Despre tot ce este în lume

Cine este fondatorul teoriei celulare moderne. Teoria celulară, bărbați, metode. Principalele prevederi ale teoriei celulare moderne

· unu Informatii generale

2 Prevederi ale teoriei celulare Schleiden-Schwann

3 Principalele prevederi ale teoriei celulare moderne

4 Dispoziții suplimentare ale teoriei celulare

5 Istorie

o 5.1 Secolul XVII

o 5.2 secolul XVIII

o 5.3 Secolul XIX

§ 5.3.1 Școala Purkinje

§ 5.3.2 Școala Müller și opera lui Schwann

o 5.4 Dezvoltarea teoriei celulare în a doua jumătate a secolului al XIX-lea

o 5.6 Teoria celulară modernă

Informații generale [editare | editați textul wiki]

Teoria celulară este teoria fundamentală pentru biologie, formulată la mijlocul secolului al XIX-lea, care a oferit baza înțelegerii legilor lumii vii și pentru dezvoltarea doctrinei evoluționiste. Matthias Schleiden și Theodor Schwann au formulat teoria celulei pe baza multor studii ale lui oclette (1838). Rudolf Virchow mai târziu (1858) a completat-o ​​cu cea mai importantă poziție (fiecare celulă provine dintr-o altă celulă).

Schleiden și Schwann, rezumând cunoștințele disponibile despre celulă, au demonstrat că celula este unitatea de bază a oricărui organism. Celulele animalelor, plantelor și bacteriilor au o structură similară. Mai târziu, aceste concluzii au devenit baza pentru demonstrarea unității organismelor. T. Schwann și M. Schleiden au introdus în știință conceptul fundamental al celulei: nu există viață în afara celulelor. Teoria celulară a fost completată și editată de fiecare dată.

Prevederile teoriei celulare Schleiden-Schwann [modifica | editați textul wiki]

Creatorii teoriei și-au formulat principalele prevederi după cum urmează:

1. Toate animalele și plantele sunt formate din celule.

2. Plantele și animalele cresc și se dezvoltă prin apariția de noi celule.

3. O celulă este cea mai mică unitate vie, iar întregul organism este o colecție de celule.

Principalele prevederi ale teoriei celulare moderne [modifica | editați textul wiki]

1. O celulă este o unitate elementară, funcțională, a structurii tuturor viețuitoarelor. Un organism multicelular este un sistem complex de mai multe celule, unite și integrate în sisteme de țesuturi și organe conectate între ele (cu excepția virușilor, care nu au o structură celulară)

2. Celula este un singur sistem, cuprinde multe elemente interconectate natural, reprezentând o formațiune integrală, formată din unități funcționale conjugate - organele.

3. Celulele tuturor organismelor sunt omoloage.

4. Celula apare numai prin diviziunea celulei mamă.

Prevederi suplimentare ale teoriei celulare [modifica | editați textul wiki]

Pentru a aduce teoria celulară în acord mai complet cu datele biologiei celulare moderne, lista prevederilor acesteia este adesea completată și extinsă. În multe surse, aceste prevederi suplimentare sunt diferite, setul lor este destul de arbitrar.


1. Celulele procariotelor și eucariotelor sunt sisteme cu diferite niveluri de complexitate și nu sunt complet omoloage între ele.

2. În centrul diviziunii celulare și al reproducerii organismelor se află copierea informațiilor ereditare - molecule acizi nucleici("Fiecare moleculă dintr-o moleculă"). Prevederile privind continuitatea genetică se aplică nu numai celulei în ansamblu, ci și unora dintre componentele sale mai mici - kmitocondrii, cloroplaste, gene și cromozomi.

3. Celulele multicelulare sunt totipotente, adică au potențialul genetic al tuturor celulelor unui organism dat, sunt echivalente în informații genetice, dar diferă între ele prin expresia (lucrarea) diferită a diferitelor gene, ceea ce duce la morfologia și diversitatea funcțională – la diferențiere.

Istorie [editare | editați textul wiki]

Secolul al XVII-lea [editare | editați textul wiki]

1665 - Fizicianul englez R. Hooke în lucrarea sa „Micrografie” descrie structura dopului, pe ale cărui secțiuni subțiri a găsit goluri corect localizate. Hooke a numit aceste goluri „pori sau celule”. Prezența unei structuri similare îi era cunoscută în alte părți ale plantelor.

Anii 1670 - medicul și naturalistul italian M. Malpighi și naturalistul englez N. Gru au descris „pungi, sau bule” în diferite organe ale plantelor și au arătat că structura celulară era răspândită în plante. Celulele au fost descrise în desenele sale de microscopistul olandez A. Leeuwenhoek. El a fost primul care a descoperit lumea organismelor unicelulare - el a descris bacterii și protisti (ciliați).

Cercetătorii secolului al XVII-lea, care au arătat prevalența „structurii celulare” a plantelor, nu au apreciat semnificația deschiderii celulei. Ei au imaginat celulele ca goluri într-o masă continuă de țesut vegetal. Gru a considerat pereții celulelor drept fibre, așa că a inventat termenul de „țesătură”, prin analogie cu materialul textil. Studiile asupra structurii microscopice a organelor animale au fost aleatorii și nu au oferit nicio cunoștință despre structura lor celulară.

Secolul al XVIII-lea [editare | editați textul wiki]

În secolul al XVIII-lea, au fost făcute primele încercări de a compara microstructura celulelor vegetale și animale. KF Wolf în lucrarea sa „Teoria originii” (1759) încearcă să compare dezvoltarea structurii microscopice a plantelor și animalelor. Potrivit lui Wolff, embrionul atât la plante, cât și la animale se dezvoltă dintr-o substanță fără structură în care mișcările creează canale (vase) și goluri (celule). Datele faptice date de Wolf au fost interpretate greșit de acesta și nu au adăugat cunoștințe noi la ceea ce era cunoscut de microscopiștii secolului al XVII-lea. Cu toate acestea, conceptele sale teoretice au anticipat în mare măsură ideile viitoarei teorii celulare.

Secolul al XIX-lea [editare | editați textul wiki]

În primul sfert al secolului al XIX-lea, a avut loc o aprofundare semnificativă a ideilor despre structura celulară a plantelor, care este asociată cu îmbunătățiri semnificative în proiectarea microscopului (în special, crearea de lentile acromatice).

Link și Moldnhower stabilesc că celulele plantelor au pereți independenți. Se dovedește că celula este o anumită structură izolată morfologic. În 1831, G. Mohl demonstrează că chiar și astfel de structuri de plante aparent necelulare, cum ar fi acviferele, se dezvoltă din celule.

F. Meyen în „Phytotomy” (1830) descrie celulele vegetale care „fie sunt unice, astfel încât fiecare celulă este un individ special, așa cum se găsește în alge și ciuperci, fie, formând plante mai bine organizate, se combină în mai mult și mai puțin. mase semnificative.” Meijen subliniază independența metabolismului fiecărei celule.

În 1831, Robert Brown descrie nucleul și sugerează că este o componentă permanentă a celulei vegetale.

Școala Purkinje [editează | editați textul wiki]

În 1801, Vigia a introdus conceptul de țesut animal, dar a izolat țesutul pe baza pregătirii anatomice și nu a folosit un microscop. Dezvoltarea ideilor despre structura microscopică a țesuturilor animale este asociată în primul rând cu cercetările lui Purkinje, care și-a fondat școala la Breslavl.

Purkinje și studenții săi (în special trebuie evidențiați G. Valentin) au dezvăluit în prima și cea mai generală formă structura microscopică a țesuturilor și organelor mamiferelor (inclusiv a oamenilor). Purkinje și Valentin au comparat celulele vegetale individuale cu anumite structuri microscopice de țesut ale animalelor, pe care Purkinje le-a numit cel mai adesea „boabe” (pentru unele structuri animale, termenul „celulă” a fost folosit în școala sa).

În 1837, Purkinje a ținut o serie de prelegeri la Praga. În ele, el a raportat despre observațiile sale asupra structurii glandelor gastrice, sistem nervosși așa mai departe.În tabelul atașat raportului său au fost date imagini clare ale unor celule din țesuturi animale. Cu toate acestea, Purkinje nu a reușit să stabilească omologia celulelor vegetale și a celulelor animale:

• în primul rând, el a înțeles ca boabe fie celule, fie nuclee celulare;

· În al doilea rând, termenul „celulă” a fost atunci înțeles literal ca „spațiu delimitat de pereți”.

Purkinje a efectuat compararea celulelor vegetale și a „semințelor” animale în termeni de analogie, nu de omologie a acestor structuri (înțelegând termenii „analogie” și „omologie” în sensul modern).

Școala lui Müller și opera lui Schwann [modifica | editați textul wiki]

A doua școală în care a fost studiată structura microscopică a țesuturilor animale a fost laboratorul lui Johannes Müller din Berlin. Müller a studiat structura microscopică a coardei dorsale (coarda); studentul său Henle a publicat un studiu asupra epiteliului intestinal, în care a descris diferitele specii ale acestuia și structura lor celulară.

Theodor Schwann a formulat principiile teoriei celulare.

Aici au fost efectuate studiile clasice ale lui Theodor Schwann, care au pus bazele teoriei celulare. Opera lui Schwann a fost puternic influențată de școala Purkinje și Henle. Schwann a găsit principiul corect pentru compararea celulelor vegetale și a structurilor microscopice elementare ale animalelor. Schwann a reușit să stabilească omologie și să demonstreze corespondența în structura și creșterea structurilor microscopice elementare ale plantelor și animalelor.

