Содержание

1. Общие сведения

2. Основы клеточной  теории

3. История

3.1 XVII век

3.2 XVIII век

3.3 XIX век

4. Школа Пуркинье

5. Школа Мюллера  и работа Шванна

6. Развитие клеточной теории

6.1 Во второй  половине XIX века

6.2 XX век

7. Современная  клеточная теория

Список использованной литературы

 

      1. Общие сведения

 

     Клеточная теория — основополагающая для общей  биологии теория, сформулированная в  середине XIX века, предоставившая базу для понимания закономерностей  живого мира и для развития эволюционного  учения. Маттиас Шлейден и Теодор Шванн сформулировали клеточную теорию, основываясь на множестве исследований о клетке (1838).

     Шлейден и Шванн, обобщив имеющиеся знания о клетке, доказали, что клетка является основной единицей любого организма. Клетки животных, растений и бактерий имеют схожее строение. Позднее эти заключения стали основой для доказательства единства организмов. Т. Шванн и М. Шлейден ввели в науку основополагающее представление о клетке: вне клеток нет жизни.

 

      2. Основы клеточной теории

 

     Современная клеточная теория включает следующие основные положения:

1. Клетка — основная единица строения и развития всех живых организмов, наименьшая единица живого.
2. В сложных многоклеточных организмах клетки дифференцированы по выполняемой ими функции и образуют ткани; из тканей состоят органы, которые тесно связаны между собой и подчинены нервным и гуморальным системам регуляции.
3. Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов гомологичны по своему строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ.
4. Размножение клеток происходит путем их деления. Положения о генетической непрерывности относится не только к клетке в целом, но и к некоторым из ее более мелких компонентов — к генам и хромосомам, а также к генетическому механизму, обеспечивающему передачу вещества наследственности следующему поколению.

 

      3. История

     3.1 XVII век

 

     1665 год — английский физик Гук  в работе «Микрография» описывает  строение пробки, на тонких срезах  которой он нашел правильно  расположенные пустоты. Эти пустоты Гук назвал «порами, или клетками». Наличие подобной структуры было известно ему и в некоторых других частях растений.

     1670-е  годы — итальянский медик и  натуралист М. Мальпиги и английский  натуралист Н. Грю описали в  разных органах растений «мешочки, или пузырьки» и показали широкое распространение растений клеточного строения. Клетки изображал на своих рисунках и голландский микроскопист А. Левенгук.

     Исследователи XVII века, показавшие распространенность «клеточного строения» растений, не оценили значение открытия клетки. Они представляли клетки в качестве пустот в непрерывной массе растительных тканей. Грю рассматривал стенки клеток как волокна, поэтому он ввел термин «ткань», по аналогии с текстильной тканью. Исследования микроскопического строения органов животных носили случайный характер и не дали каких-либо знаний об их клеточном строении.

     3.2 XVIII век

 

     В XVIII веке совершаются первые попытки  сопоставления микроструктуры клеток растений и животных. К. Ф. Вольф в  работе «Теории зарождения» (1759) пытается сравнить развитие микроскопического строения растений и животных. По Вольфу, зародыш как у растений, так и у животных развивается из бесструктурного вещества, в котором движение создают каналы (сосуды) и пустоты (клетки). Фактические данные, приводившиеся Вольфом, были им ошибочно истолкованы и не прибавили новых знаний к тому, что было известно микроскопистам XVII века. Однако теоретические представления в значительной мере предвосхитили идеи будущей клеточной теории.

     К попыткам сопоставить строение растений и животных относятся натурфилософские определения Л. Окена о единстве живой природы, который предугадал существование единого структурного элемента, лежащего в основе живого. Однако эта мысль не опиралась на факты, а потому привела Окена к неверной трактовке наблюдаемых явлений.

     3.3 XIX век

 

     В первую четверть XIX века происходит значительное углубление представлений о клеточном  строении растений, что связано с  существенными улучшениями в  конструкции микроскопа (в частности, созданием ахроматических линз).

     Линк  и Молднхоуэр устанавливают наличие  у растительных клеток самостоятельных  стенок. Выясняется, что клетка есть некая морфологически обособленная структура. В 1831 году Моль доказывает, что даже такие, казалось бы, неклеточные  структуры растений, как водоносные трубки, развиваются из клеток.

     Мейен в «Фитотомии» (1830) описывает растительные клетки, которые «бывают или одиночными, так что каждая клетка представляет собой особый индивид, как это  встречается у водорослей и грибов, или же, образуя более высоко организованные растения, они соединяются в более и менее значительные массы». Мейен подчёркивает самостоятельность обмена веществ каждой клетки.

     В 1831 году Роберт Браун описывает ядро и высказывает предположение, что  оно является составной частью растительной клетки.

 

      4. Школа Пуркинье

 

     В 1801 году Вигиа ввёл понятие о тканях животных, однако он выделял ткани  на основании анатомического препарирования и не применял микроскопа. Развитие представлений о микроскопическом строении тканей животных связано прежде всего с исследованиями Пуркинье, основавшего в Бреславле свою школу.

     Пуркинье  и его ученики (особенно следует  выделить Г. Валентина) выявили в  первом и самом общем виде микроскопическое строение тканей и органов млекопитающих (в том числе и человека). Пуркинье и Валентин сравнивали отдельные клетки растений с частными микроскопическими тканевыми структурами животных, которые Пуркинье чаще всего называл «зернышками» (для некоторых животных структур в его школе применялся термин «клетка»).

