中國通史（第十卷） · 第五十二章生物學

生物學在清代基本上仍處於較原始的描述性的知識積累階段，尚未形成一門系統的和獨立的學科。但是，人們對於動植物形態和分類的認識已有較大發展，同時，在動植物生態學、人體解剖生理學以及遺傳育種等方面，都得到了提高，取得了新的成就。 第一節動植物形態知識 關於動植物形態的知識，與以前一樣，在清代大都是在藥用和農用實踐中積累起來的。如，趙學敏《本草綱目拾遺》記載了許多與生物學有關的內容。該書很重視植物的「名」，每種植物凡有別名和土名等都給予記錄，而且有些植物就是以形態特點命名的，如龍鬚藤、刺兒菜、金錢草、胖大海等，至今都還流傳於民間。該書對於動植物形態的描述也相當細緻和準確。如元寶草，「一莖直上，葉對節生，如元寶向上，或三四層，或五六層」，金蓮花「花色金黃，七瓣兩層，花心亦黃色，碎蕊，平整有尖，小長狹，環繞其心」，鸕鶿「形如鵝而色黑面紅」，「水鄉人家多養之以捕魚」，帶魚「出海中，形如帶，頭尖尾細」，「無鱗，身有涎，干之作銀光色」，①並指出鮫魚種類很多。此外，對許多貝類動物如田螺、蛤蜊、蜆等的形態習性也都有翔實的描述。 在清代，關於家養動物形態也有不少仔細的觀察和深入的研究。如張宗法《三農紀》指出，豬「喙短扁，鼻孔大，耳根急，額平整，腰背長，肷膛小，尾直垂，四踶齊，後乳寬，毛稀者易養。喙長則牙多，不善食」，「耳根軟，不易肥，鼻孔小，翻食，首皺，蹄曲，不易壯」，鴨「形有大、小、高、矮，色有黑、白、黃、蒼、褐、花等」，「口中五齡者生蛋多，三齡者次之」，鵝「首方目圓，胸寬身長，翅束羽整，喙齊聲遠者良」。這些都表明豬、鴨、鵝等的外部形態與其生長好壞有著密切的關係，對家畜家禽飼養業具有重要的指導意義。 ①趙學敏：《本草綱目拾遺》，人民衛生出版社1963年版。 第二節　生物分類學 趙學敏《本草綱目拾遺》中所反映的動植物分類，基本上承襲了李時珍《本草綱目》的分類方法。但作為「拾遺」之作，其中所記動植物的不少種類，還是第一次記載的，如羅漢松、雞血藤、胖大海、金雞勒等。汪灝等編著的《廣群芳譜》（1708年），是一部植物學專著，增加和調整了明代王象晉《群芳譜》中植物的種類和類目，並略去了非植物的《鶴魚譜》等專譜。此書將植物分為谷、桑麻、蔬、茶、花、果、木、竹、卉、藥十目，其分類體系是以生活應用為主要標準。吳其浚《植物名實圖考》則對植物分類學有更大的貢獻。 第三節　吳其浚《植物名實圖考》 繼《廣群芳譜》而出現的吳其浚《植物名實圖考》及其姊妹篇《植物名實圖考長編》，是具有很高學術價值並產生廣泛影響的植物學著作。《植物名實圖考》與以前記載有植物知識的農學和醫藥學著作不同，是一部內容豐富並集中反映植物本身生物學特性的專著。這部著作的特點：一是此書雖採用了許多前人的資料，但並不局限於輯錄前人的解釋，而主要根據作者自己對各種植物所進行的實地觀察和研究。他反對「耳食」，主張「目驗」，以求達到實事求是的結果。因此他的描述能清楚地說明各種植物的形態及生態習性，使讀者易於辨認植物的種類①。二是此書採用了圖文並茂的形式。作者廣泛採集植物標本，精繪植株圖形，基本上做到每物一圖。「其精確者往往可資以鑑定科屬」，有些還可考訂到「種」②。吳其浚根據實物考證，繪圖說明，增補和改正了《本草綱目》中相當不少的闕略和謬誤③。書中著錄植物的範圍是相當廣泛的，涉及我國19個省，尤以所記江西、河南、雲南、貴州等省的植物最為豐富。其所記植物種類從數量到地理分布都遠遠超過了歷代本草書。三是在植物分類上較前一階段又邁進了一步。《植物名實圖考》記載植物1714種，分谷、蔬、山草、隰草、石草（包括苔蘚）、水草（包括藻）、蔓草、芳草、毒草、群芳（包括寄生於一些木類的擔子菌）、果、木等12類。