Ralf Klinger - Die wichtigsten Biologen

Das naturphilosophische Weltbild des Aristoteles ist streng hierarchisch nach dem Grad der Vollkommenheit gegliedert und unterscheidet vier Stufen. Auf der untersten Stufe stehen die Mineralien. Sie dienen der nächsthöheren Stufe, den Pflanzen, diese wiederum den Tieren und die Tiere dem vollkommensten Wesen, dem Menschen, der auf der höchsten Stufe steht.

Aus dem Blickwinkel der heutigen biologischen Wissenschaft ist die Lehre des Aristoteles allenfalls noch wissenschaftshistorisch von Bedeutung. Aristoteles war zweifelsohne ein guter Beobachter, beispielsweise wenn er beschrieb, dass neues Leben von Insekten, Schalentieren und Fischen im Schlamm oder bei der Zersetzung von Tier- und Pflanzenresten entstünde. Die aus heutiger Sicht richtige Deutung konnte er für seine Beobachtungen allerdings nicht liefern, da ihm die Möglichkeiten fehlten, die Eiablage dieser meist sehr kleinen und oft auch sehr flüchtigen Tiere direkt zu beobachten. Dies gelang ihm erst bei Reptilien und Vögeln, deren Fortpflanzung er sehr wohl vom Gebären lebender Jungtiere bei Säugetieren unterschied. Es glückte ihm sogar, die Entwicklung eines Hühnerembryos im Ei zu verfolgen. Auch unterschied er die ihm bekannten Tiere danach, ob ihr Körper mit Haaren, Federn oder Schuppen bedeckt ist, ob sie warmblütig sind und ob sie rotes Blut besitzen. Als genauer Beobachter erwies er sich ferner, wenn er die Form der Organe mit ihrer Funktion in Verbindung brachte und von zweckmäßiger Anpassung sprach. Eine Evolution im Sinne von Darwin und Wallace kannte Aristoteles freilich nicht. Seiner Meinung nach verändern sich Arten im Laufe der Zeit nicht.

Er erklärte dies alles mit dem Zusammenwirken verschiedener Prinzipien, die er als causa formalis (Formprinzip bzw. Konstruktionsentwurf), causa efficiens (Wirkprinzip oder Entwicklungskraft) und causa finalis (Zweckprinzip oder Funktion) unterschied. Die causa formalis wurde später von der Kirche zum göttlichen Schöpfungsplan umgedeutet, obwohl dies so bei Aristoteles nicht angelegt war. Aus der Verteilung dieser Wirkprinzipien auf ein oder zwei Individuen konnte er weiterhin erklären, warum sich manche Arten zweigeschlechtlich fortpflanzen. In diesem Fall seien die Wirkprinzipien auf ein männliches und ein weibliches Geschlecht verteilt. Sich ungeschlechtlich vermehrende Arten vereinten alle Prinzipien in einem Körper.

Die Methodik des Aristoteles, durch dichotome Teilung zu einer immer feineren Unterteilung zu gelangen, hat Carl von Linné im 18. Jahrhundert für sein binominales System im Prinzip unverändert übernommen. Das Ergebnis ist die heutige Systematik, die einen Stamm in Klassen, Klassen wiederum in Ordnungen, Ordnungen in Familien, Familien in Gattungen und Gattungen in Arten gliedert. Im Unterschied zu Aristoteles wird heute jedoch nicht von oben nach unten, sondern von unten nach oben gegliedert. Das heißt, es werden mehrere Arten zu einer Gattung zusammengefasst, mehrere Gattungen zu einer Familie und so weiter. Auch wenn die Lesrichtung umgekehrt wurde, lebt das methodische Konzept des Aristoteles in der modernen Systematik im Grundsatz unverändert fort.

Werke

Physik

Metaphysik

(10.3.1628–29.11.1694)

Am Ende des 16. Jahrhunderts öffnete sich für die Naturkunde eine neue Tür. Es war ein Holländer, Zacharias Janssen, der um 1590 eine Sammellinse und eine Zerstreuungslinse zum ersten Mikroskop zusammensetzte. Die neue Technik verbreitete sich rasch in Europa, so dass Mikroskope bald auch in Italien gefertigt wurden. Die Bildqualität litt unter noch ungenau geschliffenen Linsen, die Vergrößerung erreichte kaum mehr als das 150-Fache. Vor allem aber war die Zeit wenig aufgeschlossen gegenüber neuen Erkenntnissen. Dies sollte Malpighi ebenso zu spüren bekommen wie sein Landsmann und Zeitgenosse, der Physiker und Astronom Galileo Galilei (1564–1642).

