Эпоха возрождения пробудила огромный интерес к изучению природы. Во всех областях биологических наук начинаются исследования, которые приводят ко все более глубокому познанию природы. Характеризуя эту эпоху, Энгельс писал: «Главная работа в начавшемся теперь первом периоде развития естествознания заключалась в том, чтобы справиться с имевшимся налицо материалом. В большинстве областей приходилось начинать с самых азов».

Биологическая наука начинает подразделяться на отдельные конкретные отрасли знаний. Возникают и развиваются такие дисциплины, как систематика, анатомия, морфология, физиология животных и растений, позднее разрабатываются основы сравнительной анатомии. XVII и XVIII столетия отмечены изобретением микроскопа и развитием техники микроскопических исследований, что позволило открыть мир микробов и невидимое невооруженным глазом строение организмов.

Накапливающийся фактический материал результатов исследования природы означал вместе с тем мысленное расчленение ее на отдельные части, разделение вещей и явлений на определенные группы с целью обособления их друг от друга для более детального исследования. Это способствовало дифференциации естественных, в том числе и биологических наук.

Из-за мысленного расчленения природы на отдельные области у естествоиспытателей и философов создается ложное представление, будто природа представляет собой совокупность обособленных, не связанных между собой неизменных предметов и явлений. Поэтому и анализ — мысленное расчленение предметов и явлений — рассматривался как конечная цель исследования природы, как единственный исчерпывающий метод ее познания.

Этот период в развитии естествознания Ф. Энгельс определяет как метафизический. С точки зрения метафизиков, природа, с тех пор как она возникла, остается неизменной. Планеты, однажды приведенные в движение таинственным «первым толчком», продолжают кружить по предначертанным им орбитам. Звезды всегда покоятся на своих местах. Земля и все живые существа на ней остаются неизменными с начала своего сотворения.

Метафизические взгляды на природу усиленно поддерживаются господствующими классами и духовенством, так как они полностью оправдывают и утверждают целесообразность буржуазного строя, его вечность и незыблемость.

«Высшая обобщающая мысль, до которой поднялось естествознание рассматриваемого периода, — пишет Ф. Энгельс, — это — мысль о целесообразности установленных в природе порядков, плоская вольфовская телеология, согласно которой кошки были созданы для того, чтобы пожирать мышей, мыши, чтобы быть пожираемыми кошками, а вся природа, чтобы доказывать мудрость творца».

Одним из крайних проявлений метафизического взгляда на природу является теория преформации. С точки зрения преформистов, развитие организма сводится к питанию и росту, а не является процессом, в результате которого из первоначальной оплодотворенной женской половой клетки развивается постепенно сложный организм растений, животных и человека. В XVIII веке голландец Антон Левенгук (1632–1723 гг.) с помощью сконструированного им микроскопа обнаружил мужские половые клетки у животных — сперматозоиды. Начались долгие бесплодные поиски женской половой клетки (яйцеклетки). И только в 30-х годах XIX века эстонский ученый К. М. Бэр открыл яйцеклетку у животных и человека.

Незнание процессов оплодотворения и этапов развития зародыша животных и человека способствовало процветанию антинаучных представлений об индивидуальном развитии организма. А. Левенгук и его последователи утверждали, что они якобы видели в каждом человеческом сперматозоиде подобие маленького человечка, имеющего голову, туловище, руки и ноги. Так возникла теория преформации, согласно которой будущий организм со всеми своими органами преформирован, то есть предсуществует в готовом виде в половой клетке, подобно тому, как бутон заключает в себе части будущего цветка. Зародыш будто вполне сформирован, но мал и прозрачен, у него есть все внутренние органы, неразличимые в микроскоп. Индивидуальное развитие организма преформистами сводилось к развертыванию и постепенному росту частей и органов.

Преформисты разделялись на два лагеря. Одни из них называли себя анималькулистами, утверждая, что зародыш вложен в сперматозоиде, как это полагали Левенгук, Гамм и другие. Их противники — овисты — считали, что зародыш заключен в яйце. Представителем этого направления был широко известный немецкий физиолог и анатом XVIII века Галлер. Он «вычислил», что в яичниках Евы было заложено 200 миллионов зародышей. Зародыши были вложены друг в друга, как в кукле-матрешке.

