BIOLOGIA. - Dal greco βίος «vita» e λόγος «discorso, ragionamento», è la scienza della vita nella sua fenomenologia normale e patologica. Secondo il Treviranus (1776-1837), che ne usò per la prima volta il termine, b. significa: lo studio delle differenti forme che riveste la vita organica, delle differenti condizioni e delle leggi che presiedono alla sua esistenza e delle cause che determinano la sua attività. Con questo concetto originario è attribuita al termine una impronta vitalistica in quanto l'insieme dei fenomeni che ad esso si riferiscono sono soggetti a forze che non si riscontrano nel mondo inorganizzato. Moltisimi biologi sono anche oggi convinti che se il mondo organico e organizzato è soggetto a leggi della fisica e della chimica è anche dominato da forze sconosciute al mondo fisico; altri invece ritengono che le forze «vitali» sono oscure e apparentemente metafisiche ma che con i progressi della scienza anch'esse verranno valutate con le stesse leggi del mondo fisico. Tale corrente materialistica della vita trova in Lamarck uno dei primi fautori.
Il termine b. può essere usato in senso lato, secondo la definizione data, come in senso stretto, cioè come studio dei costumi e del modo di vivere (ecologia) dei vari animali e delle varie piante. Col termine b. generale si intende una disciplina che consisterà tutti i fenomeni vitali in modo sintetico così da vederne le leggi generali che li guidano. Se ci riferiamo ad uno dei trattati più moderni di b. generale, ad es. quello del Cotronei, vediamo che la materia è suddivisa nelle seguenti parti e nei seguenti capitoli: la parte 1a tratta della «organizzazione biologica» con i capitoli sui limiti delle scienze biologiche, sul meccanismo ed il vitalismo, sulla origine della vita, sulle differenze tra animali e vegetali, sulla struttura colloidale del protoplasma, sulla cellula in generale, sulla costituzione chimica degli organismi, sulle attività vitali delle cellule, sulla riproduzione cellulare e degli organismi, sulla sviluppo embrionale, sulla struttura dei tessuti, sull'accrescimento, la vecchiaia e la morte. La parte 2a tratta della «credita e degli ambienti biologici»; la parte 3a della «morfologia», ovvero l'anatomia dei viventi (in questo libro limitata ai vertebrati per ragioni didattiche) comparativamente, così da comprendere il valore delle strutture.
Vastissimo è il campo della b. e pertanto sono sorte varie discipline biologiche. Si può innanzi tutto distinguere una b. animale, che si occupa della fauna, ed una b. vegetale che si occupa della flora, sebbene la divisione tra i due regni non sia detta per la presenza di viventi che rappresentano condizioni intermedie. Gli organismi possono essere studiati secondo diversi aspetti: la loro struttura, la loro attività o funzione, le loro anomalie. Abbiamo così tre vasti gruppi di discipline che comprendiamo con i termini di morfologia generale, fisiologia generale e patologia generale. Alla morfologia appartengono la citologia che studia la cellula, l'embriologia che studia le fasi dello sviluppo, l'istologia che considera l'associazione delle cellule che costituiscono i tessuti degli organismi pluricellulari, l'organologia che studia gli organi e l'anatomia che studia le varie parti degli organismi. Disciplina particolari sono l'anatomia comparata che indaga attraverso la comparazione della struttura nelle varie specie animali il valore morfologico delle varie strutture e l'anatomia umana che si occupa esclusivamente della struttura dell'uomo. Alla fisiologia appartengono la biofisica e la biochimica che si occupano rispettivamente degli aspetti fisici e chimici delle funzioni vitali; la fisiologia umana si occupa delle funzioni dell'uomo considerato come animale. La patologia che tratta dei processi abnormi e morbosi degli organismi si distingue in patologia vegetale, animale e umana. La patologia umana si distingue in medica e chirurgica. Un lato della patologia è quello studiato dalla patologia generale che si occupa dei dati generici dei processi morbosi umani, quali l'insorgere dei processi, la fenomenologia, il modo di distinguersi e classificarsi, lo studio del suo andamento, le previsioni sull'esito e l'esito stesso. Disciplina ed essa collegate sono la batteriologia che studia la vita dei microrganismi patogeni e non patogeni (che causano o no malattie), la parassitologia che si occupa