КЛІТИННА ТЕОРІЯ: ІСТОРІЯ, ПОСТУЛАТИ ТА АВТОРИ - БІОЛОГІЯ - 2025

Клітинна теорія є теорією , яка передбачає , що всі живі істоти складаються з клітин. Він був запропонований Маттіасом Шлейденом, Теодором Шваном та Рудольфом Вірхоу між 1838 і 1859 роками і вважається ключовою теорією зародження клітинної біології.

Поява цієї теорії остаточно відкинула арістотелівську думку про те, що життя може виникнути шляхом спонтанного породження з інертної чи неживої матерії, ідеї, що зберігалася в науковому світі протягом багатьох століть.

Клітини в живій тканині листя рослини (Джерело: Des_Callaghan через Wikimedia Commons)

Сьогодні не божевільно думати, що такі організми, як тварини, рослини та бактерії, наприклад, складаються з еквівалентних основних одиниць, як клітини, але сотні років тому ці ідеї здавалися трохи надуманими.

Простим мікроскопним спостереженням листя рослини, шкіри земноводних, волосків ссавця або колонії бактерій можна швидко підтвердити, що всі вони складаються з базової одиниці з подібною організацією та складом. ; клітина.

Еукаріотичні одноклітинні організми різних видів і клітини складних тваринних тканин, такі як мозок або м'язи, наприклад, кардинально відрізняються як за структурою, так і за функцією, але всі вони мають мембрану, яка їх оточує, цитозол, який в ньому розміщені ядро ​​та органели, які мають певні функціональні можливості.

Еукаріотична клітина тварин. Джерело: Автор Nikol valentina romero ruiz, з Wikimedia Commons

Хоча вона була заснована як теорія трьома основними авторами, осередкова теорія відбулася завдяки багато знань, спостережень та попередніх внесків різних авторів, які надали фрагменти головоломки, які Шлейден, Шванн та Вірхов згодом склали, а інші згодом уточнили.

Передумови та історія теорії клітин

Формулювання клітинної теорії Шлейдена, Шванна та Вірхова не було б можливим без попереднього винаходу мікроскопа, який відбувся в середині 17 століття.

Дві важливі фігури були залучені до перших мікроскопічних спостережень за клітинами та до виготовлення перших рудиментарних мікроскопів: Роберт Гук у 1665 році, а пізніше Антоні ван Левенгук.

Однак є повідомлення про спостереження Афанасія Кірхера, який у 1658 р. Спостерігав, як живі істоти (крім червів) утворюються на тліючих тканинах. Приблизно в той же час німецький Свермердам описав кульові "тільця" в крові і зрозумів, що ембріони жаб також складаються з кульових "частинок".

Роберт Гук був тим, хто ввів термін "клітина", щоб описати клітини, які він спостерігав, переглядаючи пробковий лист через мікроскоп; в той час як Левенгук гаряче присвятив себе виготовлення мікроскопів і багаторазовому спостереженню зразків з різних місць, підтверджуючи існування хвилинного життя.

І Гука, і Левенгука можна вважати "батьками" мікробіології, оскільки вони першими повідомили про існування мікроскопічних організмів у різних природних середовищах (водойми, брухт бруду з протезів, сперма тощо).

Двоє інших авторів того часу, Марчелло Малпігі та Неємія Греу, детально вивчили деякі рослинні тканини. Публікації Malpighi (1671) та Grew вказують, що обидва автори ідентифікували структуру клітин під час своїх спостережень, але називали їх як "клітини", "пори" чи "мішковини".

Рослинна еукаріотична клітина

Спростування теорій про спонтанне покоління

Протягом багатьох століть наукове співтовариство тримало позицію, що життя може бути спонтанно породжене з неживої матерії (інертної, неживої) на основі "життєвої сили" або "потенціалу" елементів, таких як вода і земля. породжувати життя.

Однак ці постулати були спростовані експериментами, проведеними італійцем Лаццаро ​​Спалланзані, який показав у 1767 р., Що при кип'ятінні води з водойм чи колодязів сказала, що "життєва сила" зникла, що означає, що те, що існувало у воді, - це живі організми .

