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L'ichtyologie est la science qui traite des poissons. Le champ temporel de l'ichtyologie recouvre une période qui va de la révolution supérieure du Paléolithique jusqu'à aujourd'hui. La pratique de l'ichtyologie est par ailleurs ancestrale sur les littoraux, bien que son caractère proprement scientifique se soit affirmé en même temps que se développaient les autres disciplines de la zoologie et de la médecine a partir du XVIe siècle.
L'étude des poissons trouve ses origines dans les activités humaines de subsistance (pêche, utilisation des écailles, etc.) Michael Barton, un ichtyologiste américain, explique que « les premiers ichtyologistes ont été les chasseurs-cueilleurs, qui apprirent à se fournir en poissons "utiles", et qui savaient où et quand les trouver en abondance. » Les premières manifestations culturelles comme l'imagerie du poisson témoignent de cette connaissance empirique.
Le développement de la pisciculture au Moyen Âge en Europe, ne développe pas beaucoup cette science science cependant plusieurs publications sont à noter.
Des descriptions scientifiques quoiqu'informelles des poissons se retrouvent dans la tradition judéo-chrétienne. Les règles de l'alimentation cacher interdisent la consommation de poissons dépourvus d'écailles et de nageoires. Les théologiens et les ichtyologistes débattent pour savoir si Saint Pierre et ses contemporains consommaient les poissons provenant de l'actuel lac de Tibériade : cyprinidae des genres Barbus et Migorex, cichlidae du genre Sarotherodon et Mugil cephalus (famille du Rouget).
Les premiers phénomènes bioélectriques connus sont les décharges produites par l'organe électrique de certains poissons. Des bas-relief de l'Égypte antique représentent des poissons-chats, dont on sait qu'ils peuvent générer des impulsions électriques de plus de 350 V (bas-relief de la tombe de Ti à Saqqarah, datant de 2750 av. J.-C. environ par exemple).
Aristote reconnaît l'ichtyologie comme une discipline d'étude scientifique formelle. Entre -335 et -322, il fournit la première classification taxinomique des poissons, dans laquelle il décrit correctement 117 espèces de la mer Méditerranée. De plus, Aristote réalise des observations de l'anatomie et du comportement de différentes espèces de poissons et de mammifères marins. L'erreur d'inclure les mammifères marins dans les poissons perdurera jusqu'au XVIIIe siècle. Certains de ses élèves poursuivent ces recherches ichtyologiques après sa mort. Ainsi, Théophraste rédige un traité sur les poissons amphibiens. Les Romains, quoique moins portés sur les sciences, ont produit beaucoup d'écrits sur les poissons. Pline l'Ancien, un naturaliste romain célèbre, synthétise les travaux grecs en matière d'ichtyologie, introduisant des raffinements tantôt vérifiables (par exemple le poisson-scie), tantôt farfelus (telle la Sirène). La contribution de Pline l'Ancien a été le dernier grand apport à l'ichtyiologie jusqu'à la Renaissance européenne. Pourtant, Élien a rédigé vers 220 une histoire des animaux en 17 volumes dans laquelle sont décrites quelques 130 espèces de poissons.
En méditerranée, 5 espèces au moins de poissons électriques sont connues, comme Torpedo torpedo (torpille) dont il existe des représentations anciennes (mosaïque de Pompéi du Ier siècle. La torpille peut générer des impulsions de 45 V. Bien que leur mécanisme fût inconnu, les décharges générées par ces poissons étaient utilisées d'une manière que l'on pourrait décrire comme de l'"électrothérapie". Scribonius Largus, sous le règne de l'empereur Claude (41-54) décrit ainsi le traitement contre la migraine ou contre la goutte.
Et, sans que l'on puisse le qualifier d'ichtyologue, Ausone, vers 350, dans une ode appelée Moselle, décrit de très nombreux poissons d'eau douce; c'est d'ailleurs lui qui donna à la truite son nom actuel.