     В 1837 г. Пуркинье выступил в Праге с  серией докладов. В них он сообщил  о своих наблюдениях над строением  желудочных желёз, нервной системы  и т. д. В таблице, приложенной  к его докладу, были даны ясные  изображения некоторых клеток животных тканей. Тем не менее установить гомологию клеток растений и клеток животных Пуркинье не смог:

• во-первых, под зёрнышками он понимал то клетки, то клеточные ядра;
• во-вторых, термин «клетка» тогда понимался буквально как «пространство, ограниченное стенками».

     Сопоставление клеток растений и «зёрнышек» животных Пуркинье вёл в плане аналогии, а не гомологии этих структур (понимая термины «аналогия» и «гомология» в современном смысле).

 

      5. Школа Мюллера и работа Шванна

 

     Второй  школой, где изучали микроскопическое строение животных тканей, была лаборатория Иоганнеса Мюллера в Берлине. Мюллер изучал микроскопическое строение спинной струны (хорды); его ученик Генле опубликовал исследование о кишечном эпителии, в котором дал описание различных его видов и их клеточного строения.

     Теодор  Шванн сформулировал принципы клеточной  теории.

     Здесь были выполнены классические исследования Теодора Шванна, заложившие основание  клеточной теории. На работу Шванна оказала сильное влияние школа  Пуркинье и Генле. Шванн нашёл  правильный принцип сравнения клеток растений и элементарных микроскопических структур животных. Шванн смог установить гомологию и доказать соответствие в строении и росте элементарных микроскопических структур растений и животных.

     На  значение ядра в клетке Шванна натолкнули исследования Шлейдена, у которого в 1838 году вышла работа «Материалы по фитогенезу». Поэтому Шлейдена часто называют соавтором клеточной теории. Основная идея клеточной теории — соответствие клеток растений и элементарных структур животных — была чужда Шлейдену. Он сформулировал теорию новообразования клеток из бесструктурного вещества, согласно которой сначала из мельчайшей зернистости конденсируется ядрышко, вокруг него образуется ядро, являющееся образователем клетки (цитобластом). Однако эта теория опиралась на неверные факты.

     В 1838 году Шванн публикует 3 предварительных  сообщения, а в 1839 году появляется его  классическое сочинение «Микроскопические  исследования о соответствии в структуре  и росте животных и растений», в самом заглавии которого выражена основная мысль клеточной теории:

     В первой части книги рассматривается  строение хорды и хряща, показывая, что их элементарные структуры — клетки развиваются одинаково. Далее он доказывает, что микроскопические структуры других тканей и органов животного организма — это тоже клетки, вполне сравнимые с клетками хряща и хорды.

     Во  второй части книги сравниваются клетки растений и клетки животных и показывается их соответствие.

     В третьей части развиваются теоретические  положения и формулируются принципы клеточной теории. Именно исследования Шванна оформили клеточную теорию и  доказали (на уровне знаний того времени и со множеством ошибок) единство элементарной структуры животных и растений.

 

      6. Развитие клеточной  теории

     6.1 Во второй половине XIX века

 

     С 1840-х века учение о клетке оказывается  в центре внимания всей биологии и  бурно развивается, превратившись  в самостоятельную отрасль науки — цитологию.

     Для дальнейшего развития клеточной  теории существенное значение имело  ее распространение на протистов (простейших), которые были признаны свободно живущими клетками (Сибольд, 1848).

     В это время:

• Изменяется представление о композиции клетки;
• выясняется второстепенное значение клеточной оболочки, которая ранее признавалась самой существенной частью клетки;
• выдвигается на первый план значение протоплазмы и ядра клеток (Моль, Кон, Л. С. Ценковский, Лейдиг, Гексли), что нашло своё выражение в определении клетки, данном М. Шульце в 1861 г.:

     Клетка  — это комочек протоплазмы  с содержащимся внутри ядром.

     В 1861 году Брюкко выдвигает теорию о  сложном строении клетки, которую  он определяет как «элементарный  организм», выясняет далее развитую Шлейдоном и Шванном теорию клеткообразования из бесструктурного вещества (цитобластемы). Обнаружено, что способом образования новых клеток является клеточное деление, которое впервые было изучено Молем на нитчатых водорослях. В опровержении теории цитобластемы на ботаническом материале большую роль сыграли исследования Неголи и Н. И. Желе.

     Деление тканевых клеток у животных было открыто  в 1841 г. Ремарком. Выяснилось, что дробление  бластов есть серия последовательных делений (Биштюф, Н. А. Келликер). Идея о всеобщем распространении клеточного деления как способа образования новых клеток закрепляется Р. Вирховом в виде афоризма:

     «Omnis cellula ex cellula».

     Всякая  клетка — из другой клетки.

     В развитии клеточной теории в XIX веке остро встают противоречия, отражающие двойственный характер клеточного учения, развивавшегося в рамках механистического представления о природе. Уже у Шванна встречается попытка рассматривать организм как сумму клеток. Эта тенденция получает особое развитие в «Целлюлярной патологии» Вирхова (1858).

     Работы  Вирхова оказали неоднозначное  влияние на развитие клеточного учения: