歷史的故事生物學大師

介紹植物組織學之父—格魯

  
我有一個夢想,
帶著學生到郊外騎腳踏車,
騎累了,下車,喝些水,
大家圍坐在草地上。
老師就自口袋中,取出稿紙,
朗誦起植物的故事。


長期以來,植物保留了一個秘密,沒有給聰明的哲學家知道,只讓蝴蝶與蜜蜂知道。千年之久,人類看植物沒有移動,外表沒有明顯的雌雄差別,就認為植物沒有交配,沒有生命。直到十七世紀,格魯(Nehemiah Grew ,1641~1712)方解開這個秘密,他發現「雄蕊」上有「花粉」,與「雌蕊」內有「子房」—原來植物有雌雄器官之分,並藉昆蟲,或風進行雌雄交配。從此植物歸屬生物,而非無生命的礦物學。「雄蕊」、「雌蕊」、「花粉」、「子房」等名詞,也在普世植物學的課本中。在科學史上,他被稱為「植物組織學之父」。

維管束組織的發現
格魯從小就是好奇的孩子,對周遭一些眾人視為平常的事情,常會追根究柢,如果得不到答案,就自己去觀察。他的父親與祖父都是教會的牧師,為信仰受到許多迫害。他就讀劍橋大學時,決定不公開自己的信仰,以免與英國國王查理二世(Charles II, 1630~1685)對抗,他在學校愛上植物學。1661年,大學尚未畢業,他的清教徒身分被發現,而被驅除。他前往荷蘭萊登大學(University of Leyden)念醫學,此時,他學會自製顯微鏡的技術。1664年,他發表「植物的種子表皮,是由幾層不同的細胞組成」。

他取得醫學博士後,在荷蘭行醫。1672年,他回到英國,在英國皇家學會發表「植物的莖部結構」。他藉由顯微鏡觀察,發現莖部內有許多平行的管狀細胞,他稱為「維管束」(vascular bundle)。他對植物研究的熱忱,深深感動與會者。經過討論,皇家學會決定提供「研究員」的專職,聘他觀察植物,並定期提出報告,這是歷史上,第一份以「研究」為名的工作。

歷史上的第一位研究員
過去從事科學研究的科學家,有的是教授、有的從事其他行業,沒有一種行業是以「研究」為專職。皇家學會認為,格魯若全力投入植物觀察,將有更多的成果,為他開創這種新的工作。

不過皇家學會給的薪水不高,月薪50英鎊,低於格魯行醫所賺的錢。格魯思考後,決定接受這份工作。1673年,他發表「植物的根系為了吸收更多的營養份,會超過土壤間的摩擦阻力,延伸到更深之處」。1674年,發表「植物水分在導管的移動方式」。1675年,發表「由植物葉莖、根的味道,成為分類植物的可能」,「植物的根部細胞與組織適合在土壤中延伸,又軟又彎;植物的莖部細胞,為了承受重量與抵抗強風,又緊又密」。他用化學分析,發現「葉部可以合成澱粉」;「葉部表面含蠟質,用來減少水份的蒸發」。

他寫道:「植物巧妙的結構,使人看出上帝奇妙的創作,植物能夠適應周遭的環境,可以看到上帝的保守」,他又寫到:「也許我無法明白遙不可及的星球,但是研究植物,使我可以更欣賞一顆蘋果的美。」

植物是未知的王國
當時歐洲無神論盛行,格魯以植物學的研究提出:「以哲學來否認上帝的存在,不過是幼稚的把戲,因為大自然從來沒有否定上帝。若有人以為植物長成的樣子是大自然所致,而非上帝的創造,他必須面對一個基本的問題。大自然由上千個變因所組成,這麼多的變因,無法產生結構平衡的生命體。大自然再多的變因,都是上帝的手,每時每刻的引導控制。大自然若是一部機器,上帝是其設計、建造與維持者。」

1682年,他出版「植物組織學」(The Anatony of Plants),提到花的結構與雄蕊、雌蕊的功能,這本書是十七世紀最重要的植物學著作,從此格魯被後世稱為「植物組織學之父」。他在書上寫道:「植物學像是一個未知的王國,我只是在這王國上畫其疆界。我盡力去發現,所畫仍模糊。」

印第安人的醫生
當他在擁有聲望,他的父親被捕下獄。1686年,他宣布退出皇家學會的工作,到考文垂(Coventry),父親牧會的地方擔任傳道人,英國政府怕得罪皇家學會的波義耳(Robert Boyle, 1627~1691)、牛頓(Isaac Newton, 1642 ~1727)、虎克(Robert Hooke, 1635~1703)等大科學家,一時不敢抓格魯。

格魯牧會數年,有新的傳道人接任,他四處行醫,持續發表人體的毛孔,與肝腺結構。而後,他前往美國,擔任哈佛大學(Harvard University)醫學院的教授,授課之餘,他到附近印地安人保留區當宣教士與巡迴醫生,他提出:「由印地安人的疾病特徵,也許可以追溯其種族的由來。」

植物與國土規劃
1707年,他又回到考文垂教會。他把植物學導向經濟學,發表國家需要多少土地,種植多少植物,才能使每人有足夠的糧食,依此作為「國土規劃」的依據,這些研究是近代國土規劃的濫觴。他從很單純的植物了解起,可以延伸到治理國家,他又寫道:「動物與植物看似不同,卻是源自相同的智慧設計(contrivances of wisdom)。」,他鼓勵學生「認真的閱讀者,要在乎閱讀的意義。要將生物、礦物、化石等當成書本,去與上帝同讀。」。他也鼓勵老師「將用心教導學生,否則一生所學,將因人的過去,而失去。」

後來,在一次出診中,他忽感不適,病逝途中,他所衷愛的植物學,不斷往前,給人帶來美好的知識。

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