Semnificația nucleului din celula Schwann a fost determinată de cercetările lui Matthias Schleiden, care și-a publicat lucrarea „Materials on phytogenesis” în 1838. Prin urmare, Schleiden este adesea numit co-autor al teoriei celulare. Ideea de bază a teoriei celulare - corespondența celulelor vegetale și a structurilor elementare ale animalelor - a fost străină de Schleiden. El a formulat teoria neoplasmului celular dintr-o substanță fără structură, conform căreia, mai întâi, nucleolul se condensează din cea mai mică granularitate, în jurul său se formează un nucleol, care este inițiatorul celulei (citoblast). Cu toate acestea, această teorie s-a bazat pe fapte greșite.

În 1838, Schwann a publicat 3 rapoarte preliminare, iar în 1839 apare eseul său clasic „Studii microscopice privind corespondența în structura și creșterea animalelor și plantelor”, în chiar titlul căruia este exprimată ideea principală a teoriei celulare. :

· În prima parte a cărții, el examinează structura notocordului și cartilajului, arătând că structurile lor elementare - celulele se dezvoltă în același mod. Mai mult, el demonstrează că structurile microscopice ale altor țesuturi și organe ale organismului animal sunt, de asemenea, celule, destul de comparabile cu celulele cartilajului și notocordului.

· În partea a doua a cărții, celulele vegetale și celulele animale sunt comparate și se arată corespondența lor.

· În partea a treia sunt dezvoltate prevederi teoretice și sunt formulate principiile teoriei celulare. Cercetările lui Schwann au fost cele care au oficializat teoria celulară și au dovedit (la nivelul cunoștințelor de atunci) unitatea structurii elementare a animalelor și plantelor. Principala greșeală a lui Schwann a fost opinia pe care și-a exprimat-o după Schleiden despre posibilitatea apariției celulelor dintr-o substanță necelulară fără structură.

Dezvoltarea teoriei celulare în a doua jumătate a secolului al XIX-lea [modifica | editați textul wiki]

Începând cu anii 1840 ai secolului al XIX-lea, teoria celulei a fost în centrul atenției întregii biologie și s-a dezvoltat rapid, transformându-se într-o ramură independentă a științei - citologia.

Pentru dezvoltarea ulterioară a teoriei celulare, extinderea acesteia la protisti (protozoare), care au fost recunoscute ca celule cu viață liberă, a avut o importanță semnificativă (Sibold, 1848).

În acest moment, ideea compoziției celulei se schimbă. Importanța secundară a membranei celulare, care era recunoscută anterior ca cea mai esențială parte a celulei, este clarificată, iar importanța protoplasmei (citoplasmei) și a nucleului celulelor (Moll, Cohn, LSTsenkovsky, Leydig, Huxley) este evidențiat, care și-a găsit expresia în definiția unei celule dată de M. Schulze în 1861:

O celulă este o bucată de protoplasmă cu un nucleu în interior.

În 1861, Bryukko a prezentat o teorie despre structura complexă a unei celule, pe care o definește drept „organism elementar”, și clarifică în continuare teoria formării celulelor dintr-o substanță fără structură (citoblastom), dezvoltată de Schleiden și Schwann. S-a descoperit că metoda de formare a celulelor noi este diviziunea celulară, care a fost studiată pentru prima dată de Mole pe alge filamentoase. În respingerea teoriei citoblastemului asupra materialului botanic, studiile lui Negeli și N.I. Zhele au jucat un rol important.

Diviziunea celulelor tisulare la animale a fost descoperită în 1841 de Remak. S-a dovedit că clivajul blastomerelor este o serie de diviziuni succesive (Bishtyuf, N.A. Kelliker). Ideea răspândirii generale a diviziunii celulare ca metodă pentru formarea de noi celule este fixată de R. Virchow sub forma unui aforism:

„Omnis cellula ex cellula”.
Fiecare celulă este dintr-o celulă.

În dezvoltarea teoriei celulare în secolul al XIX-lea, contradicțiile apar puternic, reflectând natura duală a teoriei celulare, care s-a dezvoltat în cadrul conceptului mecanicist al naturii. Deja în Schwann există o încercare de a considera organismul ca o sumă de celule. Această tendință este dezvoltată în special în Patologia celulară a lui Virchow (1858).

Lucrările lui Virchow au avut o influență ambiguă asupra dezvoltării învățării celulare:

· Teoria celulară a fost extinsă de el în domeniul patologiei, ceea ce a contribuit la recunoașterea universalității predării celulare. Lucrările lui Virchow au consolidat respingerea teoriei citoblastoamelor lui Schleiden și Schwann, au atras atenția asupra protoplasmei și nucleului, recunoscute ca părțile cele mai esențiale ale celulei.

· Virkhov a direcționat dezvoltarea teoriei celulare pe calea unei interpretări pur mecaniciste a organismului.

· Virkhov a ridicat celulele la gradul de ființă independentă, drept urmare organismul a fost considerat nu ca un întreg, ci pur și simplu ca o sumă de celule.

Secolul XX [editare | editați textul wiki]

Din a doua jumătate a secolului al XIX-lea, teoria celulară a căpătat un caracter din ce în ce mai metafizic, întărit de Fiziologia celulară a lui Verworn, care considera orice proces fiziologic din organism ca o simplă sumă a manifestărilor fiziologice ale celulelor individuale. La sfârșitul acestei linii de dezvoltare a teoriei celulare a apărut teoria mecanicistă a „stării celulare”, în care Haeckel a fost unul dintre susținători. Conform acestei teorii, organismul este comparat cu statul, iar celulele sale - cu cetățenii. Această teorie era contrară principiului integrității organismului.

Direcția mecanicistă în dezvoltarea teoriei celulare a fost aspru criticată. În 1860, IM Sechenov a criticat ideea lui Virchow despre cușcă. Mai târziu, teoria celulară a fost criticată de alți autori. Cele mai serioase și fundamentale obiecții au fost ridicate de Hertwig, A.G.Gurvich (1904), M. Heidenhain (1907), Dobell (1911). Histologul ceh Studnicka (1929, 1934) a criticat pe larg teoria celulară.

În anii 1930, biologul sovietic OB Lepeshinskaya, pe baza datelor cercetărilor sale, a prezentat o „nouă teorie celulară” spre deosebire de „virchowianism”. S-a bazat pe ideea că în ontogenie celulele se pot dezvolta dintr-o materie vie necelulară. Verificarea critică a faptelor prezentate de OB Lepeshinskaya și adepții săi ca bază a teoriei sale nu a confirmat datele privind dezvoltarea nucleelor ​​celulare din „materia vie” fără nucleu.

Teoria celulară modernă [editare | editați textul wiki]

Teoria celulară modernă pornește de la faptul că structura celulară este cea mai importantă formă de existență a vieții, inerentă tuturor organismelor vii, cu excepția virușilor. Îmbunătățirea structurii celulare a fost direcția principală de dezvoltare evolutivă atât la plante, cât și la animale, iar structura celulară a fost păstrată ferm în majoritatea organismelor moderne.

În același timp, prevederile dogmatice și incorecte metodologic ale teoriei celulare ar trebui reevaluate:

· Structura celulară este principala, dar nu singura formă de existență a vieții. Virușii pot fi considerați forme de viață non-celulare. Adevărat, semnele viețuitoarelor (metabolism, capacitatea de a se reproduce etc.) le arată doar în interiorul celulelor, în afara celulelor virusul este complex. chimic... Potrivit celor mai mulți oameni de știință, la originea lor, virușii sunt asociați cu celula, fac parte din materialul ei genetic, genele „sălbatice”.

· S-a dovedit că există două tipuri de celule - procariote (celule de bacterii și arheebacterii), care nu au un nucleu delimitat de membrane, și eucariote (celule de plante, animale, ciuperci și protisti), care au un nucleu înconjurat. printr-o membrană dublă cu pori nucleari. Există multe alte diferențe între celulele procariote și eucariote. Majoritatea procariotelor nu au organele interne ale membranei, în timp ce majoritatea eucariotelor au mitocondrii și cloroplaste. Conform teoriei simbiogenezei, aceste organite semi-autonome sunt descendenți ai celulelor bacteriene. Astfel, o celulă eucariotă este un sistem de un nivel superior de organizare; nu poate fi considerată complet omoloagă cu o celulă bacteriană (o celulă bacteriană este omoloagă cu o mitocondrie a unei celule umane). Omologia tuturor celulelor, astfel, a fost redusă la prezența unei membrane exterioare închise a unui strat dublu de fosfolipide (în arhee, are un alt compoziție chimică decât în ​​alte grupe de organisme), ribozomi și cromozomi - material ereditar sub formă de molecule de ADN care formează un complex cu proteine. Acest lucru, desigur, nu neagă originea comună a tuturor celulelor, ceea ce este confirmat de generalitatea compoziției lor chimice.

· Teoria celulară a considerat organismul ca o sumă de celule, și a dizolvat manifestările de viață ale organismului în suma manifestărilor de viață ale celulelor sale constitutive. Aceasta a ignorat integritatea organismului, legile întregului au fost înlocuite cu suma părților.

