The Embryo Project Encyclopedia
1931 publicerade embryologen och historikern Joseph Needham en väl mottaglig avhandling i tre volymer med titeln Chemical Embryology. De fyra första kapitlen från detta verk gavs som föreläsningar om spekulation, observation och experiment, som illustreras av embryologins historia vid University of London. Samma föreläsningar gavs senare ut som en bok som publicerades 1934 med titeln A History of Embryology. Denna monografi utgör en av de första allmänna redogörelserna för embryologins historia och presenterar embryologin som en historia av sammanflätade idéer, en stil för historiskt skrivande som den kända biologihistorikern Jane Oppenheimer förespråkade. En reviderad utgåva från 1959 av texten som publicerades av Abelard and Schuman, New York, undersöker embryologins historia från antiken till mitten av 1800-talet. Arthur Hughes, docent i anatomi vid Cambridge University, krediteras av Needham för att ha gett teknisk hjälp med den nya versionen.
Den andra upplagan av A History of Embryology är indelad i fyra kronologiskt ordnade kapitel som täcker embryologin från antiken till slutet av 1700-talet. Genom hela texten uppmärksammar Needham utvecklingen av kvantifiering och experiment inom embryologin. Det finns många direkta citat från embryologer som bidrar till att ge ett sammanhang för de tidsperioder under vilka embryologerna arbetade. Särskilt användbara för embryologihistoriker är två tidslinjeillustrationer som identifierar kända och mindre kända embryologer och när de levde.
I kapitel ett undersöker Needham vilka föreställningar tidiga människor hade om bebisar och embryon. Runt 1400 f.Kr. hänvisade egyptierna till moderkakan och dess betydelse som säte för den yttre själen. De ansåg dock inte att ett embryo var levande förrän barnet var fött. De tidiga egyptierna upptäckte också att kycklingägg kunde tas ur bon och inkuberas artificiellt i ugnar. Detta viktiga fynd gjorde det möjligt att observera kycklingembryon under olika utvecklingsperioder.
Den första skriftliga uppgiften om embryologisk forskning tillskrivs Hippokrates (460 f.Kr.-370 f.Kr.) som skrev om obstetrik och gynekologi. I detta avseende förklarar Needham att Hippokrates, och inte Aristoteles, bör erkännas som den första riktiga embryologen. Hippokrates trodde att embryot började utvecklas genom att hämta fukt och andedräkt från modern och han identifierade en rad kondenseringar och eldar som var ansvariga för utvecklingen av ben, mage och cirkulation hos embryot och fostret. Han stödde också uppfattningen att det mänskliga fostret fick näring genom att suga blod från moderkakan. Needham krediterar Hippokrates för att vara en av de första som anspelade på begreppet preformationism med den grekiske läkarens tro på att organismerna var färdigbildade i miniatyr inuti könscellerna. Denna tro bidrog till att ge upphov till den teologiska embryologin eller idén att olika själar kom in i embryot när det växte.
Resten av det första kapitlet undersöker Aristoteles (384 f.Kr.-322 f.Kr.) välkända observationsvetenskap och hans ansvar för embryologins fortsatta tillväxt. Aristoteles studerade embryon från olika organismer genom att öppna fågelägg i olika utvecklingsstadier och dissekera embryon från däggdjur och kallblodiga djur. Needham hävdar att Aristoteles till och med kan ha observerat ett mänskligt embryo – en extraordinär bedrift för en forskare på den tiden med tanke på att aborterade embryon inte var så lätta att få tag på. Aristoteles hävdade också att sperma gav embryon form eller andedräkt och att mödrar tillförde någon typ av substans som hjälpte till med embryoutvecklingen. Även om man inte visste vilken roll menstruationsblodet spelade, så pekade Aristoteles ut det som den mest sannolika substansen som embryot skapades av. Needham menar att Aristoteles också tog upp en tidig idé om rekapitulation (även om det inte var det ord han använde), med embryon som vägledning. Han observerade att unga embryon av olika arter alla hade universella egenskaper och att när embryona åldrades uppstod differentierande egenskaper.
I det andra kapitlet undersöks embryologin från Galen av Pergamos fram till renässansen. Galen skrev huvudsakligen från 150 e.Kr. till 180 e.Kr. och hur välkänd Galen än är, får han bara några sidor av Needham. Detta återspeglar utan tvekan den bristande uppmärksamhet som Galen ägnade embryot under denna tidsperiod. Författaren skriver att Galen var en vitalist (livet uppstår ur eller innehåller en icke-materiell vital princip) och teleolog (allt liv och alla handlingar styrs av ett yttersta syfte) vars främsta bidrag till embryologin var hans fasta övertygelse om att navelsträngen var nödvändig för andningen. Efter Galen tar Needham kortfattat upp embryologin bland araberna, men det är bara en sida lång. Needham insisterar på att arabvärlden må ha varit framgångsrik inom optik och astronomi, men inte inom embryologi.
