Історія відкриття клітини - студопедія

Цитологія ( «cytos» - осередок, клітина) наука про клітину. Сучасна цитологія вивчає: будова клітин, їх формування як елементарних живих систем, досліджує формування окремих клітинних компонентів, процеси відтворення клітин, репарації, пристосування до умов середовища і інші процеси. Іншими словами, сучасна цитологія - це фізіологія клітини.

Розвиток вчення про клітину тісно пов'язане з винаходом мікроскопа (від грецького «мікрос» - невеликий, «скопео» - розглядаю). Це пов'язано з тим, що людське око не здатне розрізняти об'єкти з розмірами менше 0,1 мм, що становить 100 мікрометрів (сокращ. Мікрон або мкм). Розміри ж клітин (а тим більше, внутрішньоклітинних структур) істотно менше.

Наприклад, діаметр тваринної клітини зазвичай не перевищує 20 мкм, рослинної - 50 мкм, а довжина хлоропласта квіткової рослини - не більше 10 мкм. За допомогою світлового мікроскопа можна розрізняти об'єкти діаметром в десяті частки мікрона.

Перший мікроскоп був сконструйований у 1610 р Галілеєм і представляв собою поєднання лінз в свинцевою трубці (рис. 1.1). А до цього відкриття 1590 р виготовленням скла займалися голландські майстри Янсени.

Мал. 1.1. Галілео Галілей (1564-1642)

Вперше мікроскоп для досліджень застосував англійський фізик і натураліст Р. Гук (рис. 1.2, 1.4). У 1665 р він вперше описав клітинну будову пробки і ввів термін «клітина» (рис. 1.3). Р. Гук зробив першу спробу підрахувати кількість клітин в певному обсязі пробки.

Він сформулював уявлення про клітці як про осередок, повністю замкнутої з усіх боків і встановив факт клітинної будови рослинних тканин. Ці два основні висновки і визначили напрямок подальших досліджень в цій області.

Мал. 1.2. Роберт Гук (1635-1703гг)

Мал. 1.3. Клітини пробки, які вивчав Роберт Гук

Мал. 1.4. Мікроскоп Роберта Гука

У 1674 році голландський торговець Антоніо ван Левенгук за допомогою мікроскопа вперше побачив у краплі води «звірків» - рухомі живі організми (одноклітинні організми, формені елементи крові, сперматозоїди) і повідомив про це науковому товариству (рис. 1.5, 1.6). Описи цих «анімалькусов» здобули голландцеві світову популярність, пробудили інтерес до вивчення живого мікросвіту.

Мал. 1.5. Антоніо ван Левенгук (1632-1723)

Мал. 1.6. Мікроскоп Антоніо ван Левенгука

У 1693 року під час перебування Петра I в Дельфе А. Левенгук продемонстрував йому, як рухається кров у плавці риби. Ці демонстрації справили на Петра I таке велике враження, що повернувшись в Україну, він створив майстерню оптичних приладів. У 1725 році організована Харківська академія наук.

Талановиті майстри І.Є. Бєляєв, І.П. Кулібін виготовляли мікроскопи (рис. 1.7, 1.8, 1.9). в конструюванні яких брали участь академіки Л. Ейлер, Ф. Епінус.

Мал. 1.7. І.П. Кулібін (1735-1818)

Мал. 1.8. І.Є. Бєляєв

Мал. 1.9. Мікроскопи, виготовлені українськими майстрами

У 1671-1679 рр. італійський біолог і лікар Марчелло Мальпігі дав перший систематичний опис мікроструктури органів рослин, що поклала початок анатомії рослин (рис. 1.10).

Мал. 1.10. Марчелло Мальпігі (1628-1694)

У 1671-1682 рр. англієць Неємія Грю докладно описав мікроструктури рослин; ввів термін «тканина» для позначення поняття сукупності «бульбашок», або «мішечків» (рис. 1.11). Обидва ці дослідника (вони працювали незалежно один від одного) дали дивовижні по точності описи і малюнки. Вони прийшли до одного і того ж висновку щодо загальності побудови рослинної тканини з бульбашок.

Мал. 1.11. Неємія Грю (1641-1712)

У 20-х р XIX в. найбільш значні роботи в галузі вивчення рослинних і тваринних тканин належать французьким вченим Анрі Дютроше (1824 г.), Франсуа Распайлю (1827 г.), П'єру Тюрпену (1829 р). Вони доводили, що клітини (мішечки, бульбашки) є елементарними структурами всіх рослинних і тваринних тканин. Ці дослідження підготували грунт для відкриття клітинної теорії.

Один з основоположників ембріології і порівняльної анатомії, академік Харківської академії наук Карл Максимович Бер показав, що клітина - одиниця не тільки будови, а й розвитку організмів (рис. 1.12).

Мал. 1.12. К.М. Бер (1792-1876гг)

У 1759 р німецький анатом і фізіолог Каспар Фрідріх Вольф довів, що клітина є одиниця зростання (рис. 1.13).

Мал. 1.13. К.Ф. Вольф (1733-1794)

1830-і рр. чеська фізіолог і анатом Я.Е. Євангеліст (рис. 1.14). німецький біолог І.П. Мюллер довели, що клітинна організація є універсальною для всіх видів тканин.

Мал. 1.14. Я Е. Євангеліст (1787-1869)

У 1833 р британський ботанік Р. Броун (рис. 1.15) описав ядро ​​рослинної клітини.

Мал. 1.15. Роберт Броун (1773-1858)

У 1837 році Маттіас Якоб Шлейден (рис. 1.16) запропонував нову теорію утворення рослинних клітин, визнаючи вирішальну роль в цьому процесі клітинного ядра. У 1842 він вперше виявив ядерця в ядрі.

Відповідно до сучасних уявлень, конкретні дослідження Шлейдена містили ряд помилок: зокрема, Шлейден вважав, що клітини можуть зароджуватися з безструктурної речовини, а зародок рослини - розвиватися з пилкової трубки (гіпотеза самозародження життя).

Мал. 1.16. Маттіас Якоб Шлейден (1804-1881гг)

Німецький цитолог, гістолог і фізіолог Теодор Шванн (рис. 1.17) ознайомився з працями німецького ботаніка М. Шлейдена, які описували роль ядра в рослинній клітині. Зіставляючи ці роботи з власними спостереженнями, Шванн розробив власні принципи клітинної будови і розвитку живих організмів.

Ф. Енгельс стверджував, що створення клітинної теорії було одним з трьох найбільших відкриттів в природознавстві XIX століття, поряд з законом перетворення енергії і еволюційної теорії.

Мал. 1.17. Теодор Шванн (1810- 1882гг)

У 1834-1847 рр. професор Медико-хірургічної академії в Харкові П.Ф. Горянінов (рис. 1.18) сформулював принцип, згідно з яким клітина є універсальною моделлю організації живих істот.

Горянінов ділив світ живих істот на два царства: царство безформне, або молекулярне, і органічне, або клітинне. Він писав, що «... органічний світ є перш за все клітинне царство ...». Він зазначив в своїх дослідженнях, що всі тварини і рослини складаються із сполучених між собою клітин, які він назвав бульбашками, тобто висловив думку про спільний план будови рослин і тварин.

Мал. 1.18. П.Ф. Горянінов (1796-1865)

В історії розвитку клітинної теорії можна виділити два етапи:

1) період накопичення спостережень над будовою різних одноклітинних і багатоклітинних організмів рослин і тварин (близько 300 років);

2) період узагальнення наявних даних в 1838 році і формулювання постулатів клітинної теорії;