· Considerând celula ca un element structural universal, teoria celulară a considerat celulele tisulare și gameții, protisții și blastomerii ca structuri complet omoloage. Aplicabilitatea conceptului de celulă la protisti este o problemă controversată a teoriei celulare, în sensul că multe celule complexe multinucleate ale protiștilor pot fi considerate structuri supercelulare. În celulele tisulare, celulele germinale, protistele se manifestă o organizare celulară generală, exprimată în izolarea morfologică a carioplasmei sub formă de nucleu, dar aceste structuri nu pot fi considerate echivalente calitativ, luând toate caracteristicile lor specifice în afara conceptului de „celulă”. ". În special, gameții animalelor sau plantelor nu sunt doar celule ale unui organism multicelular, ci o generație haploidă specială a ciclului lor de viață, care are caracteristici genetice, morfologice și uneori ecologice și este supusă acțiunii independente a selecției naturale. În același timp, aproape toate celulele eucariote au, fără îndoială, o origine comună și un set de structuri omoloage - elemente ale citoscheletului, ribozomi eucarioți etc.

· Teoria celulară dogmatică a ignorat specificul structurilor necelulare din corp sau chiar le-a recunoscut, așa cum a făcut Virchow, neînsuflețite. De fapt, pe lângă celule, organismul are structuri supracelulare multinucleate (sincitie, simplaste) și o substanță intercelulară nenucleară, care are capacitatea de a metaboliza și, prin urmare, este vie. A stabili specificul manifestărilor lor de viață și semnificația lor pentru organism este sarcina citologiei moderne. În același timp, atât structurile multinucleate, cât și substanța extracelulară apar numai din celule. Sincitia și simplastele organismelor multicelulare sunt produsul fuziunii celulelor originale, iar substanța extracelulară este produsul secreției lor, adică se formează ca urmare a metabolismului celular.

· Problema părții și a întregului a fost rezolvată de teoria celulară ortodoxă metafizic: toată atenția a fost transferată către părțile organismului - celule sau „organisme elementare”.

Integritatea organismului este rezultatul unor relații naturale, materiale, care sunt destul de accesibile cercetării și dezvăluirii. Celulele unui organism multicelular nu sunt indivizi capabili să existe independent (așa-numitele culturi celulare din afara corpului sunt sisteme biologice create artificial). De regulă, numai acele celule multicelulare care dau naștere la noi indivizi (gameți, zigoți sau spori) și pot fi considerate ca organisme separate sunt capabile de existență independentă. Cușca nu poate fi ruptă mediu inconjurator(precum și orice sisteme vii). Concentrarea întregii atenții asupra celulelor individuale duce inevitabil la unificare și la o înțelegere mecanicistă a organismului ca sumă de părți.

Teoria celulară, curățată de mecanism și completată cu date noi, rămâne una dintre cele mai importante generalizări biologice.

Celulele animalelor, plantelor și bacteriilor au o structură similară. Mai târziu, aceste concluzii au devenit baza pentru demonstrarea unității organismelor. T. Schwann și M. Schleiden au introdus în știință conceptul fundamental al celulei: nu există viață în afara celulelor. Teoria celulară a fost completată și editată de fiecare dată.

Prevederile teoriei celulare Schleiden-Schwann

  1. Toate animalele și plantele sunt formate din celule.
  2. Plantele și animalele cresc și se dezvoltă prin apariția de noi celule.
  3. Celula este cea mai mică unitate vie, iar întregul organism este o colecție de celule.

Principalele prevederi ale teoriei celulare moderne

  1. O celulă este o unitate elementară a vieții, nu există viață în afara celulei.
  2. Celula este un singur sistem, include multe elemente interconectate în mod natural care reprezintă o formațiune holistică, constând din unități funcționale conjugate - organele.
  3. Celulele tuturor organismelor sunt omoloage.
  4. Celula apare doar prin diviziunea celulei mamă, după ce și-a dublat materialul genetic.
  5. Un organism multicelular este un sistem complex de mai multe celule, unite și integrate în sisteme de țesuturi și organe care sunt conectate între ele.
  6. Celulele organismelor pluricelulare sunt totipotente.

Prevederi suplimentare ale teoriei celulare

Pentru a aduce teoria celulară în acord mai complet cu datele biologiei celulare moderne, lista prevederilor acesteia este adesea completată și extinsă. În multe surse, aceste prevederi suplimentare sunt diferite, setul lor este destul de arbitrar.

  1. Celulele procariotelor și eucariotelor sunt sisteme cu diferite niveluri de complexitate și nu sunt complet omoloage între ele (vezi mai jos).
  2. În centrul diviziunii celulare și al reproducerii organismelor se află copierea informațiilor ereditare - molecule de acid nucleic ("fiecare moleculă dintr-o moleculă"). Prevederile privind continuitatea genetică se aplică nu numai celulei în ansamblu, ci și unora dintre componentele sale mai mici - mitocondrii, cloroplaste, gene și cromozomi.
  3. Un organism multicelular este sistem nou, un ansamblu complex de multe celule, unite și integrate în sistemul de țesuturi și organe, legate între ele prin intermediul unor factori chimici, umorali și nervoși (reglarea moleculară).
  4. Celulele multicelulare sunt totipotente, adică au potențialele genetice ale tuturor celulelor unui anumit organism, sunt echivalente în informații genetice, dar diferă unele de altele prin expresia (lucrarea) diferită a diferitelor gene, ceea ce duce la diversitatea lor morfologică și funcțională. - la diferenţiere.

Poveste

secolul al 17-lea

Link și Moldnhower stabilesc că celulele plantelor au pereți independenți. Se dovedește că celula este o anumită structură izolată morfologic. În 1831, Mole demonstrează că chiar și structurile plantelor aparent necelulare, cum ar fi acviferele, se dezvoltă din celule.

Meijen în „Phytotomy” (1830) descrie celulele vegetale care „fie sunt unice, astfel încât fiecare celulă este un individ special, așa cum se găsește în alge și ciuperci, fie, formând plante mai bine organizate, se combină în mase mai mult sau mai puțin semnificative. ". Meijen subliniază independența metabolismului fiecărei celule.

În 1831, Robert Brown descrie nucleul și sugerează că este o componentă permanentă a celulei vegetale.

Școala Purkinje

În 1801, Vigia a introdus conceptul de țesut animal, dar a izolat țesutul pe baza pregătirii anatomice și nu a folosit un microscop. Dezvoltarea ideilor despre structura microscopică a țesuturilor animale este asociată în primul rând cu cercetările lui Purkinje, care și-a fondat școala la Breslavl.

Purkinje și studenții săi (în special trebuie evidențiați G. Valentin) au dezvăluit în prima și cea mai generală formă structura microscopică a țesuturilor și organelor mamiferelor (inclusiv a oamenilor). Purkinje și Valentin au comparat celulele vegetale individuale cu anumite structuri microscopice de țesut ale animalelor, pe care Purkinje le-a numit cel mai adesea „boabe” (pentru unele structuri animale, termenul „celulă” a fost folosit în școala sa).

În 1837, Purkinje a ținut o serie de prelegeri la Praga. În ele, el a raportat observațiile sale cu privire la structura glandelor gastrice, a sistemului nervos etc. În tabelul atașat raportului său, au fost date imagini clare ale unor celule ale țesuturilor animale. Cu toate acestea, Purkinje nu a reușit să stabilească omologia celulelor vegetale și a celulelor animale:

  • în primul rând, prin boabe înțelese acum celule, acum nuclee celulare;
  • în al doilea rând, termenul „celulă” a fost atunci înțeles literal ca „spațiu delimitat de pereți”.

Purkinje a efectuat compararea celulelor vegetale și a „semințelor” animale în termeni de analogie, nu de omologie a acestor structuri (înțelegând termenii „analogie” și „omologie” în sensul modern).

Școala Müller și opera lui Schwann

A doua școală în care a fost studiată structura microscopică a țesuturilor animale a fost laboratorul lui Johannes Müller din Berlin. Müller a studiat structura microscopică a coardei dorsale (coarda); studentul său Henle a publicat un studiu asupra epiteliului intestinal, în care a descris diferitele specii ale acestuia și structura lor celulară.

Aici au fost efectuate studiile clasice ale lui Theodor Schwann, care au pus bazele teoriei celulare. Opera lui Schwann a fost puternic influențată de școala Purkinje și Henle. Schwann a găsit principiul corect pentru compararea celulelor vegetale și a structurilor microscopice elementare ale animalelor. Schwann a reușit să stabilească omologie și să demonstreze corespondența în structura și creșterea structurilor microscopice elementare ale plantelor și animalelor.

Semnificația nucleului din celula Schwann a fost determinată de cercetările lui Matthias Schleiden, care și-a publicat lucrarea „Materials on phytogenesis” în 1838. Prin urmare, Schleiden este adesea numit co-autor al teoriei celulare. Ideea de bază a teoriei celulare - corespondența celulelor vegetale și a structurilor elementare ale animalelor - a fost străină de Schleiden. El a formulat teoria neoplasmului celular dintr-o substanță fără structură, conform căreia, mai întâi, nucleolul se condensează din cea mai mică granularitate, în jurul său se formează un nucleol, care este inițiatorul celulei (citoblast). Cu toate acestea, această teorie s-a bazat pe fapte greșite.