Needham tillskriver Albertus Magnus (även känd som Albert av Köln) skulden för återuppväckandet av den vetenskapliga embryologin. Före det tidiga 1200-talet hade den observerande embryologin ersatts av teologi och spekulativa teorier och området hade slitit i hundratals år i en till synes död period. Albert liknade Aristoteles i sina observationstekniker och sin uppmärksamhet på detaljer och han diskuterade ofta embryologi i sina böcker. Albert trodde att kvinnor hade frön och att kvinnliga frön koagulerade, ungefär som ost, efter att ha kommit i kontakt med manliga frön. När ett koagulerat frö kom i kontakt med menstruationsblod hade fröet nu den näring som var nödvändig för en god utveckling. Albert studerade också kyckling- och fiskembryon och skrev utförligt om varje organisms utveckling, vilket bidrog till att föra embryologin tillbaka till den observerande och vetenskapliga sfären.
Resten av kapitel två ägnas åt Leonardo da Vincis embryologiska upptäckter, vars arbete dominerade vetenskapen i slutet av 1400-talet och början av 1500-talet. Leonardo är känd för sin dissektion av det mänskliga fostret och sina kvantitativa mätningar av embryonal tillväxt. Han var den förste som bevisade att embryon kan mätas kronologiskt och att de förändras i vikt, storlek och form med tiden. Under 1500-talet började också gynekologin att erkännas. Kliniska läroböcker publicerades och bidrog till att underblåsa ett nytt intresse för människans utveckling. Barnmorskans framväxt under slutet av 1500-talet har ett direkt samband med tillgången till illustrerad obstetrisk litteratur som blev mer mainstream under denna tid.
I kapitel tre undersöker Needham embryologin under 1600-talet och introducerar det embryologirelaterade arbetet av William Harvey (1578 AD-1667 AD). Redan 1652 dissekerade och undersökte Harvey hjort- och kycklingembryon med hjälp av linser med låg effekt. Harvey fastställde den plats där embryot uppstår i ett ägg, den så kallade vita fläcken, och beskrev blastodermen som den unika ursprungsplatsen för den embryonala kroppen. Han skrev också om fostervattnets betydelse och trodde att det absorberades i embryots och senare fostrets blod. Harvey lånade också sin röst till vederläggningen av spontan generering genom att beskriva hur även de lägsta organismerna uppstår från ägg.
Needham anger den italienske biologen Marcello Malpighi (1628 e.Kr.-1694 e.Kr.) som den person som är ansvarig för uppkomsten av den preformationistiska doktrinen. Malpighi beskrev embryoutvecklingen som en enkel utbredning av en redan miniatyriserad vuxen organism. Ungefär samtidigt stödde Jan Swammerdam, en känd grodembryolog, också preformationismen efter att ha sett hopvikta fjärilar i puppor. För Swammerdam var vuxna fjärilar helt enkelt maskerade (förformade) inuti larver.
Needham pekar på flera andra viktiga embryologiska upptäckter under 1600-talet. Nicholas Stensen upptäckte folliklarna i däggdjurens äggstock hos hundfisken och visade att den mänskliga kvinnans äggstock var homolog till äggstockarna hos tidigare studerade äggstockar. Stensen förklarade att den mänskliga äggstocken hyste ägg, men alla genombrott kretsade inte kring ägg. I takt med att rudimentära mikroskop blev mer tillgängliga ökade också antalet observationer av spermatozoer, främst från olika fiskarter. I slutet av 1600-talet började embryon med allvarliga medfödda missbildningar, som på den tiden kallades embryonala monster, få vetenskapliga beskrivningar. En detaljerad ritning från 1686 av ett teratom med välformade tänder och hår presenteras i texten.
I det sista kapitlet i A History of Embryology beskriver Needham hur 1700-talets embryologer fortsatte att vara förvirrade när det gällde fostrets näring. Författaren presenterar en kronologisk tabell som identifierar forskare och deras konkurrerande idéer om vad fostret gjorde för att växa och överleva. Dessa idéer sträcker sig från fostervatten som tas upp av fostrets mun, näring som passerar genom navelsträngen, näring som cirkulerar med menstruationsblodet och en ofarlig vätska som görs tillgänglig för fostret och som kallas livmodermjölk. Till och med fostervattnets ursprung gav upphov till gåtor under denna tidsperiod. Två konkurrerande idéer var att fostervattnet kom från fostrets svett eller att det utsöndrades från ögonen och munnen på det gråtande och saliverande fostret. Utan sunda experimentella tekniker förblev dessa frågor olösta under 1700-talet.