Тому його твори стали піонерами для того, щоб продемонструвати, що життя може виникнути лише з попереднього життя, або, що однаково, що всі клітини походять з інших клітин, а не з інертної речовини.

Приблизно через століття після творчості Спалланзані француз Луї Пастер встановив прецедент власними експериментами, остаточно показавши, що стихійному поколінню немає місця в науковому світі.

Постулати клітинної теорії

Один з постулатів клітинної теорії полягає в тому, що клітини походять з клітин, які вже існували

Хоча теорія клітин була сформульована на основі спостережень, зроблених у "вищих" організмах, вона діє для всіх живих істот, навіть одноклітинних організмів, таких як деякі паразити та бактерії.

Основних постулатів клітинної теорії є три:

1- Усі живі істоти складаються з клітин

Ботанік М. Шлейден та зоолог Т. Шванн запропонували цей постулат, заявивши, що на мікроскопічному рівні рослини і тварини складаються з клітин.

2- Клітини - це основні одиниці всіх живих істот

Цей принцип також постулювали Шлейден і Шванн і є основним принципом визначення живої істоти; Все живе складається з клітин, будь то одноклітинні чи багатоклітинні.

3- Клітини можуть надходити лише з раніше існуючих клітин, а не шляхом самозародження

Цей принцип встановив Рудольф Вірхов.

Пізніше інший автор, А. Вайсман, додав до теорії наступні наслідки:

- Клітини, про які ми знаємо сьогодні («сучасні»), походили з невеликої групи «предкових» клітин

Наслідок, про який можна засвідчити завдяки подібності між деякими складними білками, які містяться у всіх клітинах, цитохром є одним з найкращих прикладів цих білків, оскільки він «зберігається» за структурою та функцією як бактерій, так і у рослин і тварин.

Основні автори

Хоча М. Шлейден, Т. Шванн та Р. Вірхов були головними дійовими особами у формулюванні клітинної теорії, як ми її знаємо сьогодні, багато вчених брали пряму чи опосередковану участь у остаточному її встановленні.

Роберт Гук (1635-1702)

Портрет Роберта Гука (Джерело: Густав В.Х., через Wikimedia Commons)

Цей доброчесний англійський вчений не лише робив відкриття в галузі біології, але й цікавився фізикою та астрономією.

У 1665 році він подарував Королівському товариству Лондона свою книгу під назвою "Мікрографія або деякі фізіологічні описи мініатюрних тіл через збільшувальне скло" (від англ. Micrographia або деякі фізіологічні описи мініатюрних тіл лупою).

У цій книзі Гук висвітлює спостереження, зроблені ним на аркуші пробки, в яких він ідентифікував одиниці, схожі на «клітини», які він назвав «клітинками». Щойно в 30-кратне збільшення Гук спостерігав такий самий малюнок у інших рослин і в кістках деяких тварин, припускаючи, що живі тканини складаються з тих же «пор» або «клітин».

Антоні ван Левенгук (1632-1723)

Портрет Антоні Ван Левенгука (Джерело: Ян Верколе (1650-1693) через Вікімедію)

Сучасник з Робертом Гуком, голландець А. Левенгук присвятив частину свого життя виготовлення мікроскопів та спостереженню за ними зразків. Він був першим автором, який показав живі клітини (Гук бачив лише мертві клітини з кори деяких дерев та кісток деяких тварин).

Крім того, конструкція його мікроскопів дозволила йому набагато детальніше оцінити клітинні структури і привела його до відкриття багатьох одноклітинних організмів, які він назвав "тваринами," які сьогодні, як відомо, є одноклітинними тваринами і рослинами.

У 1674 році Левенгук вперше описав еритроцити та сперму у власній спермі.