În 1838, Schwann a publicat 3 rapoarte preliminare, iar în 1839 apare eseul său clasic „Studii microscopice privind corespondența în structura și creșterea animalelor și plantelor”, în chiar titlul căruia este exprimată ideea principală a teoriei celulare. :

  • În prima parte a cărții, el examinează structura notocordului și cartilajului, arătând că structurile lor elementare - celulele se dezvoltă în același mod. Mai mult, el demonstrează că structurile microscopice ale altor țesuturi și organe ale organismului animal sunt, de asemenea, celule, destul de comparabile cu celulele cartilajului și notocordului.
  • A doua parte a cărții compară celulele vegetale și celulele animale și arată corespondența dintre acestea.
  • În partea a treia sunt dezvoltate prevederile teoretice și sunt formulate principiile teoriei celulare. Cercetările lui Schwann au fost cele care au oficializat teoria celulară și au dovedit (la nivelul cunoștințelor de atunci) unitatea structurii elementare a animalelor și plantelor. Principala greșeală a lui Schwann a fost opinia pe care și-a exprimat-o după Schleiden despre posibilitatea apariției celulelor dintr-o substanță necelulară fără structură.

Dezvoltarea teoriei celulare în a doua jumătate a secolului al XIX-lea

Începând cu anii 1840 ai secolului al XIX-lea, teoria celulei a fost în centrul atenției întregii biologie și s-a dezvoltat rapid, transformându-se într-o ramură independentă a științei - citologia.

Pentru dezvoltarea ulterioară a teoriei celulare, extinderea acesteia la protisti (protozoare), care au fost recunoscute ca celule cu viață liberă, a avut o importanță semnificativă (Sibold, 1848).

În acest moment, ideea compoziției celulei se schimbă. Importanța secundară a membranei celulare, care era recunoscută anterior ca cea mai esențială parte a celulei, este clarificată, iar importanța protoplasmei (citoplasmei) și a nucleului celulelor (Moll, Cohn, LSTsenkovsky, Leydig, Huxley) este evidențiat, care și-a găsit expresia în definiția unei celule dată de M. Schulze în 1861:

O celulă este o bucată de protoplasmă cu un nucleu în interior.

În 1861, Bryukko a prezentat o teorie despre structura complexă a unei celule, pe care o definește drept „organism elementar”, și clarifică în continuare teoria formării celulelor dintr-o substanță fără structură (citoblastom), dezvoltată de Schleiden și Schwann. S-a descoperit că metoda de formare a celulelor noi este diviziunea celulară, care a fost studiată pentru prima dată de Mole pe alge filamentoase. În respingerea teoriei citoblastemului asupra materialului botanic, studiile lui Negeli și N.I. Zhele au jucat un rol important.

Diviziunea celulelor tisulare la animale a fost descoperită în 1841 de Remak. S-a dovedit că clivajul blastomerelor este o serie de diviziuni succesive (Bishtyuf, N.A. Kelliker). Ideea răspândirii generale a diviziunii celulare ca metodă pentru formarea de noi celule este fixată de R. Virchow sub forma unui aforism:

„Omnis cellula ex cellula”.
Fiecare celulă este dintr-o celulă.

În dezvoltarea teoriei celulare în secolul al XIX-lea, contradicțiile apar puternic, reflectând natura duală a teoriei celulare, care s-a dezvoltat în cadrul conceptului mecanicist al naturii. Deja în Schwann există o încercare de a considera organismul ca o sumă de celule. Această tendință este dezvoltată în special în Patologia celulară a lui Virchow (1858).

Lucrările lui Virchow au avut o influență ambiguă asupra dezvoltării învățării celulare:

  • El a extins teoria celulară în domeniul patologiei, ceea ce a contribuit la recunoașterea universalității predării celulare. Lucrările lui Virchow au consolidat respingerea teoriei citoblastoamelor lui Schleiden și Schwann, au atras atenția asupra protoplasmei și nucleului, recunoscute ca părțile cele mai esențiale ale celulei.
  • Virkhov a condus dezvoltarea teoriei celulare pe calea unei interpretări pur mecaniciste a organismului.
  • Virchow a ridicat celulele la gradul de ființă independentă, drept urmare organismul a fost considerat nu ca un întreg, ci pur și simplu ca o sumă de celule.

secolul XX

Din a doua jumătate a secolului al XIX-lea, teoria celulară a căpătat un caracter din ce în ce mai metafizic, întărit de Fiziologia celulară a lui Verworn, care considera orice proces fiziologic din organism ca o simplă sumă a manifestărilor fiziologice ale celulelor individuale. La sfârșitul acestei linii de dezvoltare a teoriei celulare a apărut teoria mecanicistă a „stării celulare”, în care Haeckel a fost unul dintre susținători. Conform acestei teorii, organismul este comparat cu statul, iar celulele sale - cu cetățenii. Această teorie era contrară principiului integrității organismului.

Direcția mecanicistă în dezvoltarea teoriei celulare a fost aspru criticată. În 1860, IM Sechenov a criticat ideea lui Virchow despre cușcă. Mai târziu, teoria celulară a fost criticată de alți autori. Cele mai serioase și fundamentale obiecții au fost ridicate de Hertwig, A.G.Gurvich (1904), M. Heidenhain (1907), Dobell (1911). Histologul ceh Studnicka (1929, 1934) a criticat pe larg teoria celulară.

În anii 1930, biologul sovietic OB Lepeshinskaya, pe baza datelor cercetărilor sale, a prezentat o „nouă teorie celulară” spre deosebire de „virchowianism”. S-a bazat pe ideea că în ontogenie celulele se pot dezvolta dintr-o materie vie necelulară. Verificarea critică a faptelor prezentate de OB Lepeshinskaya și adepții săi ca bază a teoriei sale nu a confirmat datele privind dezvoltarea nucleelor ​​celulare din „materia vie” fără nucleu.

Teoria celulară modernă

Teoria celulară modernă pornește de la faptul că structura celulară este cea mai importantă formă de existență a vieții, inerentă tuturor organismelor vii, cu excepția virușilor. Îmbunătățirea structurii celulare a fost direcția principală de dezvoltare evolutivă atât la plante, cât și la animale, iar structura celulară a fost păstrată ferm în majoritatea organismelor moderne.

În același timp, prevederile dogmatice și incorecte metodologic ale teoriei celulare ar trebui reevaluate:

  • Structura celulară este principala, dar nu singura formă de existență a vieții. Virușii pot fi considerați forme de viață non-celulare. Adevărat, semnele viețuitoarelor (metabolism, capacitatea de a se reproduce etc.) le arată doar în interiorul celulelor, în afara celulelor virusul este o substanță chimică complexă. Potrivit celor mai mulți oameni de știință, la originea lor, virușii sunt asociați cu celula, fac parte din materialul ei genetic, genele „sălbatice”.
  • S-a dovedit că există două tipuri de celule - procariote (celule de bacterii și arheobacterii), care nu au un nucleu delimitat de membrane și eucariote (celule de plante, animale, ciuperci și protisti), care au un nucleu înconjurat de o membrană dublă cu pori nucleari. Există multe alte diferențe între celulele procariote și eucariote. Majoritatea procariotelor nu au organele interne ale membranei, în timp ce majoritatea eucariotelor au mitocondrii și cloroplaste. Conform teoriei simbiogenezei, aceste organite semi-autonome sunt descendenți ai celulelor bacteriene. Astfel, o celulă eucariotă este un sistem de un nivel superior de organizare; nu poate fi considerată complet omoloagă cu o celulă bacteriană (o celulă bacteriană este omoloagă cu o mitocondrie a unei celule umane). Omologia tuturor celulelor, astfel, a fost redusă la prezența unei membrane exterioare închise a unui strat dublu de fosfolipide (în arhee, are o compoziție chimică diferită decât în ​​alte grupuri de organisme), ribozomi și cromozomi - material ereditar în formă de molecule de ADN care formează un complex cu proteine... Acest lucru, desigur, nu neagă originea comună a tuturor celulelor, ceea ce este confirmat de generalitatea compoziției lor chimice.
  • Teoria celulară a considerat organismul ca o sumă de celule și a dizolvat manifestările de viață ale organismului în suma manifestărilor de viață ale celulelor sale constitutive. Aceasta a ignorat integritatea organismului, legile întregului au fost înlocuite cu suma părților.
  • Considerând celula ca un element structural universal, teoria celulară a considerat celulele tisulare și gameții, protisții și blastomerii ca structuri complet omoloage. Aplicabilitatea conceptului de celulă la protisti este o problemă controversată a teoriei celulare, în sensul că multe celule complexe multinucleate ale protiștilor pot fi considerate structuri supercelulare. În celulele tisulare, celulele germinale, protistele se manifestă o organizare celulară generală, exprimată în izolarea morfologică a carioplasmei sub formă de nucleu, dar aceste structuri nu pot fi considerate echivalente calitativ, luând toate caracteristicile lor specifice în afara conceptului de „celulă”. ". În special, gameții animalelor sau plantelor nu sunt doar celule ale unui organism multicelular, ci o generație haploidă specială a ciclului lor de viață, care are caracteristici genetice, morfologice și uneori ecologice și este supusă acțiunii independente a selecției naturale. În același timp, aproape toate celulele eucariote au, fără îndoială, o origine comună și un set de structuri omoloage - elemente ale citoscheletului, ribozomi eucarioți etc.
  • Teoria celulară dogmatică a ignorat specificul structurilor necelulare din corp sau chiar le-a recunoscut, așa cum a făcut Virchow, neînsuflețite. De fapt, pe lângă celule, organismul are structuri supracelulare multinucleate (sincitie, simplaste) și o substanță intercelulară nenucleară, care are capacitatea de a metaboliza și, prin urmare, este vie. A stabili specificul manifestărilor lor de viață și semnificația lor pentru organism este sarcina citologiei moderne. În același timp, atât structurile multinucleate, cât și substanța extracelulară apar numai din celule. Sincitia și simplastele organismelor multicelulare sunt produsul fuziunii celulelor originale, iar substanța extracelulară este produsul secreției lor, adică se formează ca urmare a metabolismului celular.
  • Problema părții și a întregului a fost rezolvată de teoria celulară ortodoxă metafizic: toată atenția a fost transferată către părțile organismului - celule sau „organisme elementare”.

