Сучасні положення клітинної теорії

Історія вчення про клітину

Винахід мікроскопа — головна умова вивчення клітини.

Вивчення будови і функції клітин тісно пов’язано з винайденням та удосконаленням мікроскопів. Світловий, а пізніше й електронний мікроскопи розширили можливості структурного аналізу живої матерії.

Деякі історичні етапи розвитку мікроскопічної техніки і проникнення її в цитологію.

Оптичні лінзи були винайдені в кінці XIII ст. для корекції короткозорості (двояковвігнуті лінзи). Для наукових досліджень оптичні лінзи почали використовувати лише з кінця XVII ст., коли відомий Галілей сконструював спочатку телескоп, а потім в 1609 р. і мікроскоп. Він складався з об’єктива та окуляра. Перші його мікроскопи давали збільшення лише в 35-40 разів. Причому оптика перших мікроскопів була примітивною: об’єктиви давали значну хроматичну і сферичну аберації, тому при значному збільшенні зображення було нечітким. Подальше вдосконалення світлового мікроскопу стосувалося:

1) покращення освітлення об’єктива шляхом введення збірних лінз (Роберт Гук, Англія, 1668 р.), освітлювального дзеркала (Гертелло, Німеччина, 1715 р.);

2) усунення хроматичної і сферичної аберації шляхом кращого шліфування лінз, застосування систем лінз замість однієї як в об’єктиві, так і в окулярі;

3) одержання більшого збільшення шляхом виготовлення більш сильних лінз і застосування водної та масляної імерсій.

Нарешті, у 1886 році Аббе Е. (Німеччина) сконструював апохромати, які досягли межі роздільної здатності світлового мікроскопа, що залежить від довжини хвилі кванта світла. Під роздільною здатністю розуміють мінімальний розмір об’єкта, коли в ньому можна розрізнити дві точки. Роздільна здатність дорівнює половині довжини хвилі. Довжина світлової хвилі в середньому складає близько 0,4 мкм. Отже, роздільна здатність світлового мікроскопа дорівнює 0,2 мкм. Далі настає явище дифракції світлової хвилі. Якісно новий стрибок у вивченні будови і функції клітини зіграв винахід електронного мікроскопа, ідею і першу конструкцію якого запропонували в 1928-1931 рр. Руска Е., Кноль М., Борріє Б. В електронних мікроскопах використовуються електрони, які при дуже великих швидкостях проявляють хвильові властивості, що дозволяє використовувати їх подібно світловим хвилям. Кращі з них дають роздільну здатність 0,6-1 нм, а новітні — до 0,3 нм.

Відзначимо основні історичні етапи у вивченні будови і функції клітин, які призвели до формулювання клітинної теорії. Перше цитологічне дослідження належить секретарю Лондонського Королівського Товариства, різнобічному вченому (фізику, астроному, геологу та біологу) Роберту Гуку. У своїй відомій монографії («Мікрографії»), опублікованій у 1665 р. він описав мікроскопічну будову різних предметів. Уже в червні 1671 р. з’явилися роботи італійця Марчелло Мальпігі та англійця Неємія Грю, які незалежно один від одного надали перший систематичний опис мікроструктури органів рослин, що поклали початок анатомії рослин. Окрім того, Грю увів термін «тканина». Вони прийшли до висновку про загальність клітинної будови рослинної тканини.

Мікроскопічне вивчення органів тварин було відсутнє. На це були причини. По-перше, розміри тваринних клітин значно менші, ніж рослинних; по-друге, межі між клітинами не так різко виражені. Вперше ізольовані тваринні клітини побачив Антоні ван Левенгук. Він відкрив мікроскопічний світ тварин інфузорій, описав еритроцити, сперматозоїди (Левенгук проводив свої спостереження протягом більше 50 років, починаючи з 1679 р.).

Пізніше, 1831-1833 рр. шотландський мандрівник і фізик Роберт Броун, який відкрив броунівський рух, виявив ядро в рослинній клітині, дав йому назву нуклеус — ядро. Честь і заслуга засновника клітинної теорії належить зоологу Т. Шванну, який будучи чудовим дослідником, навів ряд переконливих доказів клітинної будови тварин.