degli organismi che vivono su altri organismi arrecando loro danno e lesioni, la teratologia che indaga sulle mostruosità mettendone in luce il meccanismo embrologico. Altri rami della b. sono la sistematica zoologica botanica che si occupa della classificazione degli animali e delle piante in gruppi affini, la genetica che si occupa della trasmissione dei caratteri ereditari e il loro comportamento nelle discendenze, l'eticologia che studia gli organismi nel loro ambiente (la biogeografia ne è un ramo e studia i fattori che governano la distribuzione geografica degli organismi), la oceanografia, l'idrobiologia e la limnologia che studiano rispettivamente la vita nei mari, nelle acque dolci in generale e nei laghi in modo particolare. Va compresa tra le scienze biologiche, per lo meno secondo alcuni suoi aspetti, la psicologia e precisamente come psicologia sperimentale e psicologia comparata che studiano il comportamento degli animali.
Una serie di discipline biologiche ha carattere eminentemente pratico: la biologia agraria, l'arboricoltura o selvicoltura, l'orticoltura, la floricoltura, la patologia vegetale, la batteriologia agraria, l'embriologia agraria, l'idrobiologia applicata alla pesca, la zootecnia, l'avicoltura, la bachicoltura, ecc.
Infine possiamo riunire tutte le discipline biologiche che riguardano la specie umana, quali l'antropologia che tratta delle varie razze umane, la paleontologia umana che tratta degli uomini fossili, l'antropometria, l'eugenia, l'ereditarietà umana, l'embriologia, l'embriologia, la sociologia, la patologia costituzionale, la psicologia umana ed infine tutto il gruppo delle scienze mediche.
STORIA DELLA B. - Lo studio della b. ha inizio nelle scuole italiane nel VI sec. a. C. da quel'epoca data il primo abbozzo di scienza che, pur continuando a riconoscere la Divinità, causa prima di tutte le cose, investiga, sulla base dell'esperimento biologico, le cause seconde, aggredibili dallo studio umano.
In tal modo si esprime Almeone da Crotone, il primo dei grandi «fisiologi» (studiosi della natura). Con lui ha inizio la investigazione anatomica e il tentativo di spiegazione dei fenomeni fisiologici. Si formulano le prime leggi biologiche con il concetto della isonomia per la quale l'organismo si considera composto di varie coppie di contrari, dalla cui giusta proporzione emerge lo stato normale, mentre dalla sproporzione ha origine la malattia (monarchia). Contemporaneo, e in discussione di priorità, è il principio della enantiosi, ideato da Pitagora. Mentre esso, però, ha carattere prevalentemente cosmico, quello almeoniano è più direttamente biologico. Ad Empedocle di Agrigento (VI-V sec. a. C.) si deve la specificazione della isonomia con il riconoscimento di quattro elementi (acqua, aria, terra e fuoco) che egli chiama «radici di tutte le cose». Anche l'organismo animale avrebbe tale costituzione, e le sue varie funzioni si effettuerebbero in virtù della legge magica della similarità. A Filolao di Taranto si deve il principio fonda-
mental della correlazione del microcosmo col macrocosmo. Dal principio empedocleo dei quattro elementi, la scuola ippocratica svolse il concetto umorale, dove gli elementi furono sostituiti dagli umori (bile nera, sangue, flegma, bile gialla). Questa teoria mise solide basi nel concetto biologico, imperando fino al secolo scorso, mentre oggi risorge nella teoria degli ormoni. Anche in essa la salute è costituita dalla perfetta proporzione, mentre la corruzione o l'eccesso di uno di essi costituisce la malattia. Ad Aristotele si deve l'ampliamento dello studio della b. e la instaurazione di un sistema dottrinario; per il che venne detto padre di questa scienza. Suo è il primo tentativo di una classificazione delle forme viventi dove queste, per gradi, partendo dalle piante, attraverso i molluschi, gli artropodi, i crostacei, i rettili e i mammiferi, giungono fino all'uomo. Fu il fondatore dell'anatomia comparata e il primo, si dice, ad eseguire disegni anatomici. Riconosce i quattro elementi empedocleli cui aggiunge una «quinta essenza». A lui si deve, pertanto, il principio di fondere scienza e filosofia nello stesso metodo di ricerca, che dovrà essere sostituito col metodo induttivo dal Galilei; e così pure la instaurazione della dottrina della generazione spontanea, principio che venne in seguito sviato e esagerato (v. GENERAZIONE SPONTANEA).
