Teoria komórki

2125
Anthony Golden
Teoria komórki

Co to jest teoria komórki?

Plik teoria komórki to teoria, która głosi, że wszystkie żywe istoty składają się z komórek. Została zaproponowana przez Matthiasa Schleidena, Theodora Schwanna i Rudolpha Virchowa w latach 1838-1859 i jest uważana za kluczową teorię dla narodzin biologii komórki.

Pojawienie się tej teorii definitywnie odrzuciło arystotelesowską koncepcję, zgodnie z którą życie może powstać w wyniku spontanicznego generowania się z obojętnej lub nieożywionej materii, idei utrzymywanej w świecie nauki przez wiele stuleci..

Komórki w żywej tkance liścia rośliny (źródło: Des_Callaghan [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)] przez Wikimedia Commons)

Dzisiaj nie jest szalone myślenie, że organizmy tak różne, jak na przykład zwierzęta, rośliny i bakterie, składają się z równoważnych podstawowych jednostek, takich jak komórki, ale setki lat temu te pomysły wydawały się nieco naciągane..

Na podstawie prostej obserwacji pod mikroskopem liści rośliny, skóry płazów, sierści ssaka lub kolonii bakterii można szybko stwierdzić, że wszystkie składają się z jednostki podstawowej o podobnej organizacji i skład .; komórka.

Eukariotyczne organizmy jednokomórkowe różnego rodzaju i komórki złożonych tkanek zwierzęcych, takich jak na przykład mózg lub mięśnie, są radykalnie różne zarówno pod względem budowy, jak i funkcji, ale mimo to wszystkie mają otaczającą je błonę, cytozol, w którym znajduje się jądro i organelle, które mają określone zdolności funkcjonalne.

Zwierzęca komórka eukariotyczna. Źródło: Nikol valentina romero ruiz [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], źródło Wikimedia Commons

Chociaż została ustanowiona jako teoria przez trzech głównych autorów, teoria komórki powstała dzięki dużej wiedzy, obserwacjom i wcześniejszym wkładom różnych autorów, którzy dali elementy układanki, którą później złożyli razem Schleiden, Schwann i Virchow, i że inni dopracują później..

Tło i historia teorii komórki

Sformułowanie teorii komórki przez Schleidena, Schwanna i Virchowa nie byłoby możliwe bez wcześniejszego wynalezienia mikroskopu, co miało miejsce w połowie XVII wieku..

Dwie ważne postacie wzięły udział w pierwszych obserwacjach mikroskopowych komórek i przy produkcji pierwszych podstawowych mikroskopów: Robert Hooke w 1665 r., A później Antoni van Leeuwenhoek.

Istnieją jednak doniesienia o obserwacjach Athanasiusa Kirchera, który w 1658 r. Obserwował żywe stworzenia (oprócz robaków), które tworzyły się na rozkładających się tkankach. Mniej więcej w tym samym czasie niemiecki Swammerdam opisał kuliste "ciałka" we krwi i zdał sobie sprawę, że zarodki żab również składają się z kulistych "cząstek".

Robert Hooke był tym, który ukuł termin „komórka”, aby opisać komórki, które obserwował, patrząc na arkusz korka przez mikroskop; podczas gdy Leeuwenhoek poświęcił się żarliwie wytwarzaniu mikroskopów i wielokrotnej obserwacji próbek z różnych miejsc, potwierdzając istnienie znikomego życia.

Zarówno Hooke, jak i Leeuwenhoek można uznać za „ojców” mikrobiologii, ponieważ jako pierwsi zgłosili istnienie mikroskopijnych organizmów w różnych środowiskach naturalnych (zbiorniki wodne, zeskrobywanie brudu z protez zębowych, nasienia itp.).

Dwaj inni autorzy tamtych czasów, Marcello Malpighi i Nehemiah Grew, szczegółowo zbadali niektóre tkanki roślinne. Publikacje Malpighi (1671) i Grew wskazują, że obaj autorzy zidentyfikowali strukturę komórek podczas swoich obserwacji, ale określili je jako „komórki”, „pory” lub „woreczki”.

Roślinna komórka eukariotyczna

Obalające teorie na temat spontanicznego generowania

Przez wiele stuleci społeczność naukowa utrzymywała, że ​​życie może powstać spontanicznie z materii nieożywionej (obojętnej, nieożywionej), w oparciu o „siłę życiową” lub „potencjał” elementów takich jak woda i ziemia..

Jednak te postulaty zostały obalone przez eksperymenty przeprowadzone przez Włocha Lazzaro Spallanzaniego, który w 1767 r. Wykazał, że po zagotowaniu wody ze stawów lub studni zanikła „siła życiowa”, co wskazywało na istnienie żywych organizmów..

