Care om de știință a descoperit celula? Mesaj pe tema: „Istoria studiului celulelor

Celula: Istoria studiului

Unitatea structurală și funcțională de bază a oricărui organism viu este celula. Numai virusurile, a căror poziție în sistemul viu nu este complet clară, nu au o structură celulară. O celulă poate exista fie ca un organism separat (unicelular) (bacterii, protozoare, multe alge și ciuperci), fie ca parte a corpului animalelor, plantelor și ciupercilor multicelulare. Dar chiar și în cadrul celor mai mari organisme, fiecare dintre miliardele sale de celule este relativ independentă și îndeplinește o funcție specifică.

Istoria studiului celulelor este indisolubil legată de dezvoltarea metodelor de cercetare, în primul rând de dezvoltarea tehnologiei microscopice. Primul microscop simplu a apărut la sfârșitul secolului al XVI-lea. A fost construit în Olanda. Despre designul acestui dispozitiv de mărire se știe că acesta consta dintr-o țeavă atașată de un suport și având două lupe. Prima persoană care a înțeles și a apreciat importanța enormă a microscopului a fost fizicianul și botanistul englez Robert Hooke. El a fost primul care a folosit un microscop pentru a studia țesuturile vegetale și animale. În 1665, Robert Hooke a descris pentru prima dată structura anumitor țesuturi vegetale, în special pluta, constând din celule mici delimitate de pereți despărțitori, în eseul „Micrografia sau unele descrieri fiziologice ale celor mai mici corpuri, realizate cu ajutorul lupelor”. Astfel colivia a fost deschisă. Studiind o secțiune pregătită din plută și miezul unei fructe de soc, R. Hooke a observat că acestea includ multe formațiuni foarte mici, asemănătoare ca formă cu celulele unui fagure de albine. El le-a dat numele de celulă sau celulă Termenul de „celulă” a fost stabilit în biologie, deși R. Hooke a văzut nu celulele în sine, ci membranele celulelor vegetale.

Prin eforturile multor oameni de știință, în principal în secolul al XIX-lea și prima jumătate a secolului al XX-lea, a fost dezvoltată o știință specială a celulelor, numită citologie.

Instrumentul optic a devenit un instrument științific valoros datorită îmbunătățirilor aduse de celebrul explorator olandez Antonie van Leeuwenhoek. Microscopul său a făcut posibil să se vadă celulele vii la o mărire de 270 de ori.

Studiul structurii interne a organismelor vii este asociat cu invenția microscopului. În 1665, omul de știință englez Robert Hooke, examinând o secțiune subțire de plută de lemn folosind un microscop proiectat de el, a făcut o descoperire uimitoare. El a descoperit că pluta de lemn nu constă dintr-o masă solidă, ci din celule foarte mici separate prin pereți despărțitori. R. Hooke a numit aceste celule „sellula” - celule. Ulterior, un număr de oameni de știință, examinând țesuturile diferitelor plante și animale la microscop, au stabilit, de asemenea, că toate sunt compuse din celule. Astfel, omul de știință olandez A. Leeuwenhoek a descoperit în 1680 globulele roșii – eritrocitele – în sânge.

Multă vreme, partea principală a celulei a fost considerată a fi membrana sa. Abia la începutul secolului al XIX-lea. oamenii de știință au atras atenția asupra conținutului gelatinos semi-lichid care umple celula. În 1831, botanistul englez B. Brown a descoperit un nucleu în celule, iar în 1839, omul de știință ceh J. Purkynė a propus denumirea conținutului lichid al celulei. protoplasmă. Astfel, la începutul secolului al XIX-lea. Oamenii de știință au ajuns la concluzia că organismele vegetale și animale constau din celule. În 1838-1839 Oamenii de știință germani - botanistul M. Schleiden și zoologul T. Schwann - rezumand datele disponibile la acea vreme, au dezvoltat bazele teoriei celulare, care a fost dezvoltată ulterior de mulți cercetători. Medicul german R. Virchow a demonstrat că în afara celulelor nu există viață, că componenta principală a unei celule este nucleul și că celulele se formează doar din celule prin diviziunea lor. Îmbunătățirea ulterioară a tehnologiei, crearea unui microscop electronic și a metodelor de biologie moleculară au făcut posibilă pătrunderea mai adânc în studiul celulei, înțelegerea structurii sale complexe și a varietății de procese biochimice care au loc în ea.

Oamenii au aflat despre existența celulelor după inventarea microscopului. Primul microscop primitiv a fost inventat de polizorul de sticlă olandez Z. Jansen (1590), prin conectarea a două lentile împreună.

Fizicianul și botanistul englez R. Hooke, după ce a examinat o secțiune de stejar de plută, a descoperit că acesta constă din celule asemănătoare fagurilor, pe care i-a numit celule (1665). Da, da... acesta este același Hooke, după care poartă numele celebrei legi fizice.

Nucleul a fost descoperit pentru prima dată în celulele vegetale de către biologul englez R. Brown (1833).

Mai târziu, în teoria celulei s-au adăugat noi descoperiri. În 1858, omul de știință german R. Virchow a susținut că toate celulele sunt formate din alte celule prin diviziune celulară: „fiecare celulă este dintr-o celulă”.

Teoria celulară a servit drept bază pentru apariția în secolul al XIX-lea. stiinta citologiei. Până la sfârșitul secolului al XIX-lea. Datorită perfecționării tot mai mari a tehnologiei microscopice, au fost descoperite și studiate componentele structurale ale celulelor și procesul de diviziune a acestora. Microscopul electronic a făcut posibilă studierea celor mai fine structuri celulare. O similaritate uimitoare a fost descoperită în structura fină a celulelor reprezentanților tuturor regnurilor naturii vii.

