Cellteori

Den andra skolan där den mikroskopiska strukturen hos djurvävnader studerades var Johannes Müllers laboratorium i Berlin. Müller studerade den mikroskopiska strukturen av den dorsala strängen (ackordet); hans elev Henle publicerade en studie om tarmepitel, där han gav en beskrivning av dess olika typer och deras cellstruktur.

Här genomfördes de klassiska studierna av Theodor Schwann, som lade grunden för cellteorin. Schwanns arbete var starkt influerat av Purkinje och Henles skola . Schwann hittade den korrekta principen för att jämföra växtceller och djurens elementära mikroskopiska strukturer. Han kunde etablera homologi och bevisa överensstämmelse i strukturen och tillväxten av de elementära mikroskopiska strukturerna hos växter och djur.

Betydelsen av kärnan i Schwann-cellen föranleddes av forskning av Matthias Schleiden, som 1838 publicerade verket Materials on Phytogenesis. Därför kallas Schleiden ofta för en medförfattare till cellteorin. Grundidén med cellteorin - överensstämmelsen mellan växtceller och djurens elementära strukturer - var främmande för Schleiden. Han formulerade teorin om ny cellbildning från en strukturlös substans, enligt vilken kärnan först kondenserar från minsta granularitet, och en kärna bildas runt den, som är cellens tidigare (cytoblast). Denna teori var dock baserad på felaktiga fakta.

1838 publicerade Schwann 3 preliminära rapporter, och 1839 dök hans klassiska verk "Mikroskopiska studier om överensstämmelsen i strukturen och tillväxten av djur och växter", i själva titeln vars huvudidé av cellteorin uttrycks :

• I den första delen av boken undersöker han strukturen av notokordet och brosket , och visar att deras elementära strukturer - celler utvecklas på samma sätt. Vidare bevisar han att de mikroskopiska strukturerna i andra vävnader och organ i djurorganismen också är celler, ganska jämförbara med cellerna i brosk och ackord.
• Den andra delen av boken jämför växtceller och djurceller och visar deras överensstämmelse.
• Den tredje delen utvecklar teoretiska bestämmelser och formulerar principerna för cellteorin. Det var Schwanns forskning som formaliserade cellteorin och bevisade (på den tidens kunskapsnivå) enheten i den elementära strukturen hos djur och växter. Schwanns största misstag var hans åsikt, efter Schleiden, om möjligheten av uppkomsten av celler från en strukturlös icke-cellulär substans.

Utveckling av cellteorin under andra hälften av 1800-talet

Sedan 1840-talet av 1800-talet har teorin om cellen stått i centrum för all biologi och har utvecklats snabbt och förvandlats till en oberoende gren av vetenskapen - cytologi .

För vidareutvecklingen av cellteorin var dess utvidgning till protister (protozoer), som erkändes som fritt levande celler, väsentlig (Siebold, 1848).

Vid denna tidpunkt förändras idén om cellens sammansättning. Den sekundära betydelsen av cellmembranet, som tidigare erkänts som den mest väsentliga delen av cellen, klargörs, och vikten av protoplasman (cytoplasman) och cellkärnan (Mol, Kohn, L. S. Tsenkovsky , Leydig , Huxley) är aktualiserats , vilket fick sitt uttryck i definitionen av cellen som gavs av M. Schulze 1861:

En cell är en klump av protoplasma med en kärna inuti.

År 1861 lägger Brucco fram en teori om cellens komplexa struktur, som han definierar som en "elementär organism", förtydligar teorin om cellbildning från ett strukturlöst ämne (cytoblastema) som vidareutvecklats av Schleiden och Schwann. Man fann att metoden för bildning av nya celler är celldelning, som först studerades av Mole på trådiga alger. I vederläggningen av teorin om cytoblastema på botaniskt material spelade studierna av Negeli och N. I. Zhele en viktig roll.

Uppdelningen av vävnadsceller hos djur upptäcktes 1841 av Remak . Det visade sig att fragmenteringen av blastomerer är en serie på varandra följande divisioner (Bishtyuf, N. A. Kelliker). Idén om den universella spridningen av celldelning som ett sätt att bilda nya celler fixeras av R. Virchow i form av en aforism:

"Omnis cellula ex cellula".
Varje cell från en cell.

I utvecklingen av cellteorin på 1800-talet uppstår skarpa motsättningar, vilket speglar den dubbla karaktären hos den cellulära teorin som utvecklades inom ramen för en mekanistisk naturuppfattning. Redan i Schwann finns ett försök att betrakta organismen som en summa av celler. Denna trend utvecklas särskilt i Virchows "Cellular Pathology" (1858).

Virchows arbete hade en tvetydig inverkan på utvecklingen av cellulär vetenskap:

• Han utvidgade cellteorin till patologiområdet, vilket bidrog till erkännandet av den cellulära lärans universalitet. Virchows arbete konsoliderade förkastandet av Schleiden och Schwanns teori om cytoblastema, uppmärksammade protoplasman och kärnan, erkänd som de mest väsentliga delarna av cellen.
• Virchow styrde utvecklingen av cellteorin längs vägen till en rent mekanistisk tolkning av organismen.
• Virchow höjde celler till nivån av en oberoende varelse, vilket resulterade i att organismen inte betraktades som en helhet, utan helt enkelt som en summa av celler.

1900-talet

Från 1800-talets andra hälft fick cellteorin en allt mer metafysisk karaktär, förstärkt av Ferworns Cellular Physiology, som ansåg varje fysiologisk process som inträffade i kroppen som en enkel summa av de fysiologiska manifestationerna av enskilda celler. I slutet av denna utvecklingslinje för cellteorin uppträdde den mekanistiska teorin om "celltillståndet", som stöddes av bland annat Haeckel. Enligt denna teori jämförs kroppen med staten och dess celler - med medborgare. En sådan teori stred mot principen om organismens integritet.

Den mekanistiska riktningen i utvecklingen av cellteorin har kritiserats skarpt. 1860 kritiserade I. M. Sechenov Virchows idé om en cell. Senare utsattes den cellulära teorin för kritiska utvärderingar av andra författare. De allvarligaste och mest grundläggande invändningarna gjordes av Hertwig, A. G. Gurvich (1904), M. Heidenhain (1907), Dobell (1911) och den tjeckiske histologen Studnichka (1929, 1934).

På 1930-talet lade den sovjetiske biologen O. B. Lepeshinskaya fram en teori (senare helt vederlagd) att celler kan utvecklas från icke-cellulär levande materia under ontogenes .

Modern cellteori

Modern cellulär teori utgår från det faktum att den cellulära strukturen är den huvudsakliga livsformen, som är inneboende i alla levande organismer, förutom virus . Förbättringen av den cellulära strukturen var huvudriktningen för evolutionär utveckling hos både växter och djur, och den cellulära strukturen hölls stadigt i de flesta moderna organismer.

Samtidigt bör de dogmatiska och metodologiskt felaktiga bestämmelserna i cellteorin omvärderas:

