История создания. - Клеточная теория

Параллельно с описательными работами формировалась и клеточная теория. Уже в 1809 г. немецкий натурфилософ Л. Окен выдвинул гипотезу клеточного строения и развития организмов. Эти идеи в России развивал профессор Медико-хирургической академии Петербурга П. Ф. Горянинов. В 1837 г. он писал: "Все органическое царство представлено телами клеточного строения". Горянинов был первым, кто связал проблему возникновения жизни с происхождением клетки.

Исторически важными, хотя неверными практически, стали представления немецкого ботаника М. Шлейдена о формировании новых клеток. В 1838 г. он сформулировал теорию цитогенеза (от греч. цитос - клетка и генезис - происхождение), согласно которой новые клетки образуются в старых.

Опираясь на работы М. Шлейдена, немецкий биолог Т. Шванн Провел сравнительное изучение тканей животных и растений. Это позволило ему создать в 1839 г. клеточную теорию, главные положения которой справедливы до сих пор. Благодаря этому Т. Шванн считается основоположником этой теории, согласно которой все организмы имеют клеточное строение, а клетки животных и растений имеют принципиальное сходство строения и формирования. Третье положение клеточной теории Шванна постулировало, что деятельность многоклеточного организма представляет собой сумму жизнедеятельности его отдельных клеток.

В 1859 г. немецкий патолог Р. Вирхов внес в клеточную теорию существенное изменение, касающееся образования новых клеток. В противоположность взглядам Шлейдена и Шванна, Р. Вирхов утверждал, что клетки возникают только путем размножения (деления). Именно ему принадлежит знаменитая формулировка "omnis cellula е cellula" ("всякая клетка от клетки"). Таким образом, Вирхова можно считать одним из соавторов клеточной теории. Последующее развитие биологии подтвердило справедливость клеточной теории, включив в нее и бактерий. Даже открытие вирусов - неклеточных форм жизни - не привело к пересмотру теории. Оказалось, что вирусы имеют клеточное происхождение и образовывались в ходе эволюции неоднократно из определенных компонентов клеток.

Изучая зародыши и ткани животных, ученый обнаружил в них образования, напоминающие растительные клетки. Он поделился своими мыслями со Шлейденом. Следует сказать, что, занимаясь исследованиями в области биологии, оба ученых часто обменивались мнениями по возникающим вопросам. Шлейден не видел принципиальной разницы в строении животных и растений. Обсуждая вопрос о предполагаемой клеточной структуре тканей животных, Шванн и Шлейден все больше убеждались в правильности своих предположений. Нужны были многочисленные доказательства. Лаборатория, микроскоп, срезы заполнили все существование Шванна. Шлейден дал ему в руки хороший компас - искать ядра клеток. Ядро было постоянной частью и животных клеток. Шванн в своей работе применил прием Шлейдена - сначала искать ядра клеток, затем оболочки. Он умело использовал все методические приемы Шлейдена, например, следил за постепенным развитием органов.

В кратчайший срок - всего за год - Шванн закончил свой титанический труд. В книге "Микроскопические исследования" ученый обобщил результаты всех своих прежних работ. Этот труд, вышедший в свет в 1839 г., познакомил научный мир со многими данными, ранее совершенно неизвестными науке. Главная идея книги, которая вызвала революцию в биологии, была такой - жизнь сосредоточена в клетках!

Основные положения.

В настоящее время основные положения клеточной теории можно сформулировать в четырех Тезисах.

    1. Все живые организмы, исключая вирусы, состоят из клеток и продуктов их жизнедеятельности. Этот тезис отражает единство клеточного происхождения всех организмов и подчеркивает значение неклеточных компонентов, например плазмы крови, спинномозговой жидкости, внеклеточного матрикса соединительных тканей. 2. Клетки всех живых организмов имеют принципиальное сходство своего строения и основного обмена веществ, т. е. все клетки гомологичны (от греч. гомос - равный, одинаковый и логос - понятие). Данный тезис также отражает единство происхождения всех живых организмов от клеточного предка - протоклетки. Любая клетка состоит из трех универсальных субсистем: поверхностного аппарата, цитоплазмы и ядерного аппарата. Энергетический обмен всех клеток базируется на бескислородном расщеплении углеводов - гликолизе. Жизнедеятельность всех клеток основана на трех универсальных процессах: синтезе ДНК, синтезе РНК и синтезе белка. 3. Каждая клетка образуется только путем деления уже существующей клетки. Это положение постулирует невозможность самозарождения клеток в условиях, сложившихся после их возникновения и эволюции. Так как протобионты и многие протоклетки были гетеротрофами, они использовали органические вещества в своем обмене веществ. Этим самым они свели возможность повторного возникновения протобионтов к нулю. После возникновения фотосинтеза возник озоновый экран в атмосфере, что резко снизило поступление на Землю высокоэнергетических коротковолновых ультрафиолетовых лучей. 4. Активность многоклеточного организма слагается из активности его клеток и результатов их взаимодействия. Этот тезис подчеркивает, что многоклеточный организм - это не сумма клеток, а совокупность взаимодействующих клеток, т. е. система (от греч. система - целое, составленное из частей; соединение). В ней активность каждой клетки зависит от функционирования не только соседних, но и отдаленных от нее клеток. В частности, эритроциты снабжают кислородом все клетки организма, секреторные клетки, выделяют гормоны, нейроны образуют цепи и сети.

Данное положение вошло в большинство учебников биологии под названием клеточной теории Шлейдена-Шванна. Однако это не совсем верно. Дело в том, что изучением строения тканей живых организмов занимались и другие ученые, чьи исследования способствовали формированию клеточной теории, выдвинутой впоследствии Шлейденом и Шванном. С 1839 г. Шванн работал профессором анатомии в малоизвестном университете бельгийского города Лувена. Впоследствии он переехал в Льеж, где с 1858 г. возглавлял кафедру физиологии. Занимался в основном преподавательской деятельностью. Никаких значительных открытий за последние годы не последовало. Умер немецкий биолог в Кельне 11 января 1882 г.

Похожие статьи




История создания. - Клеточная теория

Предыдущая | Следующая