3 Biologia rozwojowa
Prawdopodobnie największym wyzwaniem dla mechanisty i kontekstem, w którym witalizm najsilniej zachował swój wpływ, był rozwój. Zaczynając od niezróżnicowanego i pojedynczego jaja, rozwój prowadzi do powstania organizmu o regularnej i zróżnicowanej strukturze. Problemem jest wyjaśnienie, jak to regularne zróżnicowanie jest możliwe. Kartezjusz bronił epigenetycznego poglądu na rozwój embrionalny; nie potrafił jednak wyjaśnić, jak złożony żywy organizm może powstać z materii i ruchu. Skłoniło to Nicolasa Malebranche’a (1638-1715) do rozwinięcia teorii preformacji przez emboitement, zgodnie z którą komórki zarodkowe zawierają, w pełni uformowany, organizm. W XVII wieku preformacja stanowiła sposób na pogodzenie się z poglądem, że prawa mechanistyczne są niewystarczające jako wyjaśnienie budowy organizmów żywych z materii nieuporządkowanej. Preegzystencja organizmu pozwalała również uniknąć ateistycznych i materialistycznych implikacji mechanistycznej epigenezy, dopuszczając, że wszystkie organizmy zostały wstępnie uformowane przez stwórcę. Preformacja została szeroko przyjęta na początku XVIII wieku. Pierre-Louis Maupertuis (1698-1759), Comte de Buffon (1713-81) i Needham podjęli się obrony epigenezy w połowie wieku, kwestionując preformacjonizm. Wszyscy trzej rozszerzyli zakres dostępnych mechanizmów o siły przyciągania. Stojąc przed problemem wyjaśnienia wyłaniania się organizacji, Maupertuis przypisał inteligencję i pamięć najmniejszym żywym cząstkom. Na podstawie eksperymentów przeprowadzonych z Needhamem, Buffon zaproponował, że rozwój organizmów zależał od „sił penetrujących”, analogicznych do grawitacji i przyciągania magnetycznego. Needham doszedł do wniosku, że istnieje „siła wegetatywna”, która jest źródłem wszystkich czynności życiowych. Są to propozycje witalistyczne, które mają sens tylko w ramach programu mechanistycznego.
Podobne problemy utrzymywały się przez cały XVIII i XIX wiek. Chociaż Berzelius był mechanistą w obliczu fizjologii, produkcja formy organicznej wydawała się wymykać chemicznemu wyjaśnieniu. Sugerował więc istnienie siły witalnej, różniącej się od elementów nieorganicznych i regulującej rozwój. Charles Bonnet (1720-93), z drugiej strony, był entuzjastycznym orędownikiem preformacjonizmu. Odkrył partenogenezę u mszycy, dochodząc do wniosku, że żeńska komórka rozrodcza zawiera całkowicie preformowane osobniki, choć dopuszczał, że nie muszą one mieć dokładnie takiej formy, w jakiej występują w dorosłym organizmie. Poza tym nie widział żadnego wytłumaczenia, podkreślając, że obecny stan wiedzy fizycznej nie pozwala na żadne mechaniczne wyjaśnienie powstawania zwierząt. Bonnet nie przyjmował żadnych sił witalnych, a zatem potrzebował jakiejś pierwotnej organizacji.
Pod koniec XIX wieku powróciły analogiczne kontrowersje, choć przekształcone i poddane eksperymentalnym badaniom. Badając rozwój, Wilhelm Roux (1831-1924) zapoczątkował eksperymentalną wersję Entwicklungsmechanik na rzecz wewnętrznych determinantów rozwoju. Przyjął on „mozaikową” teorię rozwoju, zgodnie z którą determinanty dziedziczne są rozmieszczone w zapłodnionym jaju w sposób jakościowo nierównomierny. Gdy komórka się dzieli, komórki córki są genetycznie zróżnicowane i te różnice tłumaczą zróżnicowanie organizmów. W 1888 roku Roux opisał eksperymenty mające na celu sprawdzenie idei samoodróżniania się embrionów. Przy pierwszym rozszczepieniu w rozwoju żaby, zniszczył jeden blastomer gorącą igłą. W około 20 procentach przypadków pozostały blastomer rozwijał się nadal i przekształcił się w połowę zarodka. Doszedł do wniosku, że blastomery rozwijają się niezależnie, w zależności przede wszystkim od ich wewnętrznej budowy. Potwierdzało to pogląd, że rozwój jest kontrolowany przez materiał, który jest sukcesywnie dzielony pomiędzy komórki organizmu. Materiał ten, jego zdaniem, determinował wzrost organizmu w formie w pełni mechanicznej. W 1891 roku Driesch przeprowadził eksperyment, który początkowo wydawał się bardzo podobny, ale z dramatycznie odmiennymi wynikami. Używając jeżowców, oddzielił blastomery na etapie dwukomórkowym. Każdy blastomer rozwinął się w mniejszą, ale kompletną blastulę. Uznał ten wynik za niezgodny z mechanistycznym opisem Roux, a w szczególności za niezgodny z ideą, że podział komórki wiąże się z podziałem „zarodka” kontrolującego rozwój. Ponieważ blastomery mają zdolność do rozwijania się w kompletne organizmy, nie może być rodzaju wewnętrznego różnicowania i kontroli, którą Roux zaobserwował. Driesch początkowo szukał zewnętrznych czynników epigenetycznych dla wyjaśnienia rozwoju. Z czasem zaczął postrzegać rozwój jako odpowiedź żywego organizmu, a nie mechanicznie zdeterminowany proces. Nie zaprzeczał, że procesy fizyczne i chemiczne przejawiają się w rozwoju, ale utrzymywał, że czas rozwoju wymaga jakiegoś specjalnego wyjaśnienia. Prawa fizyczne ograniczają więc możliwości, ale pozostawiają rzeczywisty wynik niezdeterminowanym. Powiązania nie były natychmiastowe, ale Driesch został ostatecznie doprowadzony do teleologicznego i witalistycznego poglądu na rozwój, który jego zdaniem mógł wyjaśnić wzorce rozwojowe.