Seit seinem ersten Blick durch ein Mikroskop war Malpighi von den neuen Möglichkeiten fasziniert. Durch seinen Eifer, vor allem aber durch seine Vielseitigkeit und die sorgfältige Interpretation seiner Befunde gelangen ihm herausragende Entdeckungen. Einige der von ihm erstmals beschriebenen Strukturen in der Milz, in der Niere und in der Haut sowie das Exkretionsorgan der Insekten tragen heute seinen Namen. Außerdem kann er durch seine Untersuchungen als Begründer der Embryologie und zusammen mit Nehemia Grew (1641–1712) der Pflanzenanatomie gelten.

Marcello wurde am 10. März 1628 als erstes Kind der Familie Malpighi in Crevalcuore in der Nähe von Bologna geboren. Mit 17 Jahren begann er sein Studium an der ehrwürdigen Universität von Bologna, das er nach dem Tod seiner Eltern und seiner Großmutter für einige Jahre unterbrechen musste, um seine fünf jüngeren Geschwister zu versorgen. Daneben fand er die Zeit, an anatomischen Sektionen teilzunehmen, um die Methode der Heilkunst zu erlernen. Am 26. April 1653 wurde er zum Doktor der Medizin und der Philosophie promoviert. Er heiratete im darauffolgenden Jahr die jüngere Schwester seines Mentors an der medizinischen Fakultät, Francesca Massari. Noch ein weiteres Jahr musste er dann warten, bis der Senat der Stadt Bologna ihm, der weder selbst noch dessen Vater in Bologna geboren waren, durch prominente Fürsprache doch noch einen Lehrauftrag erteilte, aber Neid und Missgunst belasteten den jungen Arzt. Erleichtert nahm er daher bald das Angebot des toskanischen Großherzogs Ferdinand II. an und wurde Professor für Theoretische Medizin im wesentlich liberaleren Pisa. Hier fand er Aufnahme in die fortschrittliche Accademia del Cimento. Im Beisein des Großherzogs pflegten die Mitglieder der Akademie die Kunst physikalischer Experimente und Messungen. Hier begegnete er dem Mathematiker Giovanni Alfonso Borelli (1608–1679), einem Verehrer der Lehren Galileis, der mit seinen Arbeiten großen Einfluss auf den deutlich jüngeren Malpighi haben würde. Vor allem aber erhielt er hier sein erstes Mikroskop und begann, leidenschaftlich zwar aber zunächst recht wahllos, zu mikroskopieren.

Im Frühsommer 1659 kehrte er notgedrungen in die geistige Enge Bolognas zurück, hielt Vorlesungen und beschäftigte sich mit dem Feinbau der Lunge. Als erste Entdeckung notierte er, dass die gesamte Lunge aus sehr kleinen, kugelförmigen Lungenbläschen aufgebaut sei. Anschließend verfolgte er den Weg des Blutes durch die Lunge und entdeckte mit seinem Mikroskop die feinen Haargefäße (Kapillaren), durch die das Blut von den Arterien in die Venen und zurück zum Herzen strömt. Damit war die Hypothese des Engländers William Harvey bewiesen, dass das Blut im Körper zirkuliere. Zudem konnte Malpighi detailliert darlegen, welchen Weg es dabei nimmt.

Im Oktober 1662 konnte er erneut seiner ungeliebten Stadt den Rücken kehren. Diesmal führte ihn der Weg nach Sizilien. Auf Vermittlung seines väterlichen Freundes Borelli wurde er vom Senat der Stadt Messina zum Professor für Praktische Medizin berufen. Es begann eine Zeit zahlreicher neuer Entdeckungen, die ihm mit Hilfe seines Mikroskops gelangen. Malpighi untersuchte den Feinbau der Haut, entdeckte die Geschmackspapillen auf der Zunge, beschrieb die Tastsinnesorgane an den Händen, Füßen und Lippen und konnte die in diesen Sinnesorganen endenden feinen Nervenfasern über das Rückenmark bis zum Gehirn zurückverfolgen. Bei einer Reihe von Tieren beschrieb er zudem die Lage und den Verlauf des Sehnervs vom Auge zum Gehirn. Dann wandte er sich wieder dem Blutkreislauf zu. Er entdeckte die roten Blutkörperchen und fand Wasser, Salze und eine eiweißartige Substanz als Bestandteile des farblosen Blutserums.

Vier Jahre später arbeitete er wieder in Bologna. Er beschrieb den Aufbau des Knochens, klärte die Herkunft der Gallenflüssigkeit als Sekret der Leber und befasste sich dann mit den Strukturen in der Niere, wo er die später nach ihm benannten Malpighi-Körperchen entdeckte.