环节动物的特征是什么,环节动物主要特征和代表动物

首页 > 经验 > 作者:YD1662022-11-02 14:24:52

电影《心脏移植医师》(2014)剧照。

“心本位主义者”中最著名的一位就是亚里士多德(前384—前322)。虽然亚里士多德被后世称为“生物学之父”,但他对心脏、大脑、肺等器官的认识并不准确。他能赢得这一名号,更多的是因为他是生物分类学的开山鼻祖。亚里士多德仔细观察过几百种动植物,并对许多物种进行过解剖,利用观察到的动植物特征(如有无血液)开创了一个系统,让所有生物都可以被分类研究。

亚里士多德观察过小鸡胚胎的心脏活动,发现心脏是第一个发育的器官。他提出假设,认为大型动物(如人类)的心脏都有三个腔室,即左腔、右腔和中腔,而中型动物的心脏有两个腔,小型动物的心脏就只有一个腔了。

亚里士多德还认为心脏是人体最重要的器官,是智力、情绪和灵魂的居所。他对神经系统全无认知,因此指出心脏是所有外来感觉信息的处理中心,眼睛、耳朵等器官将信号通过血管传递给心脏。至于大脑,亚里士多德给它安排了一份非常平凡的工作——差不多就是一个散热器,冷却心脏用的。

亚里士多德身后500年,盖伦(约129—200)出生在爱琴海岸的小城帕加马。帕加马本是古希腊的一部分,在盖伦的年代已经并入了罗马帝国。盖伦是一位建筑师的儿子,家境富有,最终走上了医生和哲学家的道路。他在医学界的影响极为深远,其学说(以及他的门徒们的学说)在之后的差不多1500年里都占据着统治地位。

盖伦受到希波克拉底影响,年轻时四处游历,在埃及亚历山大港(当时科学和医学发展的中心)等地获得了丰富的行医经验。他信奉亚里士多德的思想,相信灵魂的存在和灵魂与器官的紧密联系,而他自己很快也将亲眼进行这样的观察。

盖伦在家乡的罗马角斗士学校当过医生,在职期间,他对人体的解剖结构产生了浓厚的兴趣。治疗过大量划伤、砍伤和外伤截肢的病人后,盖伦发现他可以向伤口施用收敛剂(如醋)来抑制出血。收敛剂能让血管收缩,减少伤口流出的血量。同时,他还会使用在酒中浸泡过的绷带和含有香料的软膏来促进伤口愈合,防止感染。虽然他本人对感染是什么以及感染的成因毫不知情,但治疗过程中使用的酒很可能抑制了细菌的滋生。

盖伦将外伤称为“身体之窗”。公元160年前后,他搬到罗马居住,随即发现罗马城禁止人体解剖,他的理论也受到了影响。古希腊也有过禁止人体解剖的禁令,只在公元前3世纪初短暂地放开过,但就在那一小段时间出现了很多大发现。那时候,医生赫罗菲拉斯(Herophilus of Chalcedon)和年轻的后辈埃拉西斯特拉图斯(Erasistratus of Ceos)对死刑犯进行过活体解剖。10在解剖实践中,赫罗菲拉斯发现了心脏瓣膜,而埃拉西斯特拉图斯则解释了心脏瓣膜的单向通过性。后者还发现心脏是一个泵。此外,二人一起发现了动脉和静脉在结构和功能上的区别,但他们均未能纠正当时认为动脉中充满空气的错误观点。

环节动物的特征是什么,环节动物主要特征和代表动物(5)

动画《勇敢的心脏》(2018)剧照。

对人体解剖施以禁令,无疑严重地阻碍了古希腊和罗马的医学和生理学进步。在赫罗菲拉斯和埃拉西斯特拉图斯之后,这条禁令在西方世界持续了1800年之久,其间鲜有例外,直到14世纪才终于被意大利废除。