Integritatea organismului este rezultatul unor relații naturale, materiale, care sunt destul de accesibile cercetării și dezvăluirii. Celulele unui organism multicelular nu sunt indivizi capabili să existe independent (așa-numitele culturi celulare din afara corpului sunt sisteme biologice create artificial). De regulă, numai acele celule multicelulare care dau naștere la noi indivizi (gameți, zigoți sau spori) și pot fi considerate ca organisme separate sunt capabile de existență independentă. Celula nu poate fi separată de mediu (ca, într-adevăr, orice sistem viu). Concentrarea întregii atenții asupra celulelor individuale duce inevitabil la unificare și la o înțelegere mecanicistă a organismului ca sumă de părți.

, plantele și bacteriile au o structură similară. Mai târziu, aceste concluzii au devenit baza pentru demonstrarea unității organismelor. T. Schwann și M. Schleiden au introdus în știință conceptul fundamental al celulei: nu există viață în afara celulelor.

Teoria celulară a fost completată și editată în mod repetat.

YouTube colegial

    1 / 5

    Citologie. Principii generale structura celulară. Teoria celulei. Pro- și eucariote

    Metode citologice. Teoria celulei

    Teoria celulară | Biologie Clasa 10 # 4 | Lecție de informații

    Citologie: teoria celulară, procariote și eucariote (v1.1)

    Teoria celulară | Biologie Clasa 9 # 4 | Lecție de informații

    Subtitrări

Prevederile teoriei celulare Schleiden-Schwann

Creatorii teoriei și-au formulat principalele prevederi după cum urmează:

  • Toate animalele și plantele sunt formate din celule.
  • Plantele și animalele cresc și se dezvoltă prin apariția de noi celule.
  • Celula este cea mai mică unitate vie, iar întregul organism este o colecție de celule.

Principalele prevederi ale teoriei celulare moderne

Link și Moldnhower stabilesc că celulele plantelor au pereți independenți. Se dovedește că celula este o anumită structură izolată morfologic. În 1831, G. Mohl demonstrează că chiar și astfel de structuri de plante aparent necelulare, cum ar fi acviferele, se dezvoltă din celule.

F. Meyen în „Phytotomy” (1830) descrie celulele vegetale care „fie sunt unice, astfel încât fiecare celulă este un individ special, așa cum se găsește în alge și ciuperci, fie, formând plante mai bine organizate, se combină în mai mult și mai puțin. mase semnificative.” Meijen subliniază independența metabolismului fiecărei celule.

În 1831, Robert Brown descrie nucleul și sugerează că este o componentă permanentă a celulei vegetale.

Școala Purkinje

În 1801, Vigia a introdus conceptul de țesut animal, dar a izolat țesutul pe baza pregătirii anatomice și nu a folosit un microscop. Dezvoltarea ideilor despre structura microscopică a țesuturilor animale este asociată în primul rând cu cercetările lui Purkinje, care și-a fondat școala la Breslavl.

Purkinje și studenții săi (în special trebuie evidențiați G. Valentin) au dezvăluit în prima și cea mai generală formă structura microscopică a țesuturilor și organelor mamiferelor (inclusiv a oamenilor). Purkinje și Valentin au comparat celulele vegetale individuale cu anumite structuri microscopice de țesut ale animalelor, pe care Purkinje le-a numit cel mai adesea „boabe” (pentru unele structuri animale, termenul „celulă” a fost folosit în școala sa).

În 1837, Purkinje a ținut o serie de prelegeri la Praga. În ele, el a raportat observațiile sale cu privire la structura glandelor gastrice, a sistemului nervos etc. În tabelul atașat raportului său, au fost date imagini clare ale unor celule ale țesuturilor animale. Cu toate acestea, Purkinje nu a reușit să stabilească omologia celulelor vegetale și a celulelor animale:

  • în primul rând, prin boabe înțelese acum celule, acum nuclee celulare;
  • în al doilea rând, termenul „celulă” a fost atunci înțeles literal ca „spațiu delimitat de pereți”.

Purkinje a efectuat compararea celulelor vegetale și a „semințelor” animale în termeni de analogie, nu de omologie a acestor structuri (înțelegând termenii „analogie” și „omologie” în sensul modern).

Școala Müller și opera lui Schwann

A doua școală în care a fost studiată structura microscopică a țesuturilor animale a fost laboratorul lui Johannes Müller din Berlin. Müller a studiat structura microscopică a coardei dorsale (coarda); studentul său Henle a publicat un studiu asupra epiteliului intestinal, în care a descris diferitele specii ale acestuia și structura lor celulară.

Aici au fost efectuate studiile clasice ale lui Theodor Schwann, care au pus bazele teoriei celulare. Opera lui Schwann a fost puternic influențată de școala Purkinje și Henle. Schwann a găsit principiul corect pentru compararea celulelor vegetale și a structurilor microscopice elementare ale animalelor. Schwann a reușit să stabilească omologie și să demonstreze corespondența în structura și creșterea structurilor microscopice elementare ale plantelor și animalelor.

Semnificația nucleului din celula Schwann a fost determinată de cercetările lui Matthias Schleiden, care și-a publicat lucrarea „Materials on phytogenesis” în 1838. Prin urmare, Schleiden este adesea numit co-autor al teoriei celulare. Ideea de bază a teoriei celulare - corespondența celulelor vegetale și a structurilor elementare ale animalelor - a fost străină de Schleiden. El a formulat teoria neoplasmului celular dintr-o substanță fără structură, conform căreia, mai întâi, nucleolul se condensează din cea mai mică granularitate, în jurul său se formează un nucleol, care este inițiatorul celulei (citoblast). Cu toate acestea, această teorie s-a bazat pe fapte greșite.

În 1838, Schwann a publicat 3 rapoarte preliminare, iar în 1839 apare eseul său clasic „Studii microscopice privind corespondența în structura și creșterea animalelor și plantelor”, în chiar titlul căruia este exprimată ideea principală a teoriei celulare. :

  • În prima parte a cărții, el examinează structura notocordului și cartilajului, arătând că structurile lor elementare - celulele se dezvoltă în același mod. Mai mult, el demonstrează că structurile microscopice ale altor țesuturi și organe ale organismului animal sunt, de asemenea, celule, destul de comparabile cu celulele cartilajului și notocordului.
  • A doua parte a cărții compară celulele vegetale și celulele animale și arată corespondența dintre acestea.
  • În partea a treia sunt dezvoltate prevederile teoretice și sunt formulate principiile teoriei celulare. Cercetările lui Schwann au fost cele care au oficializat teoria celulară și au dovedit (la nivelul cunoștințelor de atunci) unitatea structurii elementare a animalelor și plantelor. Principala greșeală a lui Schwann a fost opinia pe care și-a exprimat-o după Schleiden despre posibilitatea apariției celulelor dintr-o substanță necelulară fără structură.

Dezvoltarea teoriei celulare în a doua jumătate a secolului al XIX-lea

Începând cu anii 1840 ai secolului al XIX-lea, teoria celulei a fost în centrul atenției întregii biologie și s-a dezvoltat rapid, transformându-se într-o ramură independentă a științei - citologia.

Pentru dezvoltarea ulterioară a teoriei celulare, extinderea acesteia la protisti (protozoare), care au fost recunoscute ca celule cu viață liberă, a avut o importanță semnificativă (Sibold, 1848).

În acest moment, ideea compoziției celulei se schimbă. Importanța secundară a membranei celulare, care era recunoscută anterior ca cea mai esențială parte a celulei, este clarificată, iar importanța protoplasmei (citoplasmei) și a nucleului celulelor (Moll, Cohn, LSTsenkovsky, Leydig, Huxley) este evidențiat, care și-a găsit expresia în definiția unei celule dată de M. Schulze în 1861:

O celulă este o bucată de protoplasmă cu un nucleu în interior.

În 1861, Bryukko a prezentat o teorie a structurii complexe a unei celule, pe care o definește drept „organism elementar”, și clarifică în continuare teoria formării celulelor dintr-o substanță fără structură (citoblastom), dezvoltată de Schleiden și Schwann. S-a descoperit că metoda de formare a celulelor noi este diviziunea celulară, care a fost studiată pentru prima dată de Mole pe alge filamentoase. În respingerea teoriei citoblastemului asupra materialului botanic, studiile lui Negeli și N.I. Zhele au jucat un rol important.

