动物生理学dòng wù shēng lǐ xué研究动物体的各类细胞、组织、器官和器官系统的功能,以及在不同环境下整体性反应的规律的科学。1903年关庚麟《日本学校图论》:“农学科科目第一年为地质学、土壤学、气象学、植物生理学、植物病理学、动物生理学、昆虫学、肥料、农艺物理学。” 动物生理学animal physiology研究动物生命活动规律及其与周围环境相互作用的学科。其任务是阐明细胞、组织、器官及整个机体水平上生命活动的规律性;研究机体与周围环境相互作用的机理;动物在进化和个体发育阶段的机能。 在农业范畴内,动物生理学研究对象主要包括畜、禽和鱼类。除了分别阐明其共性的生理学外,还研究与其生产性能紧密联系的生理学特性。例如,畜禽经长期驯养选育,生产性能显著提高,乳牛一个泌乳期一般可产乳6 000~7 000kg,蛋用鸡年产蛋300枚以上,均超过其祖先或原始品种数十倍。因此,机体生理上必然发生变化,出现若干特殊规律性。 历史发展 古代关于生理学的知识主要由医生和博物学家经验观察所获得。在2 000多年前,中国的医书《皇帝内经》,就有了经络、脏腑、七情六淫、卫气营血等生理概念的描述。古希腊和罗马的医书中也有关于生理学理论的记载。1628年英国医生哈维 (W.Harvey,1578~1657) 应用外科手术进行急性实验证实血液循环,被公认为生理学的肇始。 19世纪,生理学应用化学、物理和解剖学方法逐步发展成一门独立学科。伯纳特(C.Bernard,1813~1878) 在法国用实验的方法研究许多生理学的重要观念。他认识到细胞是生命的机能单位,发展了血液和体液作为机体内环境的概念,这一概念在生理学和医学中占有重要的地位,对以后欧美生理学具有深刻的影响。 德国人缪勒 (J.Muller,1801~1858)与伯纳特同样认为必须通过综合观察与实验以获得科学知识。他从解剖学和动物学研究生理学,对19世纪德国动物生理学的发展给予了决定性的影响。 卢特维希 (C. Ludwig,1816~1895) 在德国将现代物理学理论和方法应用于生理学中,发明了记纹鼓以记录肌肉运动、血压变化和其他生理现象,他还在循环和泌尿生理领域作出杰出贡献。至于应用化学方法研究生理学问题,首推法国的拉瓦锡(A. Laurent,1743~1794),以后为德国的莱比克 (J. V. Liebig)所扩大,在医学生理学和农业中创建新的领域,为德国学派致力于生理化学的研究奠定了基础。英国的福斯脱 (S. M. Foster,1836~1907) 在研究工作方面虽不如上述数位生理学家,不过他的教学、著作及组织学会等活动,对发展英国动物生理学影响深远,甚至波及欧美大陆。俄国的谢切诺夫(И. М.Сеченов,1829~1905) 发现中枢神经的抑制现象,他的《大脑反射》著作标志着神经反射概念从假设经受了实验检验。其后巴甫洛夫 (И. П. Павлов,1849~1936) 创立条件反射方法,经系统研究完成了高级神经活动学说。以上所举的一些生理学家,应该说是现代生理学的主要奠基者。20世纪以来,随着物理、化学及其他生物科学的迅速发展,生理学与许多学科互相渗透,对生命规律的认识也不断深入。同时,由于社会生产水平的不断提高,对动物生理学的要求也越来越高,促进其继续发展。例如,电子技术的迅猛发展,有可能较深入地运用电生理学研究机体的生命活动; 原子能的和平利用,其中如同位素示踪、放射免疫等技术在研究代谢、内分泌、神经生理等领域的应用,揭开不少机体的生理奥秘,尤其是发现神经激素、脑肠肽等,使神经与内分泌关系的协调统一,建立在具体的物质基础上。自20世纪50年代世界进入太空时代后,宇航空间生理学也应运而生。动物生理学对生物工程学科的创建作出重大贡献,诸如卵胚移植、体外受精等都是以动物生理为其基础。遗传工程在畜牧、医学、水产等领域的应用,也需要动物生理学知识和技术。 与其他学科的关系 动物生理学作为生理学的一个分支,与形态学如解剖学、组织学、细胞学有着不可分割的联系。生理学广泛利用物理学、化学、控制论和数学的原理和方法,对机体内化学的和物理的过程的进行研究,与生物化学、生物物理学和仿生学密切联系。与胚胎学结合研究进化规律; 与环境科学及生态学一起研究保护生态环境。高级神经活动生理学与行为学、心理学、心理生理学和教育学有关。动物生理学对畜禽育种、饲养管理有重要意义。对兽医学和医学更有密切的关系,它是医学的基础学科,并为诊断、治疗和预防各种疾病提供基础,同时临床医学为动物生理学提供新的研究领域。 研究方法 动物生理学的进展,直接依赖于研究方法的改进。研究活体机能不但应用生理学方法,还需应用物理、化学、数学、控制论等方法。因此,生理过程可以在不同水平——整体、器官、细胞及分子水平予以研究。研究活体生理过程的主要方法是观察和在动物上进行不同类型的实验: ❶急性实验。离体器官和组织在人工保持生理状态下,如灌流、温育等;在活体麻醉状态下切除某一器官,或人工给予刺激以及引出生物电位等。由于急性实验较易获取材料,实验时间比较短暂,适用于各器官及系统生理的分析性研究,但不可能完全反映机体的正常生理状态。 ❷慢性实验。适于重复研究某一生理现象。一般应用生理外科手术,切除或移植某一器官或组织; 埋植电极于器官、组织甚至细胞内,可证明其生理机能,对神经及内分泌研究特别有用;装置永久性消化道瘘管,有助于阐明正常生理状态下的消化机能。近年广泛应用永久性血管瘘管技术,对了解中间代谢和内分泌状况,获益不浅。 ❸综合性研究。由于生理现象的复杂性,阐明其生理规律及机理,不仅要靠急性和慢性的生理实验方法,还需广泛应用现代科学技术,如现代生物化学技术、电子仪器、电子显微镜、放射免疫、电子计算机以及生物工程等技术,对机体的生理过程进行综合性研究。 分类 动物生理学是最重要的生物科学分支,包括许多独立而紧密联系的门类,主要有: ❶普通生理学。研究各种动物共同的生理学原理。例如,机体对刺激的反应,兴奋和抑制过程,机体内的生物电现象等。 ❷比较生理学和进化生理学。比较生理学研究各种无脊椎动物和脊椎动物生理过程的进化发展,因而又是进化生理学的基础。进化生理学研究生命过程的起源和进化,与有机界的一般进化有密切联系。 ❸发育生理学。研究个体发育过程中,生理机能的形成和发展,与胚胎生理学有渊源关系。 ❹生态生理学: 研究动物生理系统机能与所居环境的关系,即研究动物对各种环境因素适应的生理学基础。 ❺应用生理学:研究各种生活中调控机体生理的一般和特殊原理。例如,运动生理、航空生理、宇航空间生理、潜水生理等。 ❻器官生理学: 研究某种器官如心脏、肾和特殊组织(如神经、肌肉)以及由这些器官组织构成的机能系统的生理。 ❼经济动物生理学: 研究与农业生产紧密联系的特殊动物如家畜、家禽、鱼类、昆虫、蚕等的生理。这些经济动物除具有一般动物共有的生理机能外,还存在种别或品种的生理特点。家畜生理学作为动物生理学在农业领域中的代表性学科,与上述各分支学科有着不可分割的联系,重点研究消化、代谢、生殖、内分泌、泌乳、生长等与畜牧生产直接有关的生理,并为合理饲养管理、繁殖育种和疾病防治提供生理学依据。 ❽正常生理学与病理生理学: 正常生理学主要研究健康机体的机能; 机体与环境的相互作用以及防御和适应各种因子的机理。病理生理学则是研究患病机体的生理机能异常,患病中的代偿和适应过程。临床生理学是病理生理学的一个主要分支,研究动物患病时一些生理机能如血液循环、消化、代谢和脑活动的变化。展望 生理学经过一个多世纪的发展,已衍生出 许多学科,最主要的有: 生物化学、生物物理学、普通生理学和分子生物学,不过在与医学紧密联系的机能科学中,生理学仍保持着重要的地位。 在不少研究领域中,尤其在哺乳动物生理学方面,强调机能研究。从经典的器官和器官系统生理学观点,而转向综合性机能生理探索。例如,营养、转运、代谢和信息已开始取代早期的器官系统的结构性研究。与畜牧科学相结合,家畜生理学越出器官系统生理学范畴而发展,与其他学科相互渗透,发展成营养生理学、繁殖生理学、泌乳生理学等分支学科。比较生理学仍将继续发展,并将为海洋科学、水产等服务。 动物生理学animal physiology研究动物生命活动规律的学科。生理学的一个分支。阐明动物体各种细胞、组织、器官以及器官系统的功能;机体各器官系统之间相互作用的机理;机体与外界环境相互作用的机理;动物生长、发育和衰老的规律。有许多分支学科,如研究动物的基本生理活动并对各类动物进行比较的普通生理学和比较生理学;按动物的类别可分为昆虫生理学、鱼类生理学、禽类生理学、家畜生理学和人体生理学等;按动物的器官、系统、细胞及分子水平予以研究,分为:循环生理学、呼吸生理学、消化生理学、神经生理学、生殖生理学、内分泌生理学、细胞生理学和分子生理学等。在畜牧生产实践中,对繁殖、育种、饲养管理有重要指导作用,和医学关系也很密切,是临床诊断、治疗和预防疾病的重要理论基础之一。 动物生理学生物学分支学科。研究动物体各类细胞、组织、器官和器官系统的机能及其活动规律,各种机能在动物体内的相互协调、配合,并对不同环境产生整体性反应的规律。按动物种类,分为哺乳动物(包括人类)、鸟类、鱼类、昆虫生理学等;按高等动物身体的器官系统分为循环、呼吸、消化、排泄、内分泌、神经、生殖生理学等。是医学实践和畜牧业实践的重要理论基础之一。
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