Loading article…
テオドール・シュワン（ドイツ語発音: [ ˈteːodoːɐ̯ ˈʃvan ] ; [ 1 ] [ 2 ] 1810年12月7日- 1882年1月11日）は、ドイツの医師であり生理学者であった。[ 3 ]彼の生物学への最も重要な貢献は、細胞説を動物に拡張したことであると考えられている。その他の貢献としては、末梢神経系におけるシュワン細胞の発見、ペプシンの発見と研究、酵母の有機的性質の発見[ 4 ] 、そして「代謝」という用語の発明[ 5 ]などがある。
テオドール・シュヴァンは、1810年12月7日にノイスでレオナルト・シュヴァンとエリザベート・ロッテルスの間に生まれた。 [ 6 ]レオナルト・シュヴァンは金細工師で、後に印刷業者となった。テオドール・シュヴァンはケルンのイエズス会系の学校、ドライケーニヒスギムナジウム（トリコロナトゥムまたは三王学校としても知られる）で学んだ。[ 6 ] [ 7 ]シュヴァンは敬虔なローマ・カトリック教徒であった。ケルンでは、彼の宗教教師であり司祭で小説家でもあるヴィルヘルム・スメッツが、人間の魂の個性と自由意志の重要性を強調した。[ 8 ] : 643 [ 6 ] [ 7 ]
1829年、シュワンはボン大学の医学予科課程に入学した。1831年に哲学の学士号を取得した。[ 9 ]ボン在学中、シュワンは生理学者ヨハネス・ペーター・ミュラーと出会い、共に研究を行った。[ 3 ]ミュラーはドイツにおける科学的医学の創始者とみなされており、 1837年から1840年にかけて『Handbuch der Physiologie des Menschen für Vorlesungen』を出版した。[ 10 ] : 387これは1837年から1843年にかけて『Elements of Physiology』 として英語に翻訳され、1800年代を代表する生理学の教科書となった。[ 6 ]
1831年、シュワンはヴュルツブルク大学に移り、医学の臨床研修を受けた。[ 7 ] [ 11 ] 1833年、彼はベルリン大学に移り、そこでミュラーは解剖学・生理学の教授を務めていた。[ 7 ]シュワンは1834年にベルリン大学で医学博士号を取得した。彼は1833年から1834年にかけて、ミュラーを指導教官として論文研究を行った。シュワンの論文は、鶏の胚発生における酸素の必要性を綿密に研究したものであった。研究を行うため、彼は特定の時間に孵卵器から酸素と水素のガスを排出できる装置を設計・製作した。これにより、卵が酸素を必要とする臨界期を特定することができた。[ 12 ]： 60
シュワンは1834年の夏に医師免許試験に合格したが、ミュラーのもとで研究を続け、医療行為を行うよりも研究に専念することを選んだ。[ 11 ]少なくとも短期的には、家族の遺産のおかげでそれが可能だった。[ 12 ] : 60助手としての給料はわずか120ターラーだった。その後5年間、シュワンは残りの4分の3の費用を遺産から支払った。長期的な戦略としては、これは持続可能なものではなかった。[ 12 ] : 86
1834年から1839年まで、シュワンはベルリン大学の解剖動物博物館でミュラーの助手として働いた。[ 11 ]シュワンは神経、筋肉、血管の構造と機能の研究に焦点を当てた一連の顕微鏡的および生理学的実験を行った。[ 13 ]ミュラーの生理学の著書の準備のための実験を行うことに加えて、シュワンは独自の調査も行った。彼の重要な貢献の多くは、ベルリンでミュラーと働いていた時期に行われた。[ 6 ]
シュワンは、当時最新鋭だった顕微鏡を用いて動物組織を観察した。これにより、動物細胞を観察し、その様々な性質を観察することが可能になった。彼の研究は、植物に関するマティアス・ヤコブ・シュライデンの研究を補完するものであり、またその研究から影響を受けていた。二人は親しい友人であった。[ 14 ] [ 12 ]： 60
物静かで真面目な性格と評されるシュワンは、実験装置の製作と使用において特に才能を発揮した。また、重要な科学的疑問を見極め、それを体系的に検証するための実験を設計する能力にも長けていた。彼の文章は分かりやすく、論理は「明確な展開」であると評されている。[ 12 ]： 60彼は自分が答えたい疑問を明確にし、その発見の重要性を効果的に他者に伝えた。同僚のヤコブ・ヘンレは、彼には実験に対する「生来の衝動」があったと述べている。[ 12 ]： 60