Diviziunea celulelor tisulare la animale a fost descoperită în 1841 de Remak. S-a dovedit că clivajul blastomerelor este o serie de diviziuni succesive (Bishtyuf, N.A. Kelliker). Ideea răspândirii generale a diviziunii celulare ca metodă pentru formarea de noi celule este fixată de R. Virchow sub forma unui aforism:

„Omnis cellula ex cellula”.
Fiecare celulă este dintr-o celulă.

În dezvoltarea teoriei celulare în secolul al XIX-lea, contradicțiile apar puternic, reflectând natura duală a teoriei celulare, care s-a dezvoltat în cadrul conceptului mecanicist al naturii. Deja în Schwann există o încercare de a considera organismul ca o sumă de celule. Această tendință este dezvoltată în special în Patologia celulară a lui Virchow (1858).

Lucrările lui Virchow au avut o influență ambiguă asupra dezvoltării învățării celulare:

  • El a extins teoria celulară în domeniul patologiei, ceea ce a contribuit la recunoașterea universalității predării celulare. Lucrările lui Virchow au consolidat respingerea teoriei citoblastoamelor lui Schleiden și Schwann, au atras atenția asupra protoplasmei și nucleului, recunoscute ca părțile cele mai esențiale ale celulei.
  • Virkhov a condus dezvoltarea teoriei celulare pe calea unei interpretări pur mecaniciste a organismului.
  • Virchow a ridicat celulele la gradul de ființă independentă, drept urmare organismul a fost considerat nu ca un întreg, ci pur și simplu ca o sumă de celule.

secolul XX

Din a doua jumătate a secolului al XIX-lea, teoria celulară a căpătat un caracter din ce în ce mai metafizic, întărit de Fiziologia celulară a lui Verworn, care considera orice proces fiziologic din organism ca o simplă sumă a manifestărilor fiziologice ale celulelor individuale. La sfârșitul acestei linii de dezvoltare a teoriei celulare a apărut teoria mecanicistă a „stării celulare”, în care Haeckel a fost unul dintre susținători. Conform acestei teorii, organismul este comparat cu statul, iar celulele sale - cu cetățenii. Această teorie era contrară principiului integrității organismului.

Direcția mecanicistă în dezvoltarea teoriei celulare a fost aspru criticată. În 1860, IM Sechenov a criticat ideea lui Virchow despre cușcă. Mai târziu, teoria celulară a fost criticată de alți autori. Cele mai serioase și fundamentale obiecții au fost ridicate de Hertwig, A.G.Gurvich (1904), M. Heidenhain (1907), Dobell (1911). Histologul ceh Studnicka (1929, 1934) a criticat pe larg teoria celulară.

În anii 1930, biologul sovietic OB Lepeshinskaya, pe baza datelor cercetărilor sale, a prezentat o „nouă teorie celulară” spre deosebire de „virchowianism”. S-a bazat pe ideea că în ontogenie celulele se pot dezvolta dintr-o materie vie necelulară. Verificarea critică a faptelor prezentate de OB Lepeshinskaya și adepții săi ca bază a teoriei sale nu a confirmat datele privind dezvoltarea nucleelor ​​celulare din „materia vie” fără nucleu.

Teoria celulară modernă

Teoria celulară modernă pornește de la faptul că structura celulară este cea mai importantă formă de existență a vieții, inerentă tuturor organismelor vii, cu excepția virușilor. Îmbunătățirea structurii celulare a fost direcția principală de dezvoltare evolutivă atât la plante, cât și la animale, iar structura celulară a fost păstrată ferm în majoritatea organismelor moderne.

În același timp, prevederile dogmatice și incorecte metodologic ale teoriei celulare ar trebui reevaluate:

  • Structura celulară este principala, dar nu singura formă de existență a vieții. Virușii pot fi considerați forme de viață non-celulare. Adevărat, semnele viețuitoarelor (metabolism, capacitatea de a se reproduce etc.) le arată doar în interiorul celulelor, în afara celulelor virusul este o substanță chimică complexă. Potrivit celor mai mulți oameni de știință, la originea lor, virușii sunt asociați cu celula, fac parte din materialul ei genetic, genele „sălbatice”.
  • S-a dovedit că există două tipuri de celule - procariote (celule de bacterii și arheobacterii), care nu au un nucleu delimitat de membrane și eucariote (celule de plante, animale, ciuperci și protisti), care au un nucleu înconjurat de o membrană dublă cu pori nucleari. Există multe alte diferențe între celulele procariote și eucariote. Majoritatea procariotelor nu au organele interne ale membranei, în timp ce majoritatea eucariotelor au mitocondrii și cloroplaste. Conform teoriei simbiogenezei, aceste organite semi-autonome sunt descendenți ai celulelor bacteriene. Astfel, o celulă eucariotă este un sistem de un nivel superior de organizare; nu poate fi considerată complet omoloagă cu o celulă bacteriană (o celulă bacteriană este omoloagă cu o mitocondrie a unei celule umane). Omologia tuturor celulelor, astfel, a fost redusă la prezența unei membrane exterioare închise a unui strat dublu de fosfolipide (în arhee, are o compoziție chimică diferită decât în ​​alte grupuri de organisme), ribozomi și cromozomi - material ereditar în formă de molecule de ADN care formează un complex cu proteine... Acest lucru, desigur, nu neagă originea comună a tuturor celulelor, ceea ce este confirmat de generalitatea compoziției lor chimice.
  • Teoria celulară a considerat organismul ca o sumă de celule și a dizolvat manifestările vieții organismului în suma manifestărilor vieții celulelor sale constitutive. Aceasta a ignorat integritatea organismului, legile întregului au fost înlocuite cu suma părților.
  • Considerând celula ca un element structural universal, teoria celulară a considerat celulele tisulare și gameții, protisții și blastomerii ca structuri complet omoloage. Aplicabilitatea conceptului de celulă la protisti este o problemă controversată a teoriei celulare, în sensul că multe celule complexe multinucleate ale protiștilor pot fi considerate structuri supercelulare. În celulele tisulare, celulele germinale, protistele se manifestă o organizare celulară generală, exprimată în izolarea morfologică a carioplasmei sub formă de nucleu, dar aceste structuri nu pot fi considerate echivalente calitativ, luând toate caracteristicile lor specifice în afara conceptului de „celulă”. ". În special, gameții animalelor sau plantelor nu sunt doar celule ale unui organism multicelular, ci o generație haploidă specială a ciclului lor de viață, care are caracteristici genetice, morfologice și uneori ecologice și este supusă acțiunii independente a selecției naturale. În același timp, aproape toate celulele eucariote au, fără îndoială, o origine comună și un set de structuri omoloage - elemente ale citoscheletului, ribozomi eucarioți etc.
  • Teoria celulară dogmatică a ignorat specificul structurilor necelulare din corp sau chiar le-a recunoscut, așa cum a făcut Virchow, neînsuflețite. De fapt, pe lângă celule, organismul are structuri supracelulare multinucleate (sincitie, simplaste) și o substanță intercelulară nenucleară, care are capacitatea de a metaboliza și, prin urmare, este vie. A stabili specificul manifestărilor lor de viață și semnificația lor pentru organism este sarcina citologiei moderne. În același timp, atât structurile multinucleate, cât și substanța extracelulară apar numai din celule. Sincitia și simplastele organismelor multicelulare sunt produsul fuziunii celulelor originale, iar substanța extracelulară este produsul secreției lor, adică se formează ca urmare a metabolismului celular.
  • Problema părții și a întregului a fost rezolvată de teoria celulară ortodoxă metafizic: toată atenția a fost transferată către părțile organismului - celule sau „organisme elementare”.

Integritatea organismului este rezultatul unor relații naturale, materiale, care sunt destul de accesibile cercetării și dezvăluirii. Celulele unui organism multicelular nu sunt indivizi capabili să existe independent (așa-numitele culturi celulare din afara corpului sunt sisteme biologice create artificial). De regulă, numai acele celule multicelulare care dau naștere la noi indivizi (gameți, zigoți sau spori) și pot fi considerate ca organisme separate sunt capabile de existență independentă. Celula nu poate fi separată de mediu (ca, într-adevăr, orice sistem viu). Concentrarea întregii atenții asupra celulelor individuale duce inevitabil la unificare și la o înțelegere mecanicistă a organismului ca sumă de părți.

Teoria celulară, curățată de mecanism și completată cu date noi, rămâne una dintre cele mai importante generalizări biologice.

O descoperire foarte importantă în 30 ai secolului al XIX-lea. realizat de un om de știință scoțian Robert Brown... Observând structura unei frunze de plantă printr-un microscop, el a descoperit o formațiune rotundă densă în interiorul celulei, pe care a numit-o miez... Aceasta a fost o descoperire remarcabilă, deoarece a pregătit scena pentru potrivirea tuturor celulelor.
În 1838 g. om de știință german M. Schleiden a ajuns mai întâi la concluzia că nucleul este un element structural indispensabil al tuturor celulelor vegetale. După ce s-a familiarizat cu acest studiu, T. Schwann, un compatriot al lui Schleiden, a fost surprins: a găsit exact aceleași formațiuni în celulele animale, pe care le studia. Comparația unui număr mare de celule vegetale și animale l-a condus la o concluzie neașteptată: toate celulele, în ciuda varietății lor uriașe, sunt similare - au nuclee.
Rezumând faptele disparate, T. Schwann şi M. Schleiden a formulat principalele prevederi ale teoriei celulare: toate organismele vegetale și animale sunt compuse din celule care sunt similare ca structură.

biolog german Rudolf Virchow 20 de ani mai târziu, el a făcut o completare foarte importantă în teoria celulară. El a demonstrat că numărul de celule din organism crește ca urmare a diviziunii celulare, adică. celula provine numai din celulă.
Datorită dezvoltării ulterioare a microscopului luminos și a metodei de colorare a celulelor, descoperirile au urmat una după alta. Într-un timp relativ scurt, nu numai nucleul și citoplasma celulelor au fost izolate și descrise, ci și multe părți conținute în el - organele.

