Theodor Schwann是一位德国医生和生理学家。他对生物学最重要的贡献被认为是将细胞学说扩展到动物。其他贡献包括发现周围神经系统中的Schwann细胞、发现和研究胃蛋白酶、发现酵母的有机性质以及创造了代谢这一术语。
早年生活和教育
Theodor Schwann于1810年12月7日出生在Neuss,父母是Leonard Schwann和Elisabeth Rottels。Leonard Schwann是一位金匠,后来成为印刷工。Theodor Schwann在Dreikönigsgymnasium(也称为Tricoronatum或Three Kings School)学习,这是位于Cologne的一所耶稣会学校。Schwann是一位虔诚的罗马天主教徒。在Cologne,他的宗教教师Wilhelm Smets是一位神父和小说家,强调人类灵魂的个性和自由意志的重要性。
1829年,Schwann进入Bonn大学攻读医学预科课程。他在1831年获得了哲学学士学位。在Bonn期间,Schwann结识了生理学家Johannes Peter Müller并与他一起工作。Müller被认为在德国创立了科学医学,他在1837-1840年出版了《Handbuch der Physiologie des Menschen für Vorlesungen》。该书被翻译成英文《Elements of Physiology》,出版于1837-1843年,并成为19世纪最主要的生理学教科书。
1831年,Schwann转入Würzburg大学接受临床医学培训。1833年,他前往Berlin大学,那时Müller是解剖学和生理学教授。Schwann在1834年从Berlin大学获得了医学博士学位。他在1833-1834年在Müller的指导下进行了论文工作。Schwann的论文涉及对鸡胚胎发育过程中氧气必要性的仔细研究。为了完成这项工作,他设计并制造了一个装置,使他能够在特定时间将氧气和氢气从孵化室中抽出。这使他能够确定鸡蛋需要氧气的关键时期。
Schwann在1834年夏季通过了执业医学的国家考试,但他选择继续与Müller一起工作,进行研究而不是行医。他能够这样做,至少在短期内,是因为家庭遗产。他作为助手的薪水只有120塔勒。在接下来的五年里,Schwann用继承的遗产支付了他其他四分之三的开支。作为长期战略,这是不可持续的。
职业生涯
从1834年到1839年,Schwann在Berlin大学的Anatomisch-zootomische Museum中担任Müller的助手。Schwann进行了一系列显微镜和生理学实验,重点研究神经、肌肉和血管的结构和功能。除了为Müller的生理学专著进行准备实验外,Schwann还进行了自己的研究。他的许多重要贡献都是在与Müller在Berlin一起工作期间做出的。
Schwann使用新型强大的显微镜检查动物组织。这使他能够观察动物细胞并注意到它们的不同性质。他的工作补充了Matthias Jakob Schleiden在植物方面的工作,并受其启发;两人是亲密的朋友。
Schwann为人安静认真,特别擅长为实验制造和使用装置。他也能够识别重要的科学问题并设计实验来系统地测试它们。他的写作被描述为易于理解,他的逻辑被称为"清晰的进展"。他确定了他想要回答的问题,并有效地将他的发现的重要性传达给他人。他的同事Jakob Henle称他具有"与生俱来的"实验驱动力。
到1838年,Schwann需要一个薪水更高的职位。他希望返回Bonn,一个天主教城市。他在1838年和1846年都试图在那里获得教授职位,但都失败了。相反,在1839年,Schwann接受了比利时Leuven的Université Catholique de Louvain的解剖学主席职位,这也是一个天主教城市。

Schwann证明自己是一位敬业的、认真的教授。由于新的教学职责,他进行新科学工作的时间较少。他花费大量时间完善实验技术和仪器。他发表的论文很少。一个例外是1844年发表的一篇论文,报告了对狗进行的一系列实验,确立了胆汁在消化中的重要性。
在研究肌肉收缩、发酵、消化和腐烂等过程时,Schwann试图证明生命现象是物理原因的结果,而不是"某种非物质的生命力"。尽管如此,他仍然试图调和"有机性质"与"神圣计划"。一些作者认为Schwann在1838年的转移及其之后科学生产力的下降反映了宗教关切,甚至可能与他在细胞学说工作中的理论影响有关的危机。然而,其他作者认为这是对他思想的歪曲,并拒绝接受Schwann经历了存在主义危机或神秘阶段的想法。Ohad Parnes使用Schwann的实验室笔记和其他未发表的资源以及他的出版物来重建他的研究作为统一的进展。Florence Vienne利用未发表的著作讨论细胞学说作为"有机发展的统一原则"与包括Schwann在内的各种倡导者的哲学、宗教和政治观念的关系。
1848年,Schwann的同胞Antoine Frédéric Spring说服他转入比利时的Liège大学。在Liège,Schwann继续关注解剖学和生理学的最新进展,但自己没有取得重大新发现。他成为了某种发明家。他的一个项目是便携式呼吸器,设计为一个封闭系统,在周围环境无法呼吸的环境中支持人类生命。到1858年,他担任生理学、普通解剖学和胚胎学教授。从1872年开始,他停止教授普通解剖学,从1877年开始停止教授胚胎学。他在1879年完全退休。