• Den cellulära strukturen är den huvudsakliga, men inte den enda formen av existens av liv. Virus kan betraktas som icke-cellulära livsformer. Visserligen visar de tecken på levande varelser (metabolism, förmågan att fortplanta sig, etc.) endast inuti celler, utanför celler är viruset en komplex kemisk substans. Enligt de flesta forskare, i sitt ursprung, är virus associerade med cellen, är en del av dess genetiska material, "vilda" gener.
• Det visade sig att det finns två typer av celler - prokaryota (celler av bakterier och arkebakterier), som inte har en kärna avgränsad av membran, och eukaryota (celler av växter, djur, svampar och protister), som har en kärna omgiven av en dubbelmembran med nukleära porer. Det finns många andra skillnader mellan prokaryota och eukaryota celler. De flesta prokaryoter har inga inre membranorganeller, medan de flesta eukaryoter har mitokondrier och kloroplaster. Enligt teorin om symbiogenes är dessa semi-autonoma organeller ättlingar till bakterieceller. Således är en eukaryot cell ett system med en högre organisationsnivå; den kan inte anses vara helt homolog med en bakteriecell (en bakteriecell är homolog med en mitokondrier i en mänsklig cell). Homologin för alla celler reducerades således till närvaron av ett stängt yttre membran från ett dubbelskikt av fosfolipider (i arkebakterier har den en annan kemisk sammansättning än i andra grupper av organismer), ribosomer och kromosomer - ärftligt material i formen av DNA-molekyler som bildar ett komplex med proteiner. Detta förnekar naturligtvis inte det gemensamma ursprunget för alla celler, vilket bekräftas av deras kemiska sammansättning.
• Den cellulära teorin betraktade organismen som en summa av celler och löste upp manifestationerna av organismens liv i summan av manifestationerna av livet för dess ingående celler. Detta ignorerade organismens integritet, helhetens mönster ersattes av summan av delarna.
• Med tanke på cellen som ett universellt strukturelement, betraktade cellteorin vävnadsceller och könsceller, protister och blastomerer som fullständigt homologa strukturer. Tillämpligheten av konceptet med en cell på protister är en diskutabel fråga inom cellulär vetenskap i den meningen att många komplexa multinukleära celler av protister kan betraktas som supracellulära strukturer. I vävnadsceller, könsceller, protister manifesteras en gemensam cellulär organisation, uttryckt i den morfologiska isoleringen av karyoplasma i form av en kärna, men dessa strukturer kan inte anses kvalitativt likvärdiga, och tar alla deras specifika egenskaper bortom konceptet " cell". I synnerhet är gameter från djur eller växter inte bara celler i en flercellig organism, utan en speciell haploid generation av deras livscykel, som har genetiska, morfologiska och ibland ekologiska egenskaper och är föremål för den oberoende verkan av naturligt urval. Samtidigt har nästan alla eukaryota celler utan tvekan ett gemensamt ursprung och en uppsättning homologa strukturer - element i cytoskelettet, ribosomer av eukaryotisk typ, etc.
• Den dogmatiska cellteorin ignorerade specificiteten hos icke-cellulära strukturer i kroppen eller kände till och med igen dem, som Virchow gjorde, som livlösa. Faktum är att kroppen förutom celler har multinukleära supracellulära strukturer ( syncytia , symplaster ) och en kärnfri intercellulär substans som har förmågan att metabolisera och därför är vid liv. Att fastställa specificiteten för deras vitala manifestationer och betydelse för organismen är uppgiften för modern cytologi. Samtidigt uppträder både multinukleära strukturer och extracellulär substans endast från celler. Syncytier och symplaster av flercelliga organismer är produkten av fusionen av de ursprungliga cellerna, och den extracellulära substansen är produkten av deras utsöndring, det vill säga den bildas som ett resultat av cellmetabolism.
• Problemet med del och helhet löstes metafysiskt av den ortodoxa cellteorin: all uppmärksamhet överfördes till organismens delar - celler eller "elementära organismer".

Organismens integritet är resultatet av naturliga, materiella relationer som är ganska tillgängliga för forskning och avslöjande. Cellerna i en flercellig organism är inte individer som kan existera oberoende (de så kallade cellkulturerna utanför organismen är artificiellt skapade biologiska system). Som regel är det bara de flercelliga celler som ger upphov till nya individer (gameter, zygoter eller sporer) och som kan betraktas som separata organismer som kan existera oberoende. Cellen kan inte slitas av från omgivningen (som, faktiskt, vilket levande system som helst). Att fokusera all uppmärksamhet på enskilda celler leder oundvikligen till enande och en mekanistisk förståelse av organismen som en summa av delar.

Renad från mekanismer och kompletterad med nya data förblir den cellulära teorin en av de viktigaste biologiska generaliseringarna.

Anteckningar

1. ↑ Den moderna versionen av cellteorin . Hämtad 25 mars 2018. Arkiverad från originalet 12 februari 2015. (obestämd)
2. ↑ CYTOLOGI. Lagen om genetisk kontinuitet. . Hämtad 25 mars 2018. Arkiverad från originalet 25 mars 2018. (obestämd)

Se även

• Cell
• Cellstruktur
• Jämförelse av cellstrukturen hos bakterier, växter, djur och svampar

Litteratur

• Katsnelson Z.S. Cellteorin i dess historiska utveckling. - Leningrad: MEDGIZ, 1963. - S. 344. - ISBN 5-0260781.
• Shimkevich V. M. Cellular theory // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 volymer (82 volymer och 4 ytterligare). - St Petersburg. 1890-1907.

Länkar

Ordböcker och uppslagsverk	Brockhaus och Efron Britannica (online) Universalis

• History and Positions of Cellular Theory Arkiverad 25 december 2018 på Wayback Machine 
• Höjdpunkter i etableringen av cellteori Arkiverad 14 september 2005 på Wayback Machine 
• Cellteori och biologisk struktur  (engelska)
• Cellbiologi Arkiverad 30 december 2006 på Wayback Machine