Метафизическое, антинаучное и даже в значительной степени наивное представление преформистов было опровергнуто многими эмбриологами (К. Вольфом, К. М. Бэром, А. О. Ковалевским, И. И. Мечниковым и другими), которые шаг за шагом исследовали и описали этапы развития зародышей животных. Они вскрыли закономерности последовательного появления органов и характер дифференциации структур на различных этапах зародышевого развития животных, создав, таким образом, научную эволюционную эмбриологию.

Еще в древности люди обратили внимание на то, что живые существа приспособлены к условиям их жизни. По мере изучения организмов и их жизненных отправлений накапливалось число фактов, говорящих о целесообразном устройстве животных и растений. Эту кажущуюся целесообразность продолжали рассматривать как нечто изначальное, созданное премудрым «божественным архитектором». По мере развития техники господа бога стали оснащать различными инструментами и приборами, с помощью которых он будто бы творил мир живых существ. Так, живший в XV столетии крупнейший энциклопедист, учитель величайшего поэта и философа Данте, Брунетто Латини представлял себе бога с циркулем в руках.

Так представлял себе бога и сотворение мира ученый XV века Брунетто Латини.

Сторонники сотворения мира по заранее намеченному плану называются телеологами-креационистами. Убежденным представителем данного направления был широко известный французский ученый-натуралист Жорж Кювье (1764–1832 гг.). Он пытался любой ценой примирить достижения науки с религией и всемерно отстаивал мысль о том, что живые организмы, какими были созданы богом, такими остаются, не подвергаясь изменениям. Будучи прекрасным анатомом, он создал новую науку — сравнительную анатомию. С помощью метода сравнительных исследований Кювье открыл закон корреляции частей организма (соотношение органов).

Согласно этому принципу каждый организм представляет целостную систему, в которой все части, все органы взаимно согласованы, пригнаны друг к другу, связаны своими функциями, зависят друг от друга. Однако Кювье трактует открытый им материалистический принцип корреляции и связи организма со средой с телеологических позиций. Каждое существо, по его мнению, создано «творцом» в полном соответствии с условиями, в которых оно живет, с таким расчетом, чтобы оно имело все необходимое для поддержания своего существования. Постоянное сосуществование взаимозависимых признаков в организме и соответствие организма среде является, по Кювье, выражением творческого плана бога.

Применив сравнительно-морфологический метод и принцип корреляции органов в систематике, Жорж Кювье обосновал понятие о типах животного мира. Это открытие французского естествоиспытателя и поныне имеет огромное прогрессивное значение.

Тип — самая крупная таксономическая категория современной ботанической и зоологической систематики. В пределах каждого типа объединены все группы организмов, представители которых имеют общий план строения, то есть одинаковое расположение и соподчинение органов. В основу типовых признаков Кювье положил особенности строения нервной системы и по ним разделил известных ему животных на четыре ветви, или типа: позвоночные, мягкотелые (моллюски), членистые и лучистые.

Кювье был одним из крупнейших исследователей ископаемых форм животных и создателем науки палеонтологии. Он расшифровывал на основе принципа корреляции палеонтологические находки и по немногим частям скелета воссоздавал облик вымерших животных. Он как бы воскрешал существа давно минувших геологических эпох. «Послушные голосу сравнительной анатомии, отдельные кости, осколки костей, поспешили занять указанное природой место», — писал Кювье.

Изучив большое количество ископаемых, найденных в отложениях различного геологического возраста, Кювье обнаружил закономерную последовательность распространения вымерших форм во времени. Он установил несколько периодов в жизни Земли. Вначале на Земле не было живых существ, затем появились более просто устроенные — зоофиты, моллюски, ракообразные и рыбы. Затем на суше появились растения и животные. В позднейшие эпохи животный и растительный миры достигли необычайного расцвета и многообразия. Потом сушу заселили такие крупные млекопитающие, как мамонты, мастодонты, носороги, бегемоты и олени. Наконец наступил современный мир, появился человек.