Preformationismen hade blivit fast etablerad i början av 1700-talet och Needham tillskriver detta Malpighis, Swammerdams och Charles Bonnets skrifter och embryologer som proklamerade att de såg små människoformer inuti könsceller. Bland dessa animalculister uppstod en uppdelning mellan dem som trodde att förformade organismer fanns i äggen (ovister) och dem som trodde att små vuxna organismer fanns i spermier (spermister). Bland de kända animalculisterna fanns Anton van Leeuwenhoek, Nicholas Hartsoecker och Wilhelm Gottfried Leibniz. Vid den här tiden var preformationisterna fler än antalet epigenetiker (de som trodde att utvecklingen fortskred progressivt från oorganiserad materia), men det fanns fortfarande många obesvarade frågor kvar. Epigenetikerna frågade hur embryonala monster och regenerering av sjöstjärnans armar passade in i preformationsplanen hos en Gud som hade sett till att alla normala vuxenstrukturer fanns i ägget eller sperman och väntade på att utvecklas. Needham beskriver hur debatten om preformation och epigenes växer och kulminerar i en serie diskussioner mellan epigenetikern Caspar Friedrich Wolff och preformationisten Albrecht von Haller. Wolff publicerade De Formatione Intestinorum 1768 och visade att kycklingtarmen bildas genom veckning av vävnad som lossnar från embryots ventrala yta. Vikningarna förvandlas så småningom till ett slutet rör. Wolff hävdade att denna observation bevisade att tarmen inte var förformad och att organen uppstod gradvis. Wolff undersökte också embryonala monster och förklarade att de var formade av naturen och stod som exempel på epigenesis snarare än preformationism. Haller var dock mycket mer känd bland vetenskapsmännen än Wolff, och Hallers kraftfulla inflytande gjorde mycket för att upprätthålla preformationismen under slutet av 1700-talet.
Needham tillskriver Hermann Boerhaave skulden för att ha skrivit den första detaljerade redogörelsen för kemisk embryologi i sin bok Elementa Chemiae som publicerades 1724. Boerhaave separerade äggvita från gulan och tillsatte olika syror och baser, värmde dem, skakade dem och kokade dem för att se vilka kemiska och fysikaliska effekter varje förfarande hade på albumin. Denna typ av experiment gav snart upphov till vetenskapen om tekniker och banade väg för senare experimentellt arbete av embryologer som Jacques Loeb och Hans Spemann.
Needham avslutar det fjärde kapitlet med att identifiera flera viktiga embryologiska upptäckter som skedde före 1700-talets slut. Däggdjursägget sågs och erkändes äntligen som en enda cell; idén om rekapitulationsteorin började ta form; och den skotska kirurgen John Hunter visade att den maternella och fetala cirkulationen var skilda fysiologier.
Needhams avslutande kommentarer reflekterar över varför embryologins historia har blivit som den har blivit. Needham hävdar att framstegen inom embryologin sällan går framåt med separata successioner av genier utan snarare med embryologer som har ärvt observationer och anmärkningar från tidigare generationer av forskare. Han hävdar att mycket av den tidiga embryologin var av deskriptiv karaktär på grund av flera begränsande faktorer: sociala och politiska styrande idéer, samarbete (eller brist på samarbete) mellan forskare, språkbarriärer och teknik (hans exempel inkluderar införandet av härdningsmedel, särskilt alkohol och förbättringar inom mikroskopi). Den övergripande tyngdpunkten i Needhams historiska översikt är att beskriva hur ett samarbete mellan spekulativt tänkande, noggranna observationer och kontrollerade experiment ger stor samstämmighet åt embryologin. Needham hävdar att varje ändring av denna balans fungerar som en kraftfull begränsande faktor i sig själv.
Källor
- Bodemer, Charles W. Review of ”A History of Embryology” by Joseph Needham,” Isis 52 (1961): 109-110.
- Cave, A. J. E. ”Review of ”A History of Embryology” by Joseph Needham,” Folklore 46 (1935): 181-82.
- Needham, Joseph. A History of Embryology. New York: Abelard-Schuman, 1959.
- Oppenheimer, Jane M. ”Reflections on Fifty Years of Publications on the History of General Biology and Special Embryology”, The Quarterly Review of Biology 5 (1975): 373-87.