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动物学历史悠久，与人类生产活动关系密切。在以渔猫为主要生产方式的原始社会，人类就逐步认识了一些与人类关系密切的动物的生活习性及身体结构，继而尝试饲养驯化有益的动物，防治有害的动物，积累了一些动物知识。
在4700年以前中国殷商的甲骨文中，就已经出现了许多兽、鸟、鱼、虫等字，后来的象形文字也把“虫”、“鱼”、“犭”作偏旁，可知那时已有一定的分类观念。3000多年前的著作《夏小正》中即记载了“五月浮游出现，十二月蚂蚁进窝”等生态现象。春秋时代的《诗经》中述及动物达100余种。2500年前的《尚书·禹贡篇》中记载了当时9个大区域的经济动物种类，是中国动物地理学的萌芽。
距今2000多年前的《周礼》中把动物分为毛、羽、介、鳞、赢5类，大致相当于现代动物分类中的兽类、鸟类、甲壳类、鱼类和软体动物。汉代《尔雅》中有释虫、释鱼、释鸟、释兽、释畜5类，每篇都写了近百种动物。隋唐时期的《扁鹊难经》提到人体血液循环现象比英国学者哈维约早1000年。
北魏的《齐民要术》总结了许多渔、桑、农、牧的经验。唐代陈藏器的《本草拾遗》中以侧线鳞数作为鱼类分类的重要性状，至今沿用。公元265～420年的晋代，中国已率先编纂了动物图谱，稽含的《南方草木状》绘制了人们利用蚂蚁扑灭柑橘害虫的情景，是世界生物防治的最早范例。明代李时珍《本草纲目》描述了400多种动物，许多还附有外形图，堪称动物学史上伟大的典籍。
西方于公元前384～322年，古希腊的亚里士多德曾系统地描述了几百种动物，被誉为动物学之父。老普林尼编写的37卷的《博物志》中，第7～11卷为动物学内容。
16世纪后，动物学呈现出勃勃生机，学术著作纷纷问世，其中分类学和解剖学的进展尤为迅速。17世纪显微镜的问世，更推动了微观领域中组织学、胚胎学及原生动物学的繁荣。
18世纪瑞典生物学家林奈创立了动物分类系统及双名法，将动、植物分为纲、目、属、种和变种5个阶元，奠定了现代分类学的基础。18世纪末至 19世纪初，法国生物学家拉马克提出了物种进化的思想，认为动物在生活环境的影响下，可以变化、发展和完善。同时期的居维叶也在比较解剖学及古生物学方面作出了贡献。19世纪中叶德国生物学家施万阐明了动物体的基本结构单位是细胞。
1859年，英国科学家达尔文确立了生物进化的学说，用“生存竞争”“自然选择”的原始和生动具体的实例，剖析自然界动物的多样性、同一性、变异性等，推动了动物学的前进。20世纪进化学说的新成就又进一步证明，突变产生了新的遗传基础在进化中有重要的意义，自然选择和生殖隔离使同一物种的不同种群向不同方向发展。
20世纪以来，由于学科的相互渗透和研究手段的不断改进，促成了动物学的飞跃。当今的动物学，已由过去的观察描述阶段，上升到了研究生命活动规律的高峰。
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