Маттіас Шлейден (1804-1881)

Портрет Маттіаса Шлейдена (Джерело: Fæ, через Wikimedia Commons)

Цей німецький вчений, професор ботаніки, був тим, хто "сформулював" теорію клітин на основі своїх спостережень у рослинних тканинах. Крім того, його справді цікавило походження клітин, тому він присвятив себе її вивченню, використовуючи ембріони з рослинних тканин.

Шлейден наважився запропонувати, що клітини виробили "de novo" з маси крихітних гранул всередині клітин, які утворили "ядро", прогресивне зростання якого стало новою клітиною.

Теодор Шванн (1810-1882)

Портрет Теодора Швана (Джерело: Fæ, через Wikimedia Commons)

Цей німецький автор відповідав за "узагальнення" клітинної теорії для всіх живих організмів, включаючи рослини і тварини.

Шванн описав ядерні клітини в різних тканинах: в клітинах нотохорди і хряща, в личинках жаби, в печінці, нирках, підшлунковій залозі, слинних залозах і сполучній тканині ембріонів свиней.

Про його результати було повідомлено у 1838 р. У «Польових записках про природу та медицину». Цей автор також зробив важливий внесок у нейронауку, оскільки він першим описав мембранозну оболонку, яка оточує процеси нервових клітин.

Роберт Браун (1773-1858)

Цей шотландський ботанік і лікар першим (у 1831 р.) Визнав ядро ​​як важливу частину живих клітин завдяки своїм мікроскопічним спостереженням за листям орхідеї. Браун був тим, хто ввів термін "ядро" для опису "єдиної непрозорої кругової ареоли" в центрі клітин.

Рудольф Вірхов (1821-1902)

Портрет Рудольфа Вірхова (Джерело: http://ihm.nlm.nih.gov/images/B25666 через Wikimedia Commons)

Цьому німецькому лікареві та патологоанатомі було доручено у 1855 році письмово опублікувати ідею, що кожна клітина походить із раніше існуючої клітини (omnis cellula e cellula), що виключає можливість спонтанного породження.

Кількома роками раніше він заявив, що: "клітина, як найпростіша форма прояву життя, яка все-таки представляє ідею життя, - це органічна єдність, нероздільна жива істота".

Луї Пастер (1822-1895)

Портрет Луї Пастера (Джерело: Пол Надар через Wikimedia Commons)

Саме цей французький мікробіолог остаточно відкинув теорію спонтанного покоління завдяки експериментам, проведеним у 1850-х роках, в яких він продемонстрував, що розмноження одноклітинних організмів відбувається від уже існуючих організмів.

Його тверде переконання змусило його розробити експериментальну процедуру, за допомогою якої він продемонстрував, що "м'ясний бульйон" можна стерилізувати, кип'ятивши його в колбі "гусячі", здатні "захопити" частинки пилу та інші забруднення до того, як вони дістатися до дна контейнера.

Пастер показав, що якщо бульйон кип'ятити, а потім горловину колби розбити, і її залишити під дією повітря, вона з часом забруднилася, набувши каламутного вигляду через мікробне забруднення.

Важливо підкреслити, що інші автори, такі як Карл Бенда (1857–1933) та Каміло Голджі (1843–1926) (серед інших), пізніше внесли важливий внесок у роз'яснення внутрішньої структури еукаріотичних клітин, описуючи їх основні органели та їх функції. .

Список літератури

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Основна клітинна біологія. Гарленд Наука.
2. Мацарелло, П. (1999). Уніфікуюча концепція: історія теорії клітин. Nature Cell Biology, 1 (1), E13.
3. Nabors, MW (2004). Вступ до ботаніки (№ 580 N117i). Пірсон.
4. Рібатті, Д. (2018). Історична записка про клітинну теорію. Експериментальне дослідження клітин, 364 (1), 1-4.
5. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Біологія (9 вип.) Брукс / Коул, Cengage Learning: США.
6. Віллануєва, JR (1970). Жива клітина.
7. Віллі, Дж. М., Шервуд, Л., Вулвертон, CJ (2008). Мікробіологія Прескотта, Харлі та Клайна. McGraw-Hill Вища освіта.