一六六○年，僅有十三歲的年幼瑪麗亞．西碧拉．梅里安（Maria Sibylla Merian）做了一項足以改變自然史的觀察，如果它被發表出來的話。當時，在歐洲大學和科學界所接受的亞里斯多德的教導是，昆蟲是從泥土生出來的。這名稚齡女子或許不知道大學怎麼教導有關亞里斯多德和昆蟲，但是她確實知道她親眼見到的。她對蠶蛾有興趣，正好有個機會，在故鄉法蘭克福的一家由家族友人開設的蠶絲農場裏做了觀察。她注意到，何以蠶蛾不是從泥巴而是從極小的幼蟲出現，而且蟲首先化成蛹，然後生出蠶蛾。
絲綢產業在古代已經很繁榮，同時蠶蛾的變態，在六世紀的拜占庭已人所皆知──這個知識卻遭到西方自然學家忽視一千年。當義大利醫師和自然學者弗朗切斯科．雷迪（Francesco Redi，一六二六～一六九七）和馬爾切洛．馬爾皮吉（Marcello Malpighi，一六二八～一六九四）發表他們有關蛾變態的理論時，它被當作里程碑一樣地大肆慶祝。可是，瑪麗亞．西碧拉．梅里安卻早在十年前業已發現蠶蛾的誕生和變態的真相了。
帶有注解的瑪麗亞手繪素描本，兩個世紀後被發現存放於聖彼得堡（後來的列寧格勒）科學院圖書館手稿部門。一九七六年，它第一次以摹本的方式及多種語言出版，並顯示了有關瑪麗亞在年輕時期便已開始的系統性昆蟲研究的新資訊。手稿和技巧高明的水彩畫，在十八世紀時來到俄羅斯，因為彼得大帝想替那棟自己所建造的、位於聖彼得堡的「昆斯特卡麥拉」（博物館）收藏珍品，所以大量蒐集書籍、藝術寶藏以及其他的稀世之物。她的注解正是她早期做系統性研究的證明，不過，因為她第一次出版與昆蟲有關的書，在時間上比雷迪和馬爾皮吉出現的晚，所以經過好幾個世紀，人們仍然不知道她獨立發現昆蟲變態事實上早於這兩位義大利學者數年之久。她的素描本包含數百項植物和昆蟲極小細節的研究，由此可證，在十三歲的稚齡，她已經是位成熟的藝術家和進行系統性研究的昆蟲學家。
寫實的畫風與細膩的觀察
瑪麗亞．西碧拉．梅里安所寫有關歐洲昆蟲的書，即眾所皆知的《毛蟲之書》，它在許多方面都不同於所有以往出版過的與昆蟲相關的著作。該書包括由她製作的五十幅銅雕，每四張組成一大頁。呈現在每張插畫上的昆蟲，都有一段簡短的描述，以及被該昆蟲當作食物的植物。瑪麗亞．西碧拉．梅里安的言語是種刻意描述，但不具學術性的精確。她未曾受過學術訓練，同時也不想表現出那個樣子；與其闡述以往的昆蟲權威們之觀點，她寧願勇敢地表現本身的看法。
《毛蟲之書》展現出的觀點是，將大自然視為有機的、活生生的實體。最重要的，瑪麗亞的興趣在於自然的循環及其帶來的變化。她是第一位以現代的方法，在昆蟲的棲息地研究牠們的昆蟲學者。在一張圖片中，她顯示昆蟲從幼蟲到成蟲的完全變態，還包括提供牠們營養的寄主植物。在某些情況下，她也呈現植物從開花到結果的各種不同階段。理所當然，大自然不會同時顯示開花和結果，也不會同時展現昆蟲變態的每個階段。瑪麗亞的昆蟲和植物的水彩畫，是插畫的模範，不僅可用於自然科學，而且也是傑出的藝術作品。
瑪麗亞的描繪極重細節，甚至毛毛蟲在樹葉上咬出的小洞，連形狀也畫了出來，因為她觀察到不同的毛蟲咬出形狀相異的洞。在自然史上，她把昆蟲視為生態系統的一部分而進行觀察的方法，領先當代數十年，而且許多方式都類似於現代生物學術。譬如，約翰內斯．胡達爾特（一六一七～一六六八）出版一本有關昆蟲的書，叫做《自然的變態》（一六六二～一六六九），在書中呈現古老的亞里斯多德理念，認為昆蟲從泥巴和塵土中生出。雖然他的插圖相當仔細，但通常只描繪毛毛蟲和完全成熟的昆蟲，少有幼蟲，而且從不畫出牠們的食物。