Lazzaro Spallanzani

Dlatego jego prace były pionierami w wykazaniu, że życie może powstać tylko z wcześniej istniejącego życia lub, co jest tym samym, że wszystkie komórki pochodzą z innych komórek, a nie z bezwładnej materii..

Około sto lat po pracach Spallanzaniego Francuz Louis Pasteur ustanowił precedens swoimi własnymi eksperymentami, zdecydowanie pokazując, że w świecie nauki nie ma miejsca na spontaniczne pokolenie..

Postulaty teorii komórki

Jeden z postulatów teorii komórki głosi, że komórki pochodzą z komórek, które już istniały

Chociaż teoria komórkowa została sformułowana na podstawie obserwacji przeprowadzonych w organizmach „wyższych”, jest ona ważna dla wszystkich istot żywych, nawet dla organizmów jednokomórkowych, takich jak niektóre pasożyty i bakterie..

Główne postulaty teorii komórki to trzy:

1- Wszystkie żywe istoty składają się z komórek

Botanik M. Schleiden i zoolog T. Schwann wysunęli ten postulat, stwierdzając, że na poziomie mikroskopowym rośliny i zwierzęta składają się z komórek.

2- Komórki są podstawowymi jednostkami wszystkich żywych istot

Zasada ta została również postulowana przez Schleidena i Schwanna i jest podstawową zasadą definiowania żywej istoty; wszystkie żywe istoty składają się z komórek, czy to jednokomórkowych, czy wielokomórkowych.

3 - Komórki mogą pochodzić tylko z wcześniej istniejących komórek, a nie w wyniku spontanicznego generowania

Tę zasadę ustanowił Rudolph Virchow.

Później inny autor, A. Weismann, dodał następujące wnioski do teorii:

- Komórki, które znamy dzisiaj („nowoczesne”) wywodzą się z małej grupy komórek „przodków”

Wniosek, który można wykazać dzięki podobieństwom znalezionym między niektórymi złożonymi białkami występującymi we wszystkich komórkach, cytochrom jest jednym z najlepszych przykładów tych białek, ponieważ jest „konserwowany” pod względem struktury i funkcji zarówno u bakterii, jak iu roślin i zwierząt.

Główni autorzy

Chociaż M. Schleiden, T. Schwann i R. Virchow byli głównymi bohaterami sformułowania obecnej teorii komórki, wielu z nich uczestniczyło, bezpośrednio lub pośrednio, w jej ostatecznym ustaleniu..

Robert Hooke (1635-1702)

Portret Roberta Hooke'a (źródło: Gustav VH, za Wikimedia Commons)

Ten cnotliwy angielski naukowiec nie tylko dokonał odkryć w dziedzinie biologii, ale interesował się także fizyką i astronomią.

W 1665 roku przedstawił Royal Society of London swoją książkę zatytułowaną "Mikrofotografia lub niektóre opisy fizjologiczne miniaturowych ciał przez szkło powiększające" (z angielskiego Micrographia lub niektóre opisy fizjologiczne miniaturowych ciał przez szkło powiększające).

W tej książce Hooke podkreśla obserwacje dokonane na arkuszu korka, w których zidentyfikował jednostki podobne do „komórek”, które nazwał „komórkami”. Przy zaledwie 30-krotnym powiększeniu Hooke zaobserwował ten sam wzór u innych roślin i kości niektórych zwierząt, co sugeruje, że żywe tkanki składają się z tych samych „porów” lub „komórek”..

Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723)

Portret Antoni van Leeuwenhoek (Źródło: Jan Verkolje (1650-1693) [domena publiczna] za pośrednictwem Wikimedia Commons)

Współczesny z Robertem Hooke, Holender A. Leeuwenhoek poświęcił część swojego życia produkcji mikroskopów i obserwacji próbek za ich pomocą. Był pierwszym autorem, który wykazał istnienie żywych komórek (Hooke widział tylko martwe komórki z kory niektórych drzew i kości niektórych zwierząt).

Ponadto konstrukcja jego mikroskopów pozwoliła mu znacznie bardziej szczegółowo ocenić struktury komórkowe i doprowadziła go do odkrycia wielu organizmów jednokomórkowych, które nazwał „zwierzęcikulami”, o których dziś wiadomo, że są zarówno jednokomórkowymi zwierzętami, jak i roślinami..

W 1674 roku Leeuwenhoek po raz pierwszy opisał czerwone krwinki i plemniki we własnym nasieniu..