其分類原則主要是以植物的形態（如草、木、蔓），生境（如山、石、隰、水），性味（芳、毒），用途（如谷、蔬、果）等為依據。這種按植物形態分類的特點，不僅表明早期植物學曾經歷了以實用為主這個階段，而且也反映植物學是經由農學和醫藥學的附庸而逐步走向獨立發展的階段。經過這一階段以後，才有植物形態、生理、遺傳等學科的迅速發展。因此，可以說吳其浚《植物名實圖考》在開創中國近代植物學上具有承前啟後的作用。另一部著作《植物名實圖考長編》，成書於《植物名實圖考》之前，共記載植物838種，其分類除沒有「群芳」一類外，基本上與《植物名實圖考》相同，但次序不完全相同。此書是全面輯錄歷代古書中有關各種植物的資料，重點收載各種植物的形態描述，生長習性，用途等，以及歷代專譜，如《芍藥譜》、《牡丹譜》、《荔枝譜》、《打棗譜》、《蠶書》等等。這些專譜各有特點，都是珍貴的生物學文獻。 ①參見劉昌芝：《吳其浚〈植物名實圖考〉在植物學史上的地位及其科學思想》，載張履鵬等編《吳其浚研究》，中州古籍出版社1991年版。 ②[德]E·畢施奈德著，石聲漢譯：《中國植物學文獻評論》，商務印書館1957年重印本。③參見劉昌芝：《吳其浚〈植物名實圖考〉在植物學史上的地位及其科學思想》，載張履鵬等編《吳其浚研究》，中州古籍出版社1991年版。 第四節　植物生態學 清代學者對植物與環境的關係也有了較多的認識。趙學敏在《本草綱目拾遺》中寫道：苦草「生湖澤中」，水楊柳「生溪澗水旁」，翠羽草「性最喜陰濕」，神仙對坐草「山中道旁皆有之」等等①。以上列舉的植物，有的適合在水中或水旁生長，有的適合在陸地上生長，有的喜陰，有的喜陽，不同植物對環境條件的要求是不同的。在植物生態學上，性喜陰濕的植物（如翠羽草）稱為陰生植物；性喜陽光的植物（如神仙對坐草）稱為陽生植物。陳淏子（1612—？）通過花木栽培實踐，對於植物與生態環境的關係作了深入研究。他在《花鏡》（1688）中指出：「花之喜陽者，引東旭而納西暉；花之喜陰者，植北囿而領南薰」，「凡植之而榮者，即紀其何以榮；植之而瘁者，必究其何以瘁。宜陰、宜陽、喜燥、喜隰、當瘠、當肥，無一不順其性情，而朝夕體驗之。」①《花鏡》記載了陳淏子在園藝方面的許多寶貴經驗，是我國古代園藝學的一份重要文獻。 ①趙學敏：《本草綱目拾遺》，人民衛生出版社1983年版。 ①陣淏子：《花鏡》，農業出版社1963年版。 第五節　植物 生理學 清代學者對於水在植物生命活動過程中的作用，以及一些礦物質作為肥料促進植株繁茂生長的作用，已有進一步的認識，並將之運用於農藝實踐中取得了顯著的效果。《花鏡》指出移栽花木「若大樹，趁春初未發芽時，或霜降後，根旁寬深掘開，斜將鑽心釘地根截去，惟留四邊亂根，轉成圓垛，仍覆土築實，不但移栽便，而結實亦肥大。」②這裡說的是要把較大果樹的一側鑽心釘地根截去，促進靠近莖幹的支根和側根發育，而使水分和養料的吸收逐步過渡到「四邊亂根」來完成，加上移栽選在春初未發芽或秋後落葉時，樹冠蒸發水分最小，這樣就保持了水分平衡，因而更易於成活。《花鏡》所載鳳尾蕉「冬亦不凋，如少萎黃，即以鐵燒紅釘其木上，則依然生活。平常不澆壅，惟以生鐵屑和泥壅之自茂，且能生子，分種易活」。鐵元素是形成葉綠素的必要條件之一，植物缺鐵，葉片就會變為黃色。上述用鐵治療萎黃的方法是十分正確的。該書又記載種牡丹時「冬日以鍾乳粉（碳酸鈣）和硫磺少許，置根下有益」，「凡花欲催其早放，以硫磺水灌其根，便隔宿即開」①。汪灝《廣群芳譜》亦載牡丹「常在八九月時，隔二年一次取角屑、硫磺，碾如面，拌細土粉，挑動花根，壅入土一寸，外用土培約高二三寸，地氣既暖，入春漸有花蕾」，「冬至日研鍾乳粉和硫磺少許，置根下土中，不茂者亦茂」。表明人們已從實踐中了解到鐵、硫、鈣等都是植物生長發育過程中不可缺少的元素。