Principalele prevederi ale teoriei celulare în stadiul actual de dezvoltare a biologiei sunt formulate după cum urmează:

  1. Celula este unitatea structurală și funcțională de bază a vieții. Toate organismele sunt compuse din celule, viața unui organism ca întreg este determinată de interacțiunea celulelor sale constitutive.
  2. Celulele tuturor organismelor sunt similare ca compoziție chimică, structură și funcții.
  3. Toate celulele noi se formează atunci când celulele originale se divid.

Celulele animalelor, plantelor și bacteriilor au o structură similară. Mai târziu, aceste concluzii au devenit baza pentru demonstrarea unității organismelor. T. Schwann și M. Schleiden au introdus în știință conceptul fundamental al celulei: nu există viață în afara celulelor. Teoria celulară a fost completată și editată de fiecare dată.

Prevederile teoriei celulare Schleiden-Schwann

  1. Toate animalele și plantele sunt formate din celule.
  2. Plantele și animalele cresc și se dezvoltă prin apariția de noi celule.
  3. Celula este cea mai mică unitate vie, iar întregul organism este o colecție de celule.

Principalele prevederi ale teoriei celulare moderne

  1. O celulă este o unitate elementară a vieții, nu există viață în afara celulei.
  2. Celula este un singur sistem, include multe elemente interconectate în mod natural care reprezintă o formațiune holistică, constând din unități funcționale conjugate - organele.
  3. Celulele tuturor organismelor sunt omoloage.
  4. Celula apare doar prin diviziunea celulei mamă, după ce și-a dublat materialul genetic.
  5. Un organism multicelular este un sistem complex de mai multe celule, unite și integrate în sisteme de țesuturi și organe care sunt conectate între ele.
  6. Celulele organismelor pluricelulare sunt totipotente.

Prevederi suplimentare ale teoriei celulare

Pentru a aduce teoria celulară în acord mai complet cu datele biologiei celulare moderne, lista prevederilor acesteia este adesea completată și extinsă. În multe surse, aceste prevederi suplimentare sunt diferite, setul lor este destul de arbitrar.

  1. Celulele procariotelor și eucariotelor sunt sisteme cu diferite niveluri de complexitate și nu sunt complet omoloage între ele (vezi mai jos).
  2. În centrul diviziunii celulare și al reproducerii organismelor se află copierea informațiilor ereditare - molecule de acid nucleic ("fiecare moleculă dintr-o moleculă"). Prevederile privind continuitatea genetică se aplică nu numai celulei în ansamblu, ci și unora dintre componentele sale mai mici - mitocondrii, cloroplaste, gene și cromozomi.
  3. Un organism pluricelular este un sistem nou, un ansamblu complex de multe celule, unite și integrate în sistemul de țesuturi și organe, conectate între ele prin intermediul factorilor chimici, umorali și nervoși (reglarea moleculară).
  4. Celulele multicelulare sunt totipotente, adică au potențialele genetice ale tuturor celulelor unui anumit organism, sunt echivalente în informații genetice, dar diferă unele de altele prin expresia (lucrarea) diferită a diferitelor gene, ceea ce duce la diversitatea lor morfologică și funcțională. - la diferenţiere.

Poveste

secolul al 17-lea

Link și Moldnhower stabilesc că celulele plantelor au pereți independenți. Se dovedește că celula este o anumită structură izolată morfologic. În 1831, Mole demonstrează că chiar și structurile plantelor aparent necelulare, cum ar fi acviferele, se dezvoltă din celule.

Meijen în „Phytotomy” (1830) descrie celulele vegetale care „fie sunt unice, astfel încât fiecare celulă este un individ special, așa cum se găsește în alge și ciuperci, fie, formând plante mai bine organizate, se combină în mase mai mult sau mai puțin semnificative. ". Meijen subliniază independența metabolismului fiecărei celule.

În 1831, Robert Brown descrie nucleul și sugerează că este o componentă permanentă a celulei vegetale.

Școala Purkinje

În 1801, Vigia a introdus conceptul de țesut animal, dar a izolat țesutul pe baza pregătirii anatomice și nu a folosit un microscop. Dezvoltarea ideilor despre structura microscopică a țesuturilor animale este asociată în primul rând cu cercetările lui Purkinje, care și-a fondat școala la Breslavl.

Purkinje și studenții săi (în special trebuie evidențiați G. Valentin) au dezvăluit în prima și cea mai generală formă structura microscopică a țesuturilor și organelor mamiferelor (inclusiv a oamenilor). Purkinje și Valentin au comparat celulele vegetale individuale cu anumite structuri microscopice de țesut ale animalelor, pe care Purkinje le-a numit cel mai adesea „boabe” (pentru unele structuri animale, termenul „celulă” a fost folosit în școala sa).

În 1837, Purkinje a ținut o serie de prelegeri la Praga. În ele, el a raportat observațiile sale cu privire la structura glandelor gastrice, a sistemului nervos etc. În tabelul atașat raportului său, au fost date imagini clare ale unor celule ale țesuturilor animale. Cu toate acestea, Purkinje nu a reușit să stabilească omologia celulelor vegetale și a celulelor animale:

  • în primul rând, prin boabe înțelese acum celule, acum nuclee celulare;
  • în al doilea rând, termenul „celulă” a fost atunci înțeles literal ca „spațiu delimitat de pereți”.

Purkinje a efectuat compararea celulelor vegetale și a „semințelor” animale în termeni de analogie, nu de omologie a acestor structuri (înțelegând termenii „analogie” și „omologie” în sensul modern).

Școala Müller și opera lui Schwann

A doua școală în care a fost studiată structura microscopică a țesuturilor animale a fost laboratorul lui Johannes Müller din Berlin. Müller a studiat structura microscopică a coardei dorsale (coarda); studentul său Henle a publicat un studiu asupra epiteliului intestinal, în care a descris diferitele specii ale acestuia și structura lor celulară.

Aici au fost efectuate studiile clasice ale lui Theodor Schwann, care au pus bazele teoriei celulare. Opera lui Schwann a fost puternic influențată de școala Purkinje și Henle. Schwann a găsit principiul corect pentru compararea celulelor vegetale și a structurilor microscopice elementare ale animalelor. Schwann a reușit să stabilească omologie și să demonstreze corespondența în structura și creșterea structurilor microscopice elementare ale plantelor și animalelor.

Semnificația nucleului din celula Schwann a fost determinată de cercetările lui Matthias Schleiden, care și-a publicat lucrarea „Materials on phytogenesis” în 1838. Prin urmare, Schleiden este adesea numit co-autor al teoriei celulare. Ideea de bază a teoriei celulare - corespondența celulelor vegetale și a structurilor elementare ale animalelor - a fost străină de Schleiden. El a formulat teoria neoplasmului celular dintr-o substanță fără structură, conform căreia, mai întâi, nucleolul se condensează din cea mai mică granularitate, în jurul său se formează un nucleol, care este inițiatorul celulei (citoblast). Cu toate acestea, această teorie s-a bazat pe fapte greșite.

În 1838, Schwann a publicat 3 rapoarte preliminare, iar în 1839 apare eseul său clasic „Studii microscopice privind corespondența în structura și creșterea animalelor și plantelor”, în chiar titlul căruia este exprimată ideea principală a teoriei celulare. :

  • În prima parte a cărții, el examinează structura notocordului și cartilajului, arătând că structurile lor elementare - celulele se dezvoltă în același mod. Mai mult, el demonstrează că structurile microscopice ale altor țesuturi și organe ale organismului animal sunt, de asemenea, celule, destul de comparabile cu celulele cartilajului și notocordului.
  • A doua parte a cărții compară celulele vegetale și celulele animale și arată corespondența dintre acestea.
  • În partea a treia sunt dezvoltate prevederile teoretice și sunt formulate principiile teoriei celulare. Cercetările lui Schwann au fost cele care au oficializat teoria celulară și au dovedit (la nivelul cunoștințelor de atunci) unitatea structurii elementare a animalelor și plantelor. Principala greșeală a lui Schwann a fost opinia pe care și-a exprimat-o după Schleiden despre posibilitatea apariției celulelor dintr-o substanță necelulară fără structură.

Dezvoltarea teoriei celulare în a doua jumătate a secolului al XIX-lea

Începând cu anii 1840 ai secolului al XIX-lea, teoria celulei a fost în centrul atenției întregii biologie și s-a dezvoltat rapid, transformându-se într-o ramură independentă a științei - citologia.

Pentru dezvoltarea ulterioară a teoriei celulare, extinderea acesteia la protisti (protozoare), care au fost recunoscute ca celule cu viață liberă, a avut o importanță semnificativă (Sibold, 1848).