La b. vegetale ebbe un primo studioso in Teofrasto di Efeso (IV sec. a. C.) allievo di Aristotele. A lui si deve un libro su la Storia e uno su le Cause delle piante. Lo studio della b. ebbe il suo apogeo, per quanto riguarda l'anatomia e la fisiologia, nelle scuole alessandrine (fine del IV sec. a. C.), specialmente per merito di Erofilo ed Erasistrato (v. ANATOMIA). Altri studiosi degni di nota furono, sebbene anteriori e quindi meno evoluti, Diosopo di Coo e Prassagora di Coo. La b. ha larga parte nella Storia Naturale di Plinio (23-79 d. C.). In essa si trovano esaurientemente trattate, per l'epoca, la botanica, la zoologia, la medicina, insieme con la mineralogia, la geografia, ecc. Questa opera ha il merito di avere raccolto quanto si conosceva a quel tempo. Coetaneo è Pedaio Diosocrite di Anazarbo, autore di una vastissima opera sulle piante, animali e vegetali che egli considera, però, solo dal lato terapeutico. Da questa opera presero spunto quasi tutti gli autori posteriori che trattarono dello stesso argomento (Pseudo-Apuleio, Macer Floridus, ecc.). Di b. si occupano anche, per glorificare la creazione divina, molti Padri della Chiesa, nelle loro omelie e negli exaemeron (s. Ambrogio, s. Agostino, Nemesio, ecc.). Importante tra questi è s. Basilio che dedicò particolare interesse agli studi scien- tifici. Notevoli sono pure s. Ildegarda, autrice della celebre Fisica e s. Isidoro di Siviglia, autore delle Origini; né va dimenticato lo Speculum Naturale del domenicano Vincenzo Bellovacense, molto interessante poiché ci dà il quadro delle conoscenze in materia. Più importante, però, per un principio di libertà di pensiero scientifico, è l'opera di s. Alberto Magno esplicantes anche nel campo biologico, poiché egli ebbe l'ardire di contrapporre il proprio pensiero alle asserzioni pliniane accettate, in genere, dogmaticamente. Un altro studioso della b. ancorché rivolge se lo studio delle piante alle loro utilità farmacologiche, fu Simone Cordo detto Simone Genovese, cappellano di Bonifacio VIII, autore di una Clavis sanationis. Con l'in- staurarsi del pensiero della rinascita, anche la b. ebbe un notevole impulso. Il rinnovato studio della natura spin- ge scienziati e filosofi a tentarne i misteri onde hanno sviluppato la filosofia naturalistica e la cosiddetta magia naturale, da considerarsi un prodromo del metodo speri- mentale. Leonardo da Vinci, con i suoi studi anatomici e le osservazioni di fisiologia, di botanica, merita una prima particolare attenzione. Egli studiò l'accrescimento delle piante, scoperse la legge seguita dalla nascita delle foglie nei rami, vide i cerchi concentrici del fusto, dai quali si stabilisce l'età delle piante, intui l'esistenza di una circola- zione nei vegetali, sperimentò l'azione di sostanze tossiche sullo sviluppo delle piante, e ottenne soluzioni alcoliche di clorofilla. Nel 1513 Leone X istituì la prima cattedra di semplici, cui fu chiamato Giuliano da Foligno. Con- temporaneamente si formò, nel giardino del Belvedere, un primo orto dei semplici. Seguendo lo spirito della rinascita, si compie anche in b. la revisione delle antiche opere: importante in questo scopo il De erroribus Plinii et aliorum ecc. di Niccolò Leoncino. Sorgono i primi orti botanici, oltre a quello di Roma, di cui i più celebri furono quello di Pisa (1544) e di Padova (1545). Venezia ne avrebbe avuto uno fino dal 1533. Studiosei eminenti furono L. Ghini, F. Bonafede, l'Anguillara (L. Squalerno) per la b. vegetale e la sistematica e la distinzione di nuove specie; P. A. Mattioli, C. Durante, F. Calzolari, P. Castelli, B. Maranta, F. Imperato, per gli stessi studi e per l'applicazione farmacologica dell'uso delle piante. Si tenta una classificazione (M. Lobel-A. Cespino); a quest'ultimo si debbono osservazioni importantissime in tutto il campo della b. vegetale. Un particolare impulso alla conoscenza della flora dei paesi del nuovo continente fu dato da P. Al- pino che descrisse bene quella dell'Egitto, mentre tra gli stranieri vanno ricordati J. Ruel (1479-1589) e C. de Lé- cluse (1526-1609).
Nella b. animale importantissima fu la scoperta della circolazione del sangue ad opera di A. Cesar- pino e R. Colombo. Invariata, invece, rimase la teo- ria umorale (anche se vi si ebbero tentativi di muta- mento) e la funzione dei vari organi ricondotta alle virtutes. Interessanti, per la zoologia, furono gli studi di U. Aldovrandi, mentre a cavaliere fra il XVI e il XVII sec., è il chirurgo M. A. Severino (1580-1656), studioso dell'anatomia comparata, convinto assertore della uniformità della intima struttura di tutti gli es- seri organizzati, i quali si differenzierebbero tra loro solo per una apparenza esteriore. Egli estese le sue conclusioni anche al regno vegetale. La sua Zootomia democratica deve essere considerata il primo trattato di anatomia comparata. Ha inizio in questo periodo lo studio della embriologia con le ricerche di G. Fa- brizì d'Acquapendente, sugli embrioni dei mammi- feri e sul pulcino. Nel sec. XVII, gli studi della b. conseguirono un successivo impulso. A parte la con- cizione chimiatrica e iatromeccanica dell'organismo (v. FISIOLOGIA), spunti rispettivamente delle moderne chimica e meccanica fisiologica, la b. si avvan- taggiò, in questo secolo, sia di nuovi strumenti che ampliavano il campo delle indagini, sia di nuove or- ganizzazioni che resero possibili studi, ricerche ed esperienze fornendo agli scienziati le possibilità ma- teriali e spirituali adatte al loro compito. Lo stru- mento più importante fu certamente il microscopio, la cui scoperta ondeggia tra lo Jansen, il Fontana e il Galilei. Altri strumenti, utili per questo genere di ricerche, furono il termometro, la cui applicazione all'organismo animale devesi a S. Santorio, il pulsi- logio (Galilei, Santorio), l'igrometro, il barometro, ecc. Utilissime furono pure le istituzioni delle academie scientifiche (dei Segreti, dei Lincei, del Cimento, dei «Naturae Curiosorum», di Francia, la «Royal So- ciety», ecc.). Il metodo sperimentale comincia a met- tere salde radici, promosso dai pensatori italiani (Cam- panella, Bruno, Telesio, ecc.) e affermatosi con Car- tesio, Bacone, Galilei. Tra i maggiori biologi di que- sto tempo sono da ricordare F. Redi con i suoi primi studi sistematici di parassitologia, con le prime ne- gazioni della generazione spontanea degli insetti, del veleno delle vipere, ecc.; M. Malpighi, primo studioso della istologia generale, scopritore dei capillari san- guigni, delle cellule, dei corpuscoli sanguigni, di quelli della milza, ecc. Importanti i suoi studi di anatomia comparata, dell'uovo incubato, che furono impulso a ulteriori ricerche embriologiche sull'anatomia delle piante. A. Vallisneri si occupò della generazione degli insetti (negando quella spontanea degli insetti delle galle) e descrisse l'anatomia dei vermi; D. Cestoni, scopritore, insieme a G. C. Bonomo, della origine acarica della scabbia, fu studioso di più vasti argo-
