William Harvey demonstriert, dass ein festes Volumen an Blut im menschlichen Körper zirkuliert.
1660ER
Nicolas Stenos Demonstration der muskulären Natur des Herzens bestätigt die Theorie, dass es Blut durch den Körper pumpt.
1661
Marcello Malpighi beobachtet im Mikroskop ein verzweigtes Netzwerk winziger Blutgefäße, die Kapillaren.
1727
Stephen Hales beschreibt den linearen Wasser- und Nahrungsstrom in Pflanzen – von den Wurzen bis in die Blätter und die Luft.
1849
Arnold Bertholds Entdeckung, dass ein Stoff aus den Hoden verantwortlich für Männlichkeit ist, führt zu dem Befund, dass Hormone aus anderen Drüsen ebenfalls bestimmte Reaktionen auslösen.
1850ER
Laut Claude Bernard regulieren Organismen ihre inneren Zustände, um Änderungen der Außenbedingungen auszugleichen.
1871
Auf der Suche, wie Blut Nährstoffe transportiert, identifiziert Felix Hoppe-Seyler Hämoglobin als verantwortlich für den Sauerstofftransport.
1910
Edward Sharpey-Schafer erklärt, dass verschiedene Hormone dabei helfen, spezifische Körperfunktionen zu regulieren.
1917
Arthur Cushney entdeckt die Rolle der Nieren bei der Ausscheidung von Abfallprodukten des Stoffwechsels.
1920ER
Frits Went identifiziert einen Wachstumsregulator in Pflanzen, der analog den Hormonen in Tieren funktioniert.
1930
Ernst Münch erklärt, wie Nahrung in Pflanzen verteilt wird, wie sie also vom Ort der Fotosynthese zu anderen Teilen gelangt.
Während der wissenschaftlichen Revolution des 17. und 18. Jahrhunderts kam es zu signifikanten Fortschritten beim Verständnis, wie Organismen die Nährstoffe verwerten, die lebensnotwendig sind (S. 46–73). Um dieselbe Zeit erforschten Wissenschaftler, wie diese Nährstoffe zu den Körperteilen transportiert werden, in denen sie gebraucht werden.
Das vielleicht auffälligste Transportsystem ist das Blutgefäßsystem der Tiere. Man nahm lang an, es sei ein Einwegsystem, bei dem die Organe Blut produzieren und dann aufbrauchen. Aber diese Vorstellung wurde von William Harvey infrage gestellt. 1628 demonstrierte er, dass in Wahrheit ein festes Blutvolumen in einem Kreislaufsystem durch den Körper fließt.
Marcello Malpighi entdeckte 1661 mikroskopisch kleine Blutgefäße (Kapillaren). Die Idee kam auf, dass durch deren dünne Wände hindurch wichtige Substanzen zu Nachbarzellen vordringen und von ihnen aufgenommen werden können. In derselben Dekade demonstrierte Nicolas Steno, dass das Herz aus Muskeln besteht und dass es das Blut durch den Körper pumpt.
Durch diese Studien festigte sich das Bild, dass der Zweck des Blutkreislaufs der Transport essenzieller Nährstoffe zu allen Körperteilen ist. Die Frage, die sich dann unausweichlich stellte, war, wie genau die Nährstoffe im Blut transportiert werden. Einer der Durchbrüche war die Entdeckung, dass Hämoglobin, das in den roten Blutkörperchen vorkommt, eine wichtige Rolle dabei spielt, Sauerstoff aus den Lungen zum Ort seines Bedarfs zu tragen. Felix Hoppe-Seylers Studien über die Zusammensetzung des Hämoglobins in den 1860er- und frühen 1870er-Jahren enthüllten, dass es Eisen enthält, welches Sauerstoff durch einen Oxidationsprozess absorbiert.
Verwandt mit der Forschung über den Transport der Nährstoffe war die Frage, wie die Abfallprodukte des Stoffwechsels aus dem Körper entfernt werden. Doch erst 1917 konnte Arthur Cushney die Rolle der Nieren genau definieren: Sie filtern das Blut, um den Müll zu beseitigen, der dann in Form von Urin ausgeschieden werden kann.
Nährstoffe sind jedoch nicht die einzigen Substanzen, die durch den Körper transportiert werden, stellte sich heraus. Andere Substanzen werden von bestimmten Organen ausgeschieden, um chemische Reaktionen auszulösen. Eine der ersten, die entdeckt wurden, war 1849 das Testosteron – produziert in den Hoden. Arnold Berthold fand, dass es verantwortlich ist für männlichen Körperbau und männliches Verhalten. Solche Substanzen, Hormone genannt, werden von Drüsen produziert. Jedes Hormon hat eine andere chemische Zusammensetzung, die eine spezifische Reaktion im Körper auslöst.
Während der 1850er-Jahre kam eine Theorie auf, die zunächst nichts zu tun zu haben schien mit Bertholds Forschungen. Claude Bernard beobachtete, dass es dem Körper gelingt, trotz wechselhafter Außenbedingungen zumeist eine stabile innere Umwelt aufrechtzuerhalten, etwa bezüglich der Temperatur. Der Prozess wird Homöostase genannt. Das legt nahe, dass es einen Mechanismus der Selbstregulation gibt. Aber erst rund 50 Jahre später, 1910, erklärte Edward Sharpey-Schafer, dass diese Regulation von Hormonen kontrolliert wird. Sie steuern die Reaktionen der Organe, die nötig sind, um die Stabilität zu erhalten.
Ähnliche Untersuchungen an den Transportsystemen von Pflanzen begannen im 18. Jahrhundert und zeigten einen fundamentalen Unterschied zu denen der Tiere. Während das Blut in Tieren im Kreis fließt, fand Stephen Hales, dass der analoge Strom in Pflanzen linear ist: Wasser fließt durch die Pflanzen von den Wurzeln zu den Blättern, wo es verdunstet. Aber ebenso wie bei Tieren trägt der Strom außer Nährstoffen auch andere Substanzen. Dazu gehört ein Stoff, den Frits Went in den 1920er-Jahren entdeckte und der eine ähnliche Funktion wie Hormone bei Tieren hat: Er löst chemische Reaktionen aus, die das Pflanzenwachstum regulieren.
Der Wasser- und Nährstoffstrom ist ein Einwegsystem. Wie aber findet Nahrung, die durch Fotosynthese produziert wird, ihren Weg von den Blättern in andere Pflanzenteile, die selbst nicht zur Fotosynthese fähig sind, etwa in die Wurzeln? Ernst Münch löste dieses Rätsel auf: Er zeigte, dass Zucker und andere Fotosyntheseprodukte im Pflanzensaft transportiert werden. Er fließt durch ein System von Phloemgefäßen zu den Stellen, wo die Nahrung gebraucht wird.