1992年,耶鲁大学的历史学家海因里希·冯·施塔登提出问题:为什么人体解剖在古希腊被视为禁忌?他总结了两条主要因。第一,当时令人生畏的文化传统认为尸体具有毒害和腐蚀的力量。任何人只要和尸体有接触,哪怕只是看了一眼爱人的遗体,就都必须经过漫长的“净化”过程,环节包括泡澡、外涂各种物质(如血液、泥土)、烟熏,还有祷告。在死者的住处和埋葬地点,人们也会进行类似的仪式。因此任何进行人体解剖的人都跨越了当时文化传统所能接受的极限,脏污程度堪比犯罪。冯·施塔登分析,第二个让希腊人禁止人体解剖的原因是割破皮肤背后的负面含义。他指出,希腊人认为皮肤“象征着整体与和谐”。据此推测,战争时期应该属于例外,此时希腊人可以刺穿、砍削、切开敌人的身体。

盖伦没能发现血液经由肺

从心脏右侧流向心脏左侧

几百年后,盖伦在罗马也碰上了同样的禁令,因此他只得借助动物实验来推断人类循环系统的结构。他的实验品包括猕猴等猿类,还有猪、绵羊、山羊和狗等,实验的场所常常不避人,所以名声也越来越大。盖伦延续着前辈的进展,将心脏描述为一个带有阀门的泵,同时驳斥了长久以来人们认为动脉中流淌着空气而非血液的观点。他将狗的动脉在水下割开,血液(而非空气)在水中散逸而出。据此,盖伦彻底证明了古埃及和古希腊医生的错误,表明了动脉不是呼吸系统的一部分。

盖伦对其他器官系统也颇有研究。他指出了膀胱和肾脏的基本功能,验证并区分了颅神经和脊神经的功能,证明了大脑——而非心脏——才是感觉传导通路和运动传导通路(也就是信息传入和传出身体的通路)的核心。

不过,盖伦给我们留下的遗产中也有很多错漏。站在今天回顾过去,我们可以说盖伦的部分错误是因为他无法搜集到人体进行解剖。比如,他对肾脏的认知来源于狗,可犬类的右肾位置略高于左肾,而人类恰恰相反。

盖伦留下的一个更大的错误在于人体的“运行方式”。他认为动脉血和静脉血是完全不同的物质,流经不同的器官。用他的话说,静脉血是浓稠、暗色的,由肝脏以吃下的食物为原料制造,最终流入心脏的右侧,然后由心脏泵出,为全身提供营养。区隔左右心室的心室壁上有肉眼看不见的小孔,在静脉血流入心脏后,一部分血液透过这些小孔渗入心脏左侧。根据盖伦的理论,血液将在这里和“气”(pneuma)混合。“气”是一种气态、有灵性的物质,从周围的空气中提取而出,通过气管和肺进入人体,最终被运送至心脏左侧。盖伦总结道,融合了“气”的静脉血就是动脉血,更加温暖,颜色也更鲜亮,因此成了“生命精气”。这些“生命精气”经由动脉,游弋全身。血液流入大脑后与“动物精气”(animal spirit)混合,而“动物精气”平常就在中空的神经中流淌。至于代谢废物,盖伦称之为“黑烟”(sooty fumes),可以通过呼吸,从气管排出。

哎呀!

从解剖学的角度看,在盖伦关于循环系统的所有谬误中,最严重的应该就是他没能认识到体循环和肺循环之间的关系,换句话说,就是没能发现血液经由肺从心脏右侧流向心脏左侧。盖伦提出的理论是心脏的左右两侧靠一些看不见的小孔连通,这直接把人们对循环系统的理解引向了歧途,误导了人们长达数个世纪。

环节动物的特征是什么,环节动物主要特征和代表动物(6)

盖伦的循环系统模型。

还有一点很令人遗憾,盖伦对希波克拉底早他600年提出的四体液说深信不疑。四体液说是指认为人体中有四种由肝脏和脾脏产生的物质——体液,分别为血液、黏液、黄胆汁和黑胆汁。