Matthias Schleiden (1804–1881)

Portret Matthiasa Schleidena (źródło: Fæ, za Wikimedia Commons)

Ten niemiecki naukowiec, profesor botaniki, był tym, który „sformułował” teorię komórki w oparciu o swoje obserwacje w tkankach roślin. Ponadto bardzo interesowało go pochodzenie komórek, dlatego poświęcił się jego badaniu z wykorzystaniem zarodków z tkanek roślinnych..

Schleiden odważył się zaproponować, że komórki rozwinęły się "de novo„Z masy drobnych ziaren wewnątrz komórek, które utworzyły„ jądro ”, którego progresywny wzrost przekształcił się w nową komórkę.

Theodor Schwann (1810-1882)

Portret Theodora Schwanna (źródło: Fæ, za Wikimedia Commons)

Ten niemiecki autor był odpowiedzialny za „uogólnienie” teorii komórki dla wszystkich żywych organizmów, w tym roślin i zwierząt..

Schwann opisał komórki jądrzaste w różnych tkankach: w komórkach struny grzbietowej i chrząstki, w larwach ropuchy, w wątrobie, nerkach, trzustce, gruczołach ślinowych i tkance łącznej zarodków świńskich..

Jego wyniki zostały opisane w 1838 roku w jego „Notatkach terenowych o naturze i medycynie”. Ten autor wniósł również ważny wkład w neurobiologię, ponieważ jako pierwszy opisał błoniastą powłokę otaczającą procesy komórek nerwowych..

Robert Brown (1773-1858)

Ten szkocki botanik i lekarz był pierwszym (w 1831 r.), Który rozpoznał jądro jako istotną część żywych komórek, dzięki swoim mikroskopowym obserwacjom na liściach orchidei. Brown był tym, który ukuł termin „jądro”, aby opisać „pojedynczą nieprzezroczystą okrągłą otoczkę” w środku komórek..

Rudolf Virchow (1821-1902)

Portret Rudolfa Virchowa (źródło: http://ihm.nlm.nih.gov/images/B25666 [domena publiczna] za pośrednictwem Wikimedia Commons)

Ten niemiecki lekarz i patolog został poproszony o opublikowanie na piśmie w 1855 r. Idei, że każda komórka pochodzi z wcześniej istniejącej komórki (omnis cellula e cellula), wykluczając możliwość spontanicznego rodzenia się.

Kilka lat wcześniej oświadczył, że: „komórka, jako najprostsza forma przejawiania się życia, która jednak reprezentuje ideę życia, jest jednością organiczną, niepodzielną żywą istotą”.

Louis Pasteur (1822–1895)

Portret Louisa Pasteura (źródło: Paul Nadar [domena publiczna] za pośrednictwem Wikimedia Commons)

To właśnie ten francuski mikrobiolog definitywnie odrzucił teorię spontanicznego rodzenia się dzięki eksperymentom przeprowadzonym w latach pięćdziesiątych XIX wieku, w których wykazał, że rozmnażanie organizmów jednokomórkowych następuje z już istniejących organizmów..

Jego mocne przekonanie doprowadziło go do zaprojektowania procedury eksperymentalnej, dzięki której wykazał, że „bulion mięsny” można wysterylizować, gotując go w kolbie „na gęsiej szyjce”, zdolnej do „wychwytywania” cząstek kurzu i innych zanieczyszczeń, zanim dotrą do dna naczynia. pojemnik.

Pasteur wykazał, że jeśli bulion był gotowany, a następnie szyjka kolby została złamana i pozostawiono ją wystawioną na działanie powietrza, w końcu został zanieczyszczony, nabierając mętnego wyglądu z powodu zanieczyszczenia mikrobiologicznego..

Należy zauważyć, że inni autorzy, tacy jak Carl Benda (1857-1933) i Camilo Golgi (1843-1926) (między innymi) wnieśli później ważny wkład w wyjaśnienie wewnętrznej struktury komórek eukariotycznych, opisując ich główne organelle i ich Funkcje..

Bibliografia

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A. D., Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Niezbędna biologia komórki. Nauka o Garland.
  2. Mazzarello, P. (1999). Jednocząca koncepcja: historia teorii komórki. Nature Cell Biology, 1(1), E13.
  3. Nabors, M. W. (2004). Wprowadzenie do botaniki (Nr 580 N117i). osoba.
  4. Ribatti, D. (2018). Notatka historyczna na temat teorii komórki. Eksperymentalne badania nad komórkami, 364(1), 1-4.
  5. Solomon, E. P., Berg, L. R. i Martin, D. W. (2011). Biology (9th edn). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.
  6. Villanueva, J. R. (1970). Żywa komórka.
  7. Willey, J. M., Sherwood, L. i Woolverton, C. J. (2008). Mikrobiologia Prescotta, Harleya i Kleina. Wykształcenie wyższe McGraw-Hill.

Jeszcze bez komentarzy