menti di b. e di fenomeni naturali (alghe, funghi, molluschi, anfibi, chirotteri ecc.). Tra gli stranieri vanno ricordati G. Bauhin, riconosciuto il primo dei sistematici per aver fatto uso più corrente della nomenclature binomiale; J. Jung, J. Ray, cui si devono tentativi di classificazione zoologica; J. Pitton de Tournefort, botanico illustre. A G. Harvey si deve il completamento della scoperta della circolazione del sangue e studi sulla generazione degli animali; a J. Swammerdam si debbono importanti studi anatomici sugli insetti e sulla loro generazione; inoltre Hooke compì osservazioni microscopiche importanti sulla cellula, mentre A. Leeuwenhoek, scoperse gli infusori e ideò speciali tipi di microscopio. Egli descrisse anche gli spermatozoi (che erano già stati visti da G. de Hamme) con i quali dette un appoggio alla teoria del preformismo, contro quella della epigenesi. Gli studi di anatomia comparata hanno, nel Seicento, uno sviluppo importante; essi ricordano i nomi di G. Perrault, di E. Tyzson di Grew (al quale si deve l'adozione del termine «anatomia comparata») e di G. Blaes, autore delle Anatomie animalium. Il sec. XVII è caratterizzato in b. da profondi dissensi preannunciati più gravi rivolgimenti. La b., quale «scienza della vita», ha profonde ripercussioni nel pensiero religioso, ed il Settecento è l'epoca in cui i liberi pensatori, i deisti e i cristiani combattevano per le loro idee; l'epoca nella quale si sviluppa la cosiddetta filosofia della natura, che offre un indirizzo del tutto caratteristico al pensiero scientifico, mentre si cominciano a delineare i primi sintomi della questione dell'origine della specie. Interessante, in b., è anche il dissidio tra vitalisti e meccanicisti (G. E. Stahl e F. Hoffmann). In questa epoca, C. Linneo scrive il suo Systema Naturae nel quale vengono classificate piante ed animali. Il sistema comprende classi, diviso in ordini i quali comprendono a loro volta i generi, divisi in specie. Il piano generale del sistema fu stabilito nel 1735, l'edizione definitiva è del 1758. Di ciascun genere e ciascuna specie egli dette una definizione nella stessa denominazione. Contrario al concetto di sistematizzare, implicante l'idea della fissità della specie, si dimostrò G. L. Leclercq, conte di Buffon, autore di una poderosa Storia Naturale nella quale si trovano i primi segni della teoria della evoluzione darwiniana. Le sue idee vennero esaminate da Erasmo Darwin, nonno di Carlo, che doveva dare loro un ben altro sviluppo. L'anatomia comparata vanta i nomi di Vico d'Asy, che si occupò particolarmente della correlazione degli organi, e di J. Hunter, anatomico, fisiologo, chirurgo, paleontologo. A L. Spallanzani si deve l'instaurazione della fisiologia sperimentale, la negazione della generazione spontanea degli infusori nonché importanti studi sulla digestione, respirazione, ecc. In embriologia emerse G. F. Wolff il quale dette a questo studio un indirizzo particolare sebbene fosse molto combattuto da A. Haller, sommo fisiologo svizzero cui si deve la teoria della irritabilità.