四种体液对应着自然界的四种元素——空气、水、火和土,而且每种体液都具有热、冷、湿、干四种性质中的两种。上述排列组合令人摸不着头脑,因为不同文献中的记载不尽相同,不过最为关键的是,如果你想保持身心健康,就必须维持四种体液的平衡,因为每种体液对人体有着与其特性相应的影响。

正因为有了这套理论,医师们及当时所谓的理发师医匠们在之后的几百年里都在探索应对体液过量的方法。举个例子,发热,以及伴随发热出现的脸颊潮红、心跳加速等症状会被视为血液过多导致的结果,于是当时的医务人员就靠减少血液量来缓解,经常给患者放血。人们相信,冷静、平和、面色发绀(青紫),比狂热、躁动、面色潮红更健康。

类似地,盖伦认为,各种体液以不同的比例混合能让人们显示出不同的性格特征。“多血质”的人,体液主要是血液,性格乐观,喜好交往;而“胆汁质”的人没有耐心、暴躁易怒;“抑郁质”的人充满黑胆汁,容易忧伤;“黏液质”的人看似安静沉寂、冷漠平和。这些词汇,直到今天我们还能听到有人在用,虽然今天的人们已经不会再拿它们来武断地定义一个人的性格,只是用来形容暂时的精神状态,但其在历史上有过的重要地位可见一斑。

虽然盖伦犯过很多错误,但考虑到当时的实际情况,这也是可以理解的。他的理论给科学发展带来的真正打击并非出自他个人,而是中世纪的教会认为他“受到了神的点拨”,无可挑剔,这才保证了其理论得以长久地流传。盖伦著作等身,现存的著作就有将近300万字。罗马帝国陷落后,他和其他罗马科学家名声受损,著作没能立刻从古希腊语被翻译成拉丁语(当时学术交流所用的语言)。不过在中世纪前期,盖伦的著作主要被叙利亚的基督教科学家翻译成了阿拉伯语,后续又从阿拉伯语被翻译成了拉丁语。盖伦本人不信基督教,但其著作因众多译者的信仰而带上了越来越浓的基督教色彩。经过这么“折腾”,他的著作越来越迎合中世纪教会的口味,其后果是灾难性的。

教会对盖伦等一众理论与教义可融合的科学家十分偏爱,这导致盖伦充满错误的理论在世界各地都被奉为不可挑战的医学至理。216年左右盖伦去世,可他的理论在他死后还流传了1000多年。直到进入16世纪后,许多探寻真理的医生才发现他们在典籍中读到的内容和他们的实际观察结果不符。最终,这场由教会支持的对新医学研究的打压,变成了知识的蛰眠,甚至可以说是一场漫长的“冬眠”。

受到盖伦的影响而流行起来的医疗操作,其中之一就是我们刚刚提到过的放血。放血一直流行到了20世纪前夕,“寿命”长得惊人。最早把放血当成医疗手段的是埃及人,然后这种操作逐渐传入古希腊和古罗马,并在19世纪的欧洲达到顶峰。那时候的医生和理发师医匠笃信四体液说,使用经过特殊设计的放血器械来治疗多种疾病,包括鼠疫、天花、肝炎等。女人要靠放血来“治疗”月经,准备进行截肢手术的人要靠放血来减少在肢体中循环的血量,甚至连溺水的人都要靠放血来拯救!

相反,有些被诊断为“缺血”的病人,则会被强迫喝下刚处决的犯人的鲜血。古罗马的癫痫患者会喝下刚被*死的角斗士的血,这可能就是这种操作的起源。医学史学家费迪南德·彼得·穆格和阿克塞尔·卡伦贝格进行过调研,发现有些古罗马医生认定饮血可以治疗疾病。部分癫痫患者的症状确实自愈了,这无疑被人当成了这种说法的佐证,但其实根本与饮血无关。