1838年までに、シュワンはより高給の職を必要としていた。彼はカトリックの都市であるボンに戻ることを望んでいた。1838年と1846年にボンで教授職を得ようと試みたが、失望に終わった。[ 9 ]： 85-86その代わりに、1839年、シュワンはベルギーのルーヴェンにあるルーヴェン・カトリック大学の解剖学講座の教授職を引き受けた。ルーヴェンもまたカトリックの都市である。[ 11 ] [ 9 ]： 85-86
シュワンは献身的で良心的な教授であることが証明された。新しい教育の職務により、新しい科学研究に費やす時間は少なくなった。彼は実験技術と実験で使用する器具の改良にかなりの時間を費やした。彼は論文をほとんど発表しなかった。例外は1844年の論文で、犬を使った一連の実験について報告し、消化における胆汁の重要性を確立した。[ 12 ]： 87 [ 13 ]
筋肉の収縮、発酵、消化、腐敗などの過程を研究することで、シュワンは生命現象が「何らかの非物質的な生命力」ではなく物理的な原因の結果であることを示そうとした。[ 8 ] : 643それにもかかわらず、彼は「有機的な性質」と「神の計画」を調和させようとした。[ 8 ] : 645 1838年のシュワンの移住とその後の科学的生産性の低下は、宗教的な懸念、そしておそらく細胞説に関する彼の研究の理論的意味合いに関連する危機を反映していると示唆する著者もいる。[ 13 ] [ 9 ] : 85-86しかし、他の著者はこれを彼の思考の誤った表現とみなし、シュワンが実存的危機や神秘主義の段階を経たという考えを否定している。[ 9 ] : 85-86オハド・パーネスは、シュワンの実験ノートやその他の未発表の資料と彼の出版物を使用して、彼の研究を統一的な進展として再構築している。[ 15 ] : 126フローレンス・ヴィエンヌは未発表の著作を参考に、細胞説が「有機的発達の統一原理」として、シュワンを含む様々な提唱者の哲学的、宗教的、政治的思想とどのように関連していたかを論じている。[ 8 ]
1848年、シュワンの同胞アントワーヌ・フレデリック・スプリングは、彼をベルギーのリエージュ大学に移籍するよう説得した。[ 11 ]リエージュでは、シュワンは解剖学と生理学の最新の進歩を追い続けたが、彼自身は大きな新しい発見をすることはなかった。彼は発明家のような存在になった。彼のプロジェクトの一つは、周囲の空気が呼吸できない環境で人間の生命を維持するための閉鎖系として設計された携帯型呼吸器だった。[ 13 ] 1858年までに、彼は生理学、一般解剖学、発生学の教授を務めていた。1863年、アメリカ哲学協会は彼を国際会員に選出した。[ 16 ] 1872年以降、彼は一般解剖学の講義を、1877年以降は発生学の講義を中止した。彼は1879年に完全に引退した。[ 11 ]
シュワンは同僚から深く尊敬されていた。1878年には、彼の長年の教育活動と数々の貢献を称える祭典が開催された。彼は特別な贈り物を贈られた。それは、様々な国の科学者263人のサイン入り写真肖像画を収めた本で、それぞれがシュワンへの贈り物として科学者から送られてきたものだった。この本は「細胞説の創始者、現代の生物学者たちへ」と献呈されていた。[ 13 ]
シュヴァンは引退から3年後の1882年1月11日にケルンで亡くなった。 [ 7 ]彼はケルンのメラテン墓地にある家族の墓に埋葬された。[ 17 ]
シュワンの未発表の著作や実験ノートを踏まえて見ると、彼の研究は「首尾一貫した体系的な研究プログラム」と見なすことができ、そこでは生物学的プロセスは物質的な対象物、すなわち「作用因子」と、それらが及ぼす力と測定可能な効果との間の因果関係という観点から記述されている。細胞を基本的かつ能動的な単位と捉えるシュワンの考え方は、微生物学を「厳密な法則に基づく科学」として発展させる上で基礎となるものと考えられる。[ 15 ]： 121-122
1835年のシュワンの初期の研究の一部は筋肉の収縮に関するもので、彼はそれを「生理学への計算の導入」の出発点と見なしていた。[ 15 ] : 122彼は、関連する他の変数を制御して測定することにより、筋肉の収縮力を計算する実験方法を開発し、記述した。[ 15 ]彼の測定技術は後にエミール・デュ・ボワ＝レイモンらによって開発され、使用された。[ 18 ]シュワンのメモからは、彼が生理学的プロセスの規則性と法則を発見することを望んでいたことがうかがえる。[ 15 ]
1835年当時、消化過程についてはまだほとんど知られていなかった。ウィリアム・プラウトは1824年に、動物の消化液には塩酸が含まれていると報告していた。シュワンは、消化液中の他の物質も食物の分解に役立っている可能性があると考えた。[ 6 ] 1836年初頭、シュワンは消化過程の研究を開始した。彼は消化を生理学的因子の作用として概念化し、それはすぐには目に見えず測定もできないものの、「特異な物質」として実験的に特徴づけることができるとした。[ 15 ] : 124–125