Палеонтологические открытия Кювье позволили установить непреложный факт эволюции живых существ, которая означает смену органических форм во времени, сходство вымерших животных с современными видами и повышение организации животных по мере хода геологического времени существования Земли. Казалось бы, такие открытия неизбежно должны были привести Кювье к признанию эволюции. Однако он, пытаясь примирить открытые им факты с телеологией, придумывает для их объяснения «теорию катастроф». По этой теории поверхность земного шара подвергалась время от времени в разных местах переворотам и катастрофам. В результате катастроф, вызванных внутренними силами Земли, море то заливало, то осушало континенты. Катастрофы были внезапными и приводили к гибели бесчисленных живых существ. Все периоды, на которые Кювье разделил историю органической жизни на Земле, заканчивались крупными катастрофами. Опустошенная область суши или моря после каждой катастрофы заселялась новыми видами, пришельцами из других мест или дополнительно созданных богом-творцом.

Последователи Кювье — швейцарский натуралист Л. Агассиц (1807–1873 гг.) и французский геолог А. д’Орбинье (1802–1857 гг.), развивая идею Кювье, утверждали, что Земля испытала двадцать семь катастроф и столько же новых творений растительности и животных, которые следовали за каждой геологической катастрофой.

Ф. Энгельс отмечал, что теория Кювье о претерпеваемых Землей катастрофах была революционна на словах и весьма реакционна на деле, поскольку «на место одного акта божественного творения она ставила целый ряд повторных актов творения и делала из чуда существенный рычаг природы».

Хотя Кювье являлся убежденным креационистом и телеологом, его научные труды, как и труды Линнея, содействовали опровержению метафизики и зарождению эволюционной идеи.

Один из современников и соотечественников Кювье Жан Батист де Ламарк (1744–1829 гг.), используя палеонтологические данные, добытые Кювье, построил первую теорию эволюции, согласно которой в отдаленные геологические эпохи путем самозарождения из неживой материи появились простейшие организмы. На протяжении целых геологических эпох изменялись условия, а вместе с тем изменялись и совершенствовались живые организмы.

Ламарк выступал против теории катастроф. Он писал: «Натуралисты, не обратив внимания на изменения, которым подвержено с течением времени большинство животных, не желая дать объяснения фактам, касающимся известных ископаемых, предположили, что на земном шаре произошла какая-то всемирная катастрофа. К сожалению, это удобный способ выйти из затруднения при объяснении действий природы, причин которых не удалось уловить, имеет свое основание только в создавшем его воображении и не опирается ни на одно доказательство».

Ламарк выступил против метафизического представления о постоянстве природы и неизменяемости видов животных и растений. Он писал: «Пространственные и временные величины всегда относительны, и стоит человеку глубже проникнуться этой истиной — он будет более осмотрителен в своих суждениях о постоянстве вещей в природе.

…Нам приходится видеть уже готовый результат, а не самое действие, и поэтому мы склонны скорее верить в неизменяемость вещей, чем допустить их постепенное образование.

Среди изменений, которым подвергается природа, человек без труда замечает те, что совершаются в течение человеческой жизни, но не в его силах уловить перемены, происходящие в очень длительный период времени».

Чтобы различить и реально представить длительность исторического процесса эволюции живых существ, Ламарк прибегнул к оригинальному примеру: допустив, что человеческая жизнь длится не долее одной секунды, он с очевидностью доказал, что в этом случае ни один индивидуум нашего вида не смог бы заметить сдвиг часовой стрелки на циферблате; даже тридцать поколений не сказали бы ничего положительного насчет перемещения стрелки, так как за этот период пройденное ею расстояние было бы неуловимо глазом. Этим примером Ламарк убедительно и наглядно показал, как неизмеримо медленно совершаются эволюционные изменения в природе по сравнению с кратковременной человеческой жизнью.

Ламарк выступал также против телеологических взглядов. Он писал: «Приписывать природе какую-нибудь цель, намерение в ее действиях — есть несомненное заблуждение, хотя и одно из самых распространенных между натуралистами».

Труды Ламарка не встретили одобрения современников, так как его идеи имели революционный характер и резко противоречили господствовавшему тогда метафизическому воззрению. Ламарка третировали, объявляли его беспочвенным фантазером. Его учение вызвало озлобление реакционеров. Против Ламарка выступил Ж. Кювье, занимавший высокое общественное положение (Кювье был министром правительства Наполеона Бонапарта, членом государственного совета, королевским комиссаром после восстановления Бурбонов и занимал должности, связанные с религиозными делами).