Schwann受到同行的深深尊敬。1878年,为庆祝他多年的教学工作和许多贡献而举办了一个庆祝活动。他获得了一份独特的礼物:一本书,其中包含来自各国科学家的263张签名照片肖像,每一张都由科学家发送,作为给Schwann的礼物的一部分。该卷献词为"献给细胞学说的创立者,当代生物学家。"
退休三年后,Schwann于1882年1月11日在Cologne去世。他被埋在Cologne的Melaten Cemetery的家庭墓地中。
贡献
从他未发表的著作和实验室笔记的背景来看,Schwann的研究可以被看作是"一个连贯和系统的研究项目",其中生物过程用物质对象或"因素"的术语来描述,以及它们施加的力之间的因果关系及其可测量的影响。Schwann关于细胞作为基本、主动单位的想法可以被看作是微生物学作为"严格合法科学"发展的基础。
肌肉组织
Schwann在1835年的一些最早的工作涉及肌肉收缩,他认为这是"向生理学引入计算"的起点。他开发并描述了一种实验方法来计算肌肉的收缩力,通过控制和测量所涉及的其他变量。他的测量技术后来被Emil du Bois-Reymond和其他人开发和使用。Schwann的笔记表明,他希望发现生理过程的规律性和法则。
胃蛋白酶
1835年,人们对消化过程的了解相对较少。William Prout在1824年报告说动物的消化液含有盐酸。Schwann意识到消化液中的其他物质也可能有助于分解食物。1836年初,Schwann开始研究消化过程。他将消化概念化为生理因子的作用,虽然不能立即看到或测量,但可以被实验性地表征为"特殊的特定物质"。
最终,Schwann发现了酶胃蛋白酶,他在1836年成功地从胃粘膜中分离出来并给其命名。Schwann从希腊词πέψις pepsis中创造了它的名字,意思是"消化",来自πέπτειν peptein"消化"。胃蛋白酶是第一种从动物组织中分离出来的酶。他证明了它能够将鸡蛋白中的蛋白质分解成多肽。
更重要的是,Schwann写道,通过进行这样的分析,人们最终可以"解释所有有机体中生命的整个发展过程。"在随后的一年中,他研究了分解和呼吸,制造了他后来将用于酵母研究的装置。
酵母、发酵和自生说
接下来,Schwann研究了酵母和发酵。他在酵母上的工作独立于Charles Cagniard de la Tour和Friedrich Traugott Kützing所做的工作,他们都在1837年发表了工作。到1836年,Schwann进行了许多关于酒精发酵的实验。强大的显微镜使他能够详细观察酵母细胞,并认识到它们是微小生物,其结构类似于植物。
Schwann超越了其他那些简单地注意到酒精发酵过程中酵母增殖的人,首先是给酵母分配了主要因果因子的角色,然后声称它是活的。Schwann使用显微镜进行了精心计划的一系列实验,与发酵酵母中的两种流行理论相矛盾。首先,他在含有氧气的密闭容器中控制发酵啤酒液体的温度。加热后,液体不再发酵。这反驳了Joseph Louis Gay-Lussac关于氧气导致发酵的推测。这表明某种微生物对该过程的发生是必要的。接下来,Schwann测试了纯净空气和不纯净空气的影响。他通过将空气通过加热的玻璃球来消毒。在纯净空气的存在下没有发生发酵。在不纯净空气的存在下确实发生了发酵,表明空气中的某些东西启动了这个过程。这是反对自生说理论的有力证据,即生命有机体可能从非生命物质中发展出来。
Schwann已经证明了发酵需要酵母的存在才能开始,当酵母停止生长时就停止了。他得出结论,糖被转化为酒精是基于生活物质酵母作用的有机生物过程的一部分。他证明了发酵不是像糖氧化那样的无机化学过程。生活酵母对于产生更多酵母的反应是必要的。

虽然Schwann是正确的,但他的想法领先于他的大多数同行。它们受到Justus von Liebig和Friedrich Wöhler的强烈反对,他们都看到他强调生活生物的重要性是支持活力论。相比之下,Liebig认为发酵是一系列纯粹的化学事件,不涉及生命物质。讽刺的是,Schwann的工作后来被视为远离活力论的第一步。Schwann是Müller的学生中第一个致力于生命的物理化学解释的人。Schwann的观点促进了用有机化学的生物反应来表述生活事物的观念,而Liebig则试图将生物反应还原为纯无机化学。
Schwann在发酵方面的工作的价值最终会被Louis Pasteur在十年后所认可。Pasteur将在1857年开始他的发酵研究,通过重复和确认Schwann的工作,接受酵母是活的,然后将发酵研究推进得更远。是Pasteur而不是Schwann,将在Liebig-Pasteur争议中挑战Liebig的观点。回顾过去,Pasteur的细菌理论以及Lister的防腐应用可以追溯到Schwann的影响。
细胞学说
1837年,Matthias Jakob Schleiden观察并声称新的植物细胞从旧植物细胞的细胞核形成。Schwann与他一起进餐一天,他们的谈话转向植物和动物细胞的细胞核。Schwann记得看到Müller和他所示的脊索细胞中的类似结构,并立即意识到连接这两种现象的重要性。两个观察者立即确认了相似性。在进一步的实验中,Schwann检查了蛙蝌蚪的脊索组织和软骨,以及猪胚胎的组织,确立了动物组织由细胞组成,每个细胞都有一个细胞核。
Schwann在1838年在《Neu》中发表了他的观察
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