Основні положення клітинної теорії, сформульованої Шванном, наступні:

1) всі тканини рослинних і тваринних організмів складаються з клітин, будова яких гомологічна один одному;

2) всі клітини виникають одним шляхом, а саме, шляхом цитогенезису — самозародження всередині клітини або з міжклітинної живої речовини; вважав, що клітини утворюються з грудочок протоплазми не тільки всередині старих клітин (за Шлейденом), але й із живої речовини, яка знаходиться між клітинами; клітинний поділ на той час був ще невідомий, але головне в цьому положенні — всезагальність принципу утворення клітин;

3) кожна клітина живе самостійним життям; Шванн уявляв собі багатоклітинний організм, як сукупність життєдіяльності окремих клітин.

Другий і третій пункти клітинної теорії Шванна в подальшому були уточнені та виправлені наступними дослідниками. Однак саме перше положення: спільність клітинної будови всіх живих організмів — було основним фундаментом клітинної теорії.

Подальший розвиток клітинна теорія отримала в дослідженнях великого німецького лікаря, основоположника патологічної анатомії Рудольфа Вірхова. Його основна праця — «Целюлярна патологія, як вчення, засноване на фізіологічній і патологічній гістології», опублікована в 1858 р. У ній він переконливо довів, що нова клітина може виникнути тільки з попередньої клітини шляхом поділу. Коротка послідовність відкриттів у цитології, зроблених після 1855 р., коли були затверджені Вірховим Р. і його школою положення клітинної теорії про походження нових клітин шляхом поділу:

1866 р. — Вейсман встановив, що зберігання та передачу спадкових ознак здійснює ядро;

1866-1888 рр. — більш докладно вивчено клітинний мітотичний поділ і описані хромосоми;

1880-1883 рр. — відкриті пластиди і, зокрема, хлоропласти;

1890 р. — відкриті мітохондрії,

1898 р. — відкрито апарат Гольджі;

1887-1890 рр. — удосконалення світлового мікроскопа, досягнення меж його роздільної здатності, удосконалення техніки приготування препаратів для світлової мікроскопії, уповільнення розвитку цитології;

1930 р. — винахід електронного мікроскопа і його вдосконалення;

1946 р. — і по теперішній час — застосування електронного мікроскопа в біологічних дослідженнях — епоха вивчення ультраструктури клітини, відкриття генетичного коду.

Основні положення клітинної теорії зберегли своє значення до сьогодні. Але вона суттєво переопрацьована та доповнена, особливо у першій половині ХХ ст., зарубіжними (Дріш Г., Гетвінг О., Шаксель Ю., Берталанді Л.) та вітчизняними вченими (Румянцев А. В., Вермель Є. М., Насонов Д. А. та Заварзін А. А.). В основному було переглянуто механістичне положення клітинної теорії Шванна-Вірхова про багатоклітинний організм як про просту сукупність клітин.

На даному етапі клітинна теорія висуває наступні положення:

1) клітина — елементарна одиниця живого;

2) клітини різних організмів гомологічні за своєю будовою;

3) розмноження клітини відбувається шляхом поділу вихідної клітини;

4) багатоклітинний організм являє собою складні цілісні клітинні системи, поєднані в тканини та органи, які підпорядковані та пов’язані між собою міжклітинними, гуморальними, нервовими та імунними формами регуляції.

В даний час з’ясовано, що існує дві форми життя: клітинна та не клітинна. Не клітинна форма життя представлена вірусами, які по суті складаються з молекули нуклеїнової кислоти, покритої білковою та ліпідною оболонками. Вони не мають власних ферментів і свою життєдіяльність можуть проявляти лише в інших клітинах. В клітинній формі життя проявляються всі її властивості: саморегуляція, самовідновлення.

Контрольні питання:

1. Що є предметом цитології?

2. Назвіть основні методологічні підходи до вивчення клітини.

3. Охарактеризуйте основні історичні етапи розвитку мікроскопічної техніки.

4. Які положення клітинної теорії Т. Шванна, Р. Вірхова підтверджені положеннями сучасної цитології? Які залишені?

Література: основна — 1-3, 5; додаткова — 1-8.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Предмет цитології	\|	Мембранні ліпіди

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.