最終的にシュワンはペプシンという酵素を発見し、胃壁から分離することに成功し、1836年に命名した。[ 19 ] [ 6 ] [ 3 ]シュワンは、ギリシャ語のπέψις pepsis （ 「消化」を意味するπέπτειν peptein 「消化する」から）からその名前を作った。[ 20 ] [ 21 ] ペプシンは動物組織から分離された最初の酵素だった。[ 19 ]彼は、ペプシンが卵白のアルブミンをペプトンに 分解できることを実証した。[ 17 ] [ 22 ]
さらに重要なことに、シュワンは、このような分析を行うことで、最終的には「あらゆる生物の生命の発生過程全体を説明できる」と述べている。[ 15 ]： 126翌年、彼は分解と呼吸の両方を研究し、後に酵母の研究に応用することになる装置を製作した。[ 15 ]： 128
次にシュワンは酵母と発酵について研究した。彼の酵母に関する研究は、1837年に研究を発表したシャルル・カニャール・ド・ラ・トゥールとフリードリヒ・トラウゴット・キュッツィングの研究とは独立していた。 [ 6 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] 1836年までに、シュワンはアルコール発酵に関する数多くの実験を行った。[ 6 ]強力な顕微鏡のおかげで、彼は酵母細胞を詳細に観察し、それらが植物の構造に似た微小な生物であることを認識できた。[ 26 ]
シュワンは、アルコール発酵中に酵母が増殖することに気づいただけの他の研究者を凌駕し、まず酵母を主要な原因因子として位置づけ、次に酵母が生きていると主張した。シュワンは顕微鏡を用いて、酵母の発酵に関する2つの一般的な理論に反する綿密に計画された一連の実験を行った。まず、酸素が存在する密閉容器内で発酵中のビールの液体の温度を制御した。加熱すると、液体はもはや発酵しなくなった。これは、酸素が発酵を引き起こすというジョセフ・ルイ・ゲイ＝リュサックの推測を否定した。このことから、発酵が起こるには何らかの微生物が必要であることが示唆された。次に、シュワンは精製空気と未精製空気の影響をテストした。[ 27 ]彼は加熱したガラス球に空気を通すことで空気を滅菌した。[ 24 ]精製空気の存在下では発酵は起こらなかった。未精製空気の存在下では発酵が起こったことから、空気中の何かが発酵プロセスを開始させたことが示唆された。これは、生物が非生物から発生するという考えである自然発生説に対する強力な反証となった。 [ 27 ]
シュワンは、発酵は酵母の存在によって開始され、酵母の増殖が止まると停止することを実証した。[ 28 ]彼は、糖がアルコールに変換されるのは、生きた物質である酵母の作用に基づく有機的な生物学的プロセスの一部であると結論付けた。彼は、発酵は糖の酸化のような無機的な化学プロセスではないことを実証した。[ 27 ]生きた酵母は、より多くの酵母を生成する反応に必要であった。[ 23 ]
シュワンの考えは正しかったものの、同時代のほとんどの人よりも先を行っていた。[ 6 ]ユストゥス・フォン・リービッヒとフリードリヒ・ヴェーラーは、シュワンの考えに強く反対した。彼らは、シュワンが生物の重要性を強調したことを、生気論を支持するものとみなした。対照的に、リービッヒは発酵を、生物を伴わない一連の純粋に化学的な出来事とみなした。[ 29 ]皮肉なことに、シュワンの研究は後に生気論からの脱却の第一歩と見なされるようになった。[ 23 ] : 56–57シュワンは、ミュラーの弟子の中で最初に生命の物理化学的説明に取り組んだ人物である。[ 3 ]シュワンの見解は、生物を有機化学の生物学的反応という観点から概念化することを推進したが、リービッヒは生物学的反応を純粋に無機化学に還元しようとした。[ 30 ]
シュワンの発酵に関する研究の価値は、10年後にルイ・パスツールによって最終的に認められることになる。 [ 6 ]パスツールは1857年にシュワンの研究を繰り返し確認し、酵母が生きていることを受け入れ、発酵研究をさらに進めて発酵研究を開始した。リービッヒとパスツールの論争でリービッヒの見解に異議を唱えたのはシュワンではなくパスツールだった。[ 30 ]振り返ってみると、パスツールの細菌説、そしてリスターによるその消毒への応用は、シュワンの影響に遡ることができる。[ 3 ]
1837年、マティアス・ヤコブ・シュライデンは、新しい植物細胞は古い植物細胞の核から形成されることを観察して述べた。ある日、シュワンと食事をしていたとき、彼らの会話は植物細胞と動物細胞の核に及んだ。シュワンは、脊索の細胞に同様の構造を見たことを思い出し（ミュラーが示していたように）、すぐに2つの現象を結びつけることの重要性に気づいた。この類似性は、両方の観察者によってすぐに確認された。さらに実験を行ったシュワンは、ヒキガエルの幼生の脊索組織と軟骨、およびブタの胚の組織を調べ、動物組織はそれぞれ核を持つ細胞で構成されていることを明らかにした。[ 14 ]
シュワンは 1838 年に彼の観察結果をNeue notisen gebに発表しました。ナットヘイク。[ 31 ]これに続いて、1839 年に彼の著書『Mikroskopische Untersuchungen über die Moebereinstimmung in der Struktur und dem Wachsthum der Thiere und Pflanzen』（動物と植物の構造と成長の類似性に関する顕微鏡研究）が出版されました。これは現代生物学の基礎となる画期的な研究であると考えられている[ 14 ] 。 [ 32 ]
その中でシュワンは「すべての生物は細胞と細胞産物から構成されている」と宣言した。[ 33 ]彼は細胞についてさらに3つの結論を導き出し、それが彼の細胞説または細胞学説 を形成した。最初の2つは正しかった。
1860年代までに、これらの原則は細胞説の基礎として受け入れられ、植物や動物の基本的な解剖学的構成を説明するために使用された。[ 3 ]
シュワンの理論と観察は、現代組織学の基礎を築きました。[ 3 ]シュワンは、「生物の基本部分には、どんなに異なっていても、普遍的な発生原理が一つあり、それは細胞の形成である」と主張しました。[ 34 ]シュワンはこの主張を、成体動物の組織を調べ、すべての組織が高度に分化した5種類の細胞組織に分類できることを示すことで裏付けました。[ 23 ] [ 6 ]
単細胞の卵子が最終的に完全な生物になるという彼の観察は、発生学の基本原理の1つを確立した。[ 23 ]
シュワンの3つ目の信条、細胞形成に関する推測は、後に否定された。シュワンは、生きた細胞は結晶の形成と同様の方法で形成されると仮説を立てた。生物学者たちは最終的に、1857年に「すべての細胞は別の細胞から生じる」という格言を広めた病理学者ルドルフ・フィルヒョウの見解を受け入れることになる。この格言はもともと1825年にフランソワ＝ヴァンサン・ラスパイユによって提唱されたものだが[ 35 ] 、ラスパイユの著作は、彼の共和主義的な思想もあって不評だった。シュワンとラスパイユが互いの研究を知っていたことを示唆する証拠はない[ 8 ]： 630-631
シュワンは特に神経組織と筋肉組織に興味を持っていた。細胞の性質に基づいて身体組織を分類する取り組みの一環として、彼は神経線維を包む細胞を発見した。これらの細胞は現在、彼の名にちなんでシュワン細胞と呼ばれている。 [ 17 ]末梢神経の脂肪性のミエリン鞘がどのように形成されるかは議論の的であり、電子顕微鏡が発明されるまで答えられなかった。[ 36 ] [ 37 ] 現在では、末梢神経系のすべての軸索はシュワン細胞に包まれていることがわかっている。そのメカニズムは引き続き研究されている。[ 36 ] [ 38 ] [ 39 ]
シュワンはまた、食道上部の筋肉組織が横紋構造であることを発見した。[ 17 ]彼は、食道の筋肉構造によって、口と胃の間で食物を運ぶパイプのような役割を果たすことができると推測した。[ 40 ]
シュワンは歯を検査した際、エナメル質の内面と歯髄の両方に繋がっている「円筒状細胞」に初めて気づいた。彼はまた、象牙細管内の線維も特定し、これは後に「トームス線維」として知られるようになった。彼は、管と線維の構造的および機能的な意義について推測した。[ 17 ] [ 41 ]
シュワンは顕微鏡研究の中で「代謝」という用語を導入し、細胞の化学的作用を説明するためにドイツ語の形容詞形「metabolische」を初めて使用した。1860年代のフランス語のテキストでは「le métabolisme 」が使われ始めた。代謝は、1878年にマイケル・フォスターが著した『生理学教科書』で英語に導入された。[ 42 ]
{{cite book}}ISBN /日付の不一致（ヘルプ）{{cite book}}:|journal=無視されました (ヘルプ)