Il sec. XIX è l'epoca nella quale la b. acquista il massimo sviluppo e prende appunto questo nome dattogli da G. Treviranus. L'anatomia comparata prende il suo definitivo orientamento con G. Cuvier e con la formulazione dei principi fondamentali dati da S. Geoffroy-St-Hilaire cui si deve la costituzione del suo piano organico. Il massimo impulso di questa scienza, nel sec. XIX, si dovette a G. Müller, Owen e Gegenbauer sebbene con indirizzi differenti. Nasce, come studio a sé, la paleontologia, di cui R. Owen fu uno dei primi esponenti. Nello stesso periodo si
delinea lo studio dell'origine della specie. In opposizione alla idea della morfologia discontinua, quella della evoluzione, affacciata con G. Lamarck ebbe l'appoggio di Geoffroy-St-Hilaire ma l'opposizione di Cuvier, onde sembrò tramontare. Ripresa in seguito da H. Spencer, lo stesso concetto (cui venne dato il nome di evoluzione) ebbe il massimo impulso con C. Darwin il quale basò la selezione naturale sulla lotta per l'esistenza. L'idea di Darwin fu completata da Th. H. Huxley il quale ammise la provenienza dell'uomo dagli animali. Tra coloro che videro in questa teoria un'arma per combattere la religione, fu E. Haeckel il quale però non rifuggì dal ricorrere a strategismi quando i fatti non gli davano ragione. Al principio della selezione venne aggiunto, in seguito, quello di C. von Naegeli (Progression-gesetz) cui si deve il concetto di idioplasma, quello delle mutazioni (U. De Vries) e quello della oligonesi di D. Rosa. Malgrado numerose opposizioni (Flourence, Claude Bernard, Pasteur, Quatrefages, ecc.) l'evoluzionismo proseguì, fino ad oggi, con varia vicenda.
Ad essa modernamente si collega la genetica e l'ereditarietà, ricollegantisi a loro volta con i primi tentativi degli ibridisti del sec. XVIII; le cui ricerche ebbero il punto culminante con la scoperta di G. Menden (1865) preceduta da quella di Ch. Naumin (1861). Lo studio della materia vivente ebbe fondamentali sviluppi con la migliore conoscenza della cellula considerata come base della costituzione dell'organismo animale e vegetale (T. Schwann, Schleiden, Bizzozero, Remak, ecc.). La generazione ebbe studiosi appassionati specialmente nel campo della fecondazione artificiale già iniziata dallo Spallanzani e ripetuta da O. Hertwig e T. Boveri. La teoria della generazione spontanea ebbe l'ultimo colpo con le esperienze di L. Pasteur, le quali anche negarono la generazione spontanea dei microbi. Un nuovo campo di azione si aperse allo studio della embriologia per merito di C. von Baer il quale, preceduto dal Rusconi, elevò l'ontogenesi a disciplina autoctona. L'embriologia sperimentale ebbe inizio con la esperienza del Baer e del Remak e proseguì con quelle di Huxley e Agassiz, le quali condussero alla legge di Haeckel (lo sviluppo ontogenetico riassume quello filogenetico) ma la vera embriologia sperimentale fu instaurata da G. Roux.
La grande scoperta dell'esistenza dei microbi, già intuita nei secoli scorsi e dimostrata da A. Bassi nel 1835, cui fecero seguito L. Pasteur e R. Koch, creatori della scienza microbiologica, allargò grandemente il campo degli studi biologici, estendendoli alle forme invisibili animali e vegetali. Così pure la fisiologia e la paleontologia si giovano molto dei progressi delle scienze ausiliari e dello sviluppo dei nuovi concetti, specialmente nel campo della fisica e della chimica, nonché della microbiologia, mentre l'anatomia evolvava le sue indagini e le sue applicazioni verso nuovi indirizzi (antropologia, costituzionalismo, anatomia del vivente, ecc.).