放血操作“挺过”了文艺复兴和工业革命,一直持续到19世纪才终于为人摒弃,听起来很不可思议吧。从欧洲到北美,科学和艺术都在不断地进步着,唯独医学在许多方面却停滞不前。而且,就算很多地方禁用了用于放血的“医疗器械”,比如放血刀(外形就是一把小折刀)和放血箱(内置多个刀片的小箱子,患者需将手指插入箱内),人们也还能搬出一种更加古老的放血“工具”——欧洲医蛭(Hirudo medicinalis)。欧洲医蛭是一种水蛭,属于环节动物(和蚯蚓一样),具有锯齿一样的牙齿,唾液中含有一系列抗凝血剂,以吸血量大闻名。医生利用这些特点,拿它们来治各种疾病,从头疼脑热到精神疾病都少不了用它们。

史上第一个发现心脏左右两侧

连接通路的人

幸好,在西方医学被盖伦的错误理论拖累几百年的时候,世界其他地方的科学家还能自由地进行探索。

在美国的一档电视智力竞赛节目《危险边缘》(Jeopardy)中,如果提出“威廉·哈维是什么人?”,那么势必有人会回答:

“第一个正确地指出血液如何流入和流出肺的人。”

威廉·哈维是17世纪的英国医生,但准确地说,肺循环早在哈维出生前300年就已经被人发现了。那时候全天下都笃信盖伦的学说,那些针对血液循环提出不同意见的探索者堪称“冒天下之大不韪”。

环节动物的特征是什么,环节动物主要特征和代表动物(7)

动画《勇敢的心脏》(2018)剧照。

伊本·纳菲斯(约1210—1288)出生于叙利亚,博学,早年在大马士革学医,后任开罗曼苏里医院院长。29岁时,伊本·纳菲斯出版了他最有名的学术专著《阿维森纳〈医典〉解剖学评论》(Commentary on Anatomy In Avicenna’s Canon)。阿维森纳是个拉丁文名字,指的是波斯学者阿布·阿里·侯赛因·伊本·西拿。这位学者活跃在1世纪,针对许多主题都写过精彩的论著。

在医学方面,阿维森纳研习过盖伦的理论,并根据自己的研究对其进行校正后才教给学生。他还深受亚里士多德影响,认定心脏才是人体的控制中心,而非大脑。阿维森纳最著名的著作《医典》(Canon of Medicine)是一部五卷本的医学百科全书,融合了亚里士多德的观点,以及波斯、希腊、罗马和印度的医学理论,还有盖伦的解剖学与生理学论断。这部著作在中世纪成了标准的医学教材,还被翻译成了欧洲的学术语言——拉丁语。直到18世纪,《医典》仍在被广泛地使用。

评论阿维森纳的著作时,伊本·纳菲斯指出了一个困扰医生和解剖学家上千年的问题,那就是心室壁上看不见的小孔到底在哪里。盖伦说血液要通过这些小孔从右心室进入左心室,可伊本·纳菲斯在研究过比较解剖学(也可能真的解剖过人体)之后认为,盖伦提出心脏内有小孔,很可能是因为他根本就不知道大量的血液是不断经由肺从心脏的右侧流向左侧的,肺才是左右心室之间的“沟通桥梁”。伊本·纳菲斯写道:

心室是闭合的,没有阿维森纳和盖伦所谓的明显开口和通路适合让血液通过。22心脏上没有小孔,而且心室壁很厚,血液必定在被稀释后通过肺动脉进入肺脏,充入营养物质并与空气混合后……再通过肺静脉,最终抵达心脏左侧的腔室。

伊本·纳菲斯就这样成了史上第一个发现心脏左右两侧连接通路的人。直到400年后,他的观察结果才终于被验证。解剖学家马尔切洛·马尔比基使用原始的显微镜观察到了肺部细小的毛细血管缠绕在一个个“小气囊”,也就是肺泡上的现象。通过探索这些毛细血管,他最终把肺动脉和肺静脉的功能联系了起来,即肺动脉带着缺乏氧气的血液进入肺,而肺静脉带着富含氧气的血液返回心脏。

遗憾的是,虽然伊本·纳菲斯是史上第一个正确指出肺循环存在的人,但他的学说没能在西方医学界引起什么反响,反而被人们遗忘了。直到1924年,一名埃及医生才在柏林的一座图书馆里找到了其著作的一个抄本。

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