昆蟲出現在中世紀手稿和文藝復興的靜物寫生中，只不過是個裝飾的角色而已。在早期的自然史書籍中，昆蟲的呈現並不包括牠們的自然環境，主要只是用於分類的目的而已。遲至十七世紀，自然史書籍仍展示想像中的生物，譬如獨角獸和美人魚，而且和真實的動物和昆蟲放在一起。相反地，在所有瑪麗亞的著作中，沒有任何一隻想像中的昆蟲或一株植物。她只繪圖和上色她所看到的，而且現代學者說，幾乎每件她描繪的插圖都非常寫實，因此都能夠被辨認。
作為一個系統性的觀察者，瑪麗亞一生中都在改進她的方法。她把在何時、在何地發現每隻成蟲、毛毛蟲或者幼蟲，詳細記載於筆記中。她進行實驗，餵給毛毛蟲不同的植物，觀察牠們會吃哪種，並記筆記。她觀察昆蟲發展、行為、再生產，以及變態。某些昆蟲自幼蟲，經蛹的階段，到成蟲，只需幾天。但有些，例如蝴蝶，可能需要數個月。從瑪麗亞第一版《毛蟲之書》的前言可看出，在此書出版的時候，她也很清楚自己的研究的獨特性：「本書介紹一項全新的研究，有關毛毛蟲奇妙的變形和來自花卉的特殊營養。至於有關來源、食物與季節、地點，以及毛毛蟲、蠕蟲、蝴蝶、蛾、蒼蠅和其他類似小生物等的特殊變形上的描述，乃是用來幫助自然學家、藝術家、業餘園藝者的。本書經刻意研究，簡要描述，實物寫生，然後雕刻在銅板上，並由瑪麗亞．西碧拉．格拉夫──大馬提歐斯．梅里安的女兒──個人出版。」
昆蟲研究的開拓者
十七世紀早期，昆蟲仍舊從屬於許多迷信和無知的觀念，致使人們對牠的興趣輸給不少的魚類、鳥類、哺乳動物。在宗教象徵主義裏，漂亮的蝴蝶經常是復活的靈魂之象徵，而蜜蜂象徵聖母瑪麗亞的活躍與貞潔；另一方面，「醜陋」的昆蟲──蒼蠅群聚在糞堆上，甲蟲在糞肥裏爬，蟑螂在地板上亂竄──對一般人而言，是令人討厭的惡魔產物，而且對自然學家來說太無關緊要，以致於不必研究。
由於牛頓（一六四三～一七二七）提出的重力理論，在一六六○年代，人們對於太陽系的構造和維持它的力量，比最普通的動植物或者牠們與棲息地之間的關係，知道的還多。瑪麗亞的研究是一項開拓性的工作，把微不足道的昆蟲提升至有趣又重要的研究課題，進而了解大自然的豐富性和多樣性，而且這項研究早於亞歷山大．馮．洪保德（一七六九～一八五九）與查爾斯．達爾文（一八○九～一八八九）許多年。
在她的書中，瑪麗亞強調，所有生物，包括昆蟲，都是上帝的創造物，而且在上帝創造的世界裏擁有牠們的位置和目的。這樣的態度繼承自她的家庭和親戚，因為他們是紐倫堡虔信派教徒。雖然瑪麗亞信教，而且從新教虔信派影響下的知性氣氛中產生她的著作，但是在書中幾乎不引用上帝和基督教象徵主義。在《毛蟲之書》的前言，她寫道：「這些奇妙的變形，發生得如此頻繁，令人所能做的，就只是讚嘆主的神奇力量和祂如何照顧這些大小可以忽略不計的生物，以及任意飛翔的東西……這啟發了我在我的小書中，向世界的其他部分描繪上帝所創造的這種奇蹟。可是，千萬不要因為這本書而讚美我、尊敬我；唯有上帝，最小和最微不足道的蠕蟲的創造者，才值得讚美和尊敬。」
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