母が成長を停止したときに停止したことを示していました。彼は、砂糖がアルコールに変換されたことは、生きた物質である酵母の作用に基づく有機生物学的プロセスの一部であると結論付けました。彼は発酵が砂糖酸化のような無機化学プロセスではないことを示しました。より多くの酵母を生成する反応に必要な生きた酵母でした。

Schwannは正しかったのですが、彼の考えは彼の同僚のほとんどより先でした。彼らはJustus von Liebigおよび
Friedrich Wöhlerによって強く反対されました。彼ら両方が、生きた生物の重要性に対する彼の強調を活力主義を支持するものと見なしました。対照的に、Liebigは発酵を生きた物質を含まない純粋に化学的なイベントのシリーズと見なしました。皮肉なことに、Schwannの仕事は後に活力主義から離れるための最初のステップと見なされました。Schwannは、生命の物理化学的説明に向けて取り組むMüllerの最初の弟子でした。Schwannの見方は、生きた物質を有機化学の生物学的反応の観点から概念化することを進めましたが、Liebigは生物学的反応を純粋に無機化学に還元しようとしました。

Schwannの発酵作業の価値は、10年後にLouis Pasteurによって認識されるでしょう。Pasteurは1857年にSchwannの作業を繰り返して確認することで発酵研究を開始し、酵母が生きていることを受け入れ、その後発酵研究をさらに進めました。Pasteur（Schwannではなく）はLiebig-Pasteur論争でLiebigの見解に異議を唱えるでしょう。振り返ってみると、Pasteurの病原体理論、およびListerによるその防腐剤応用を、Schwannの影響にまでさかのぼることができます。

細胞説

1837年、Matthias Jakob Schleidenは、新しい植物細胞が古い植物細胞の核から形成されたことを見て述べました。ある日Schwannと一緒に食事をして、彼らの会話は植物と動物の細胞の核に転じました。Schwannは、MüllerによってNotochordの細胞に示されていた同様の構造を見たことを思い出し、すぐに2つの現象を接続することの重要性を認識しました。両方の観察者によって、類似点はすぐに確認されました。さらなる実験では、Schwannは、オタマジャクシ幼生からの脊索組織と軟骨、ならびにブタの胚からの組織を調べ、動物組織は細胞で構成されており、各細胞が核を有することを確立しました。

Schwannは1838年にNeug