現代生理學已證明，硫直接參與含硫的維生素以及輔酶A的代謝作用，因此，硫對植物的生命活動是很重要的。鈣是構成細胞壁的一種元素，細胞壁的胞間層就是由果膠鈣組成的。如果缺鈣，植物生長會受到抑制，嚴重時根頭莖端甚至會潰爛壞死②。由此可見，古人用硫磺、鈣粉等促進開花和使果木生長繁茂是很有道理的。 ②陳淏子：《花鏡》「移花轉垛法」，農業出版社1963年版。 ①陳淏子：《花鏡》「變花催花法」。 ②苟萃華等著：《中國古代生物學史》，第104—105頁，科學出版社1989年版。 第六節　對動植物生長習性的觀察與研究 關於植物的開花習性，清代學者不乏生動形象的記錄。如陳淏子指出，向日葵「每干頂上只一花，黃瓣大心，其形如盤，隨太陽迴轉，如日東升則花朝東，日中天則花直朝上，日西沉則花朝西」③，對向日葵向光性的觀察完全正確。他在《花鏡》中還談到嫁接時「樹以皮行汁，斜斷相交則生」④。這種解釋符合砧木和接穗是通過兩者木質部和韌皮部的營養輸送達到嫁接成活的。說明他對嫁接生理已有較深的認識。陳淏子又說：「如以本色樹接本色，惟以花之佳，果之美者接，自不待言矣。若以他木接，必須其類相似者方可。」①明確提出了品種間嫁接時，遠緣種類在同科或同屬間都可互接的原則，並且已注意到植物間親和力與嫁接成活的關係。 關於動物的生態習性，這一時期也有很多有價值的見解。如康熙帝在《鳥舌》一文中談到啄木鳥時說：「惟啄木之舌，其根通於腦後，其尖逾引逾伸，長出於咮寸余，樹中蟲蠹雖潛藏穴隙，皆伸其舌鉤取之。又有一種蛇頭鳥，其頸項甚長，其舌亦如啄木，每為鷹鷂擊擒，輒伸其舌以刺，鷹鷂負痛，力一少縱，則逸而逝矣。」②這段話明確指出了啄木鳥的鳥舌適宜在樹中覓食，蛇頭鳥的鳥舌適宜對天敵的防衛，注意到了動物的形態構造與環境的適應關係。 這一時期對於海洋動物生活習性的觀察和認識更為深入。如有些文獻記載比目魚「身扁，喜貼沙上」③；旗魚「鼻頭一刺，長二三尺」，「水面驅魚如飛」，有時「船為所制」；飛藉魚「兩翼尚存，漁人伺夜深時，懸燈以待，乃結陣飛入舟中」，甚至「舟力不勝，滅燈以避」④，利用飛魚的趨光性，用燈光誘捕。此外，對於海魚的生育方式，也有較多的發現。如古代已經知道鯊魚的胎生現象，而清代郁永河的記載則更為明確：「鯊魚一尾，重四五斤」，「庖人將剖魚，一鯊從腹中跌出，剖之更得六頭。以投水中，皆游去。始信鯊胎生。」①又「■魚放卵，雄者為雌者放卵口中，卵不分散，故類繁」②。毫無疑問，只有通過長期的觀察和從事漁業生產活動，才能發現■魚口中孵卵的奇特現象。漁民為了指導水產捕撈，了解魚類回遊規律和掌握各種水產的汛期是很重要的。據《廣東新語》載，「凡河豚以三月從鹹海入者可食，以冬十一、十二月從淡江出者不可食」③，說明當時已掌握了河豚的生活習性及適宜的捕撈時間。 ③陳淏子：《花鏡》「花草類考」。 ④陳淏子：《花鏡》「接換神奇法」。 ①陳淏子：《花鏡》「接換神奇法」。 ②《康熙幾暇格物編》。 ③屈大均：《廣東新語》卷22。 ④《台海使槎錄》卷3。 ①郁永河：《采硫日記》卷上。 ②屈大均：《廣東新語》卷22。 ③屈大均：《廣東新語》卷23。 第七節　遺傳育種 中國古代已經有了豐富的遺傳育種經驗，到了清代，人們更加有意識地利用生物普遍存在的遺傳變異，實行人工選擇，從而培養出各種優良品種。關於選擇在育種工作中的重要性，已受到人們普遍的重視。如陳淏子在談到種桃時說：「取佳種熟桃，連肉埋糞土中，尖頭向上」④，強調實生繁殖，必須選擇佳種，播種時尖頭向上，才易發芽。《花鏡》共記載了牡丹131個品種，芍藥88個品種，蘭花35個品種，菊花152個品種，蓮花22個品種，荔枝75個品種等，還描述了金魚的許多品種，顯示了我國古代選育植物和動物品種方面的突出成就。從中也可以看出，在人工選擇過程中，生物類型可以發生很大的變化。