În acest moment, ideea compoziției celulei se schimbă. Importanța secundară a membranei celulare, care era recunoscută anterior ca cea mai esențială parte a celulei, este clarificată, iar importanța protoplasmei (citoplasmei) și a nucleului celulelor (Moll, Cohn, LSTsenkovsky, Leydig, Huxley) este evidențiat, care și-a găsit expresia în definiția unei celule dată de M. Schulze în 1861:

O celulă este o bucată de protoplasmă cu un nucleu în interior.

În 1861, Bryukko a prezentat o teorie despre structura complexă a unei celule, pe care o definește drept „organism elementar”, și clarifică în continuare teoria formării celulelor dintr-o substanță fără structură (citoblastom), dezvoltată de Schleiden și Schwann. S-a descoperit că metoda de formare a celulelor noi este diviziunea celulară, care a fost studiată pentru prima dată de Mole pe alge filamentoase. În respingerea teoriei citoblastemului asupra materialului botanic, studiile lui Negeli și N.I. Zhele au jucat un rol important.

Diviziunea celulelor tisulare la animale a fost descoperită în 1841 de Remak. S-a dovedit că clivajul blastomerelor este o serie de diviziuni succesive (Bishtyuf, N.A. Kelliker). Ideea răspândirii generale a diviziunii celulare ca metodă pentru formarea de noi celule este fixată de R. Virchow sub forma unui aforism:

„Omnis cellula ex cellula”.
Fiecare celulă este dintr-o celulă.

În dezvoltarea teoriei celulare în secolul al XIX-lea, contradicțiile apar puternic, reflectând natura duală a teoriei celulare, care s-a dezvoltat în cadrul conceptului mecanicist al naturii. Deja în Schwann există o încercare de a considera organismul ca o sumă de celule. Această tendință este dezvoltată în special în Patologia celulară a lui Virchow (1858).

Lucrările lui Virchow au avut o influență ambiguă asupra dezvoltării învățării celulare:

  • El a extins teoria celulară în domeniul patologiei, ceea ce a contribuit la recunoașterea universalității predării celulare. Lucrările lui Virchow au consolidat respingerea teoriei citoblastoamelor lui Schleiden și Schwann, au atras atenția asupra protoplasmei și nucleului, recunoscute ca părțile cele mai esențiale ale celulei.
  • Virkhov a condus dezvoltarea teoriei celulare pe calea unei interpretări pur mecaniciste a organismului.
  • Virchow a ridicat celulele la gradul de ființă independentă, drept urmare organismul a fost considerat nu ca un întreg, ci pur și simplu ca o sumă de celule.

secolul XX

Din a doua jumătate a secolului al XIX-lea, teoria celulară a căpătat un caracter din ce în ce mai metafizic, întărit de Fiziologia celulară a lui Verworn, care considera orice proces fiziologic din organism ca o simplă sumă a manifestărilor fiziologice ale celulelor individuale. La sfârșitul acestei linii de dezvoltare a teoriei celulare a apărut teoria mecanicistă a „stării celulare”, în care Haeckel a fost unul dintre susținători. Conform acestei teorii, organismul este comparat cu statul, iar celulele sale - cu cetățenii. Această teorie era contrară principiului integrității organismului.

Direcția mecanicistă în dezvoltarea teoriei celulare a fost aspru criticată. În 1860, IM Sechenov a criticat ideea lui Virchow despre cușcă. Mai târziu, teoria celulară a fost criticată de alți autori. Cele mai serioase și fundamentale obiecții au fost ridicate de Hertwig, A.G.Gurvich (1904), M. Heidenhain (1907), Dobell (1911). Histologul ceh Studnicka (1929, 1934) a criticat pe larg teoria celulară.

În anii 1930, biologul sovietic OB Lepeshinskaya, pe baza datelor cercetărilor sale, a prezentat o „nouă teorie celulară” spre deosebire de „virchowianism”. S-a bazat pe ideea că în ontogenie celulele se pot dezvolta dintr-o materie vie necelulară. Verificarea critică a faptelor prezentate de OB Lepeshinskaya și adepții săi ca bază a teoriei sale nu a confirmat datele privind dezvoltarea nucleelor ​​celulare din „materia vie” fără nucleu.

Teoria celulară modernă

Teoria celulară modernă pornește de la faptul că structura celulară este cea mai importantă formă de existență a vieții, inerentă tuturor organismelor vii, cu excepția virușilor. Îmbunătățirea structurii celulare a fost direcția principală de dezvoltare evolutivă atât la plante, cât și la animale, iar structura celulară a fost păstrată ferm în majoritatea organismelor moderne.

În același timp, prevederile dogmatice și incorecte metodologic ale teoriei celulare ar trebui reevaluate:

  • Structura celulară este principala, dar nu singura formă de existență a vieții. Virușii pot fi considerați forme de viață non-celulare. Adevărat, semnele viețuitoarelor (metabolism, capacitatea de a se reproduce etc.) le arată doar în interiorul celulelor, în afara celulelor virusul este o substanță chimică complexă. Potrivit celor mai mulți oameni de știință, la originea lor, virușii sunt asociați cu celula, fac parte din materialul ei genetic, genele „sălbatice”.
  • S-a dovedit că există două tipuri de celule - procariote (celule de bacterii și arheobacterii), care nu au un nucleu delimitat de membrane și eucariote (celule de plante, animale, ciuperci și protisti), care au un nucleu înconjurat de o membrană dublă cu pori nucleari. Există multe alte diferențe între celulele procariote și eucariote. Majoritatea procariotelor nu au organele interne ale membranei, în timp ce majoritatea eucariotelor au mitocondrii și cloroplaste. Conform teoriei simbiogenezei, aceste organite semi-autonome sunt descendenți ai celulelor bacteriene. Astfel, o celulă eucariotă este un sistem de un nivel superior de organizare; nu poate fi considerată complet omoloagă cu o celulă bacteriană (o celulă bacteriană este omoloagă cu o mitocondrie a unei celule umane). Omologia tuturor celulelor, astfel, a fost redusă la prezența unei membrane exterioare închise a unui strat dublu de fosfolipide (în arhee, are o compoziție chimică diferită decât în ​​alte grupuri de organisme), ribozomi și cromozomi - material ereditar în formă de molecule de ADN care formează un complex cu proteine... Acest lucru, desigur, nu neagă originea comună a tuturor celulelor, ceea ce este confirmat de generalitatea compoziției lor chimice.
  • Teoria celulară a considerat organismul ca o sumă de celule și a dizolvat manifestările de viață ale organismului în suma manifestărilor de viață ale celulelor sale constitutive. Aceasta a ignorat integritatea organismului, legile întregului au fost înlocuite cu suma părților.
  • Considerând celula ca un element structural universal, teoria celulară a considerat celulele tisulare și gameții, protisții și blastomerii ca structuri complet omoloage. Aplicabilitatea conceptului de celulă la protisti este o problemă controversată a teoriei celulare, în sensul că multe celule complexe multinucleate ale protiștilor pot fi considerate structuri supercelulare. În celulele tisulare, celulele germinale, protistele se manifestă o organizare celulară generală, exprimată în izolarea morfologică a carioplasmei sub formă de nucleu, dar aceste structuri nu pot fi considerate echivalente calitativ, luând toate caracteristicile lor specifice în afara conceptului de „celulă”. ". În special, gameții animalelor sau plantelor nu sunt doar celule ale unui organism multicelular, ci o generație haploidă specială a ciclului lor de viață, care are caracteristici genetice, morfologice și uneori ecologice și este supusă acțiunii independente a selecției naturale. În același timp, aproape toate celulele eucariote au, fără îndoială, o origine comună și un set de structuri omoloage - elemente ale citoscheletului, ribozomi eucarioți etc.
  • Teoria celulară dogmatică a ignorat specificul structurilor necelulare din corp sau chiar le-a recunoscut, așa cum a făcut Virchow, neînsuflețite. De fapt, pe lângă celule, organismul are structuri supracelulare multinucleate (sincitie, simplaste) și o substanță intercelulară nenucleară, care are capacitatea de a metaboliza și, prin urmare, este vie. A stabili specificul manifestărilor lor de viață și semnificația lor pentru organism este sarcina citologiei moderne. În același timp, atât structurile multinucleate, cât și substanța extracelulară apar numai din celule. Sincitia și simplastele organismelor multicelulare sunt produsul fuziunii celulelor originale, iar substanța extracelulară este produsul secreției lor, adică se formează ca urmare a metabolismului celular.
  • Problema părții și a întregului a fost rezolvată de teoria celulară ortodoxă metafizic: toată atenția a fost transferată către părțile organismului - celule sau „organisme elementare”.

Integritatea organismului este rezultatul unor relații naturale, materiale, care sunt destul de accesibile cercetării și dezvăluirii. Celulele unui organism multicelular nu sunt indivizi capabili să existe independent (așa-numitele culturi celulare din afara corpului sunt sisteme biologice create artificial). De regulă, numai acele celule multicelulare care dau naștere la noi indivizi (gameți, zigoți sau spori) și pot fi considerate ca organisme separate sunt capabile de existență independentă. Celula nu poate fi separată de mediu (ca, într-adevăr, orice sistem viu). Concentrarea întregii atenții asupra celulelor individuale duce inevitabil la unificare și la o înțelegere mecanicistă a organismului ca sumă de părți.

Publicații similare