趙學敏更明確地提出：「物生既久，則種類愈繁」，對於生物界的演變和物種的變異，有了更深入的認識和體驗，並且舉例說：「如石斛，一也。今產霍山者，則形小而味甘。白朮，一也。今出於潛者，則根斑而力大。此皆近所變產。」①清代在選擇育種方面，還應用了單株選擇法。據《康熙幾暇格物編》記載，康熙年間烏剌地區的人曾發現「樹孔中忽生白粟一科」，後用這棵白粟播種，結果「生生不已，遂盈畝頃。味既甘美，性復柔和」。從而培育出高產的優良品種。後來，康熙命人在山莊裡試驗，果然發現這種白粟的莖、葉、穗都比他種大一倍，而且成熟快，這種單株選擇育種的成功，對康熙帝有很大啟發，正如他所說：「想上古之各種嘉穀，或先無而後有者概如此。」②此後，康熙帝又應用這種單株選擇法，選育成功了一種早熟、高產、「氣香而味腴」的水稻優良品種「御稻」，並「從此生生不已，歲取千百」，「內膳所進，皆此米也」③。 ④陳淏子：《花鏡》「下種及時法」。 ①趙學敏：《本草綱目拾遺》。 ②《康熙幾暇格物編》。 ③《康熙幾暇格物編》。 第八節　人體解剖生理學 清代在人體解剖生理學方面有了較大的進展。如康熙帝為了了解西方有關人體結構及各器官功能方面的知識，曾令傳教士白晉和巴多明進講人體解剖生理學。白晉和巴多明根據英國醫生和實驗生理學家哈維的血液循環理論，以及法國解剖學家韋爾內（G.J.duVerney，1648—1730）、丹麥解剖學家巴特蘭（T.Bartholin，1616—1680）、法國醫生戴尼（Dienis）等人的著作，編譯出一部關於人體解剖生理學的滿文講義，並附有多幅插圖①。康熙帝在聽過白晉和巴多明進講的解剖學及閱讀了這二人進呈的十幾條解剖學原理和附圖後，命將這些講義及插圖整理繕寫，並譯成漢文，各裝訂成冊，錄寫副本。白晉和巴多明編寫的講義，反映了西方人體解剖生理學方面較新的成果，但遺憾的是，這部講義並未公諸於世，只限宮廷有關人員參閱，未能產生更廣泛的影響。現在可在丹麥哥本哈根皇家圖書館，倫敦英國圖書館，法國巴黎國立圖書館等處見到的滿文本《周身血脈圖》及其複製件，可能就是當時白晉、巴多明所編講義的部分內容。 康熙二十八年（1689），西藏刊印了桑傑加措編著的《藍琉璃》，這是藏醫名著《四部醫典》的注釋本。康熙四十三年（1704）又由名畫師繪製成醫用彩色掛圖79幅，其中有神經血管和五臟六腑解剖分圖及人胚發育圖等。在《藍琉璃》和人體解剖臟腑彩圖中所描述或描繪的人體結構，如動脈、靜脈等血液循環系統，神經系統及各器官等，都大體上與實際相符，所述胚胎髮育過程要經歷的魚期、龜期和豬期，也很生動形象，這些都反映了藏族醫學在人體解剖生理學上的傑出成就②。 清代著名醫學家王清任（1768—1831）曾先後在灤州、北京、奉天（今遼寧瀋陽）等地觀察屍體，研究人體內臟結構，著有《醫林改錯》2卷。書中重新繪製出人體臟腑圖，並補充和訂正了前人研究中的一些缺點和錯誤。例如，他正確地區分了胸腔和腹腔，指出只有心臟和肺臟在橫膈膜之上，其餘的內臟器官都在橫膈膜之下。他首次觀察到肺管及其逐級分枝，這相當於現代所說的氣管、支氣管及細支氣管。對於神經系統，王清任再次強調腦是智慧的中樞，即「靈機記性，不在心在腦」，正確地理解了思維記憶與腦的關係，並且在屍體解剖和動物實驗的基礎上，肯定了聽覺、視覺、嗅覺都「歸於腦」等。在心血管方面，他了解到動脈和靜脈的分布及其與心臟的聯繫，特別是對頸動脈、主動脈、肱動脈及腎動脈的位置和形態描繪更接近實際。王清任的這些新發現和新成就，是對中國古代人體解剖生理學和醫學發展的傑出貢獻。 ①潘吉星：《康熙帝與西洋科學》，見《自然科學史研究》1984年第2期。②趙璞珊：《中國古代醫學》，中華書局1983年版；強巴赤烈等：《胚胎學簡史及藏醫對胚胎學的貢獻》，載《藏族學術討論會論文集》，西藏人民出版社1984年版。