• celula este o unitate structurală și funcțională a tuturor organismelor vii, precum și o unitate de dezvoltare;
• celulele au o structură membranară;
• nucleul - partea principală a unei celule eucariote;
• celulele se reproduc numai prin diviziune;
• Structura celulară a organismelor indică faptul că plantele și animalele au aceeași origine.

Este greu de crezut, dar descoperirea unei celule vii a fost rezultatul studierii unui fenomen fizic.

Contribuțiile lui Robert Hooke la știință

Introducerea cuvântului „celulă” în legătură cu o parte integrantă a structurii țesuturilor vii este asociată cu numele naturalistului și savantului englez Robert Hooke. Acest lucru nu este surprinzător, deoarece el a fost cel care a descoperit celulele vegetale, precum și ouăle de sex feminin și spermatozoizii masculini, în urmă cu mai bine de 300 de ani. El este considerat pe bună dreptate fondatorul fizicii experimentale. În plus, în numeroasele sale lucrări, a făcut numeroase descoperiri aparținând diferitelor domenii ale științei și tehnologiei. De exemplu, Hooke a descoperit legea proporționalității dintre întinderile elastice și tensiunile care le produc (legea lui Hooke), a formulat mai precis legea gravitației universale, a oferit dovezi ale rotației Pământului în jurul Soarelui, a inventat un arc spiral pentru reglarea ceasului , o nivelă cu burlă, un telegraf optic, a îmbunătățit un microscop, un telescop, un barometru, a descris prototipul motorului cu abur și multe altele.

Etapele biografiei

Inițial, părinții lui Hooke l-au pregătit pentru activitatea spirituală, dar din cauza sănătății precare și a interesului pentru mecanică, a fost trimis să studieze ceasornicaria. În continuare, Hooke și-a arătat interes pentru studiul științei și a fost trimis la Westminster School, unde a studiat limbile cu destul de succes, a fost interesat de matematică și a arătat o capacitate de descoperire în mecanică și fizică. Abilitățile lui Hooke au fost ulterior bine apreciate la Universitatea Oxford, unde a început să studieze în 1653.

„Micrografia” și descoperirea celulei

Descoperirea celulei de către Robert Hooke a fost o consecință a studierii proprietăților fizice ale unui material precum pluta. În special, Hooke a fost interesat de motivul pentru flotabilitatea ridicată a plutei. În încercarea de a afla, s-au făcut multe observații în care au fost făcute secțiuni subțiri ale dopului și apoi examinate la microscop. Drept urmare, omul de știință a descoperit că pluta consta din multe chilii foarte mici, ceea ce îi amintea de chiliile monahale din mănăstiri. El a numit mai întâi aceste celule celule. Hooke a publicat rezultatele acestor observații în septembrie 1664 în cartea sa Micrographia. Descrie observațiile unui om de știință folosind un microscop și diverse lentile. Această carte este cunoscută și pentru gravurile sale din cupru cu imagini ale microlumii, dintre care unele sunt mai mari decât dimensiunea cărții în sine. Pe lângă observarea celulelor, cartea descrie corpuri planetare îndepărtate, originea mineralelor, întrebări despre teoria luminii și alte fenomene interesante pentru autor.

Rezultatele studiilor suplimentare pe celule

Cartea „Micrografie” a trezit interesul în cercurile științifice ale vremii și a devenit un bestseller. În urma lui Hooke, alți cercetători și-au continuat observațiile asupra celulelor vegetale. În special, medicul și microscopistul italian M. Malpini (1675) și botanistul englez N. Grew (1682) au creat o reprezentare a celulei sub formă de „pungi” minuscule umplute cu „suc nutritiv”, confirmând astfel structura celulară. a plantelor. Și în 1674, organisme unicelulare și celule vii au fost descoperite de microscopistul olandez Antonius van Leeuwenhoek. Într-o picătură de apă, el a descoperit amibe, ciliați și bacterii și a observat, de asemenea, celule animale precum globulele roșii și spermatozoizii pentru prima dată. După îmbunătățirea microscopului în secolul al XIX-lea, s-au făcut încercări de a studia structura internă a celulei. În 1802-1833, a fost introdus termenul „protoplasmă”, a fost descris nucleul unei celule vegetale, iar nucleul unei celule ou a fost descoperit la păsări. De atunci, principalul lucru în celule a fost considerat a fi conținutul lor, și nu membrana. Apoi, în 1858-1875, zoologii germani T. Schwann și M. Schleiden au format teoria celulară a structurii organismelor vii, care a fost completată ulterior de cercetările lui R. Vikhrov și I.D. Chistyakov, care a corectat o serie de erori conținute inițial în acesta. Teoria celulară a devenit ulterior o generalizare general acceptată în biologie, dovedind, grație structurării celulare, unitatea principiilor de bază ale structurii și dezvoltării lumii vegetale și animale.

Am menționat deja de mai multe ori că unul sau altul dintre cercetătorii enumerați a observat nuclee în celule.

Întrucât în ​​lucrarea lui Schleiden, la care vom trece mai departe, nucleului i se acordă o importanță deosebită, atunci, plecând de la prezentarea cronologică, vom lua în considerare aici istoria descoperirii acestei cele mai importante părți a celulei. Nucleul a fost cel care l-a ajutat pe Schwann să compare celulele animale și cele vegetale și, prin urmare, descoperirea nucleului marchează cea mai importantă etapă în dezvoltarea teoriei celulei.

Nucleele au fost văzute pentru prima dată în globulele roșii ale peștilor de către Leeuwenhoek în 1700 și le-au reprezentat într-un desen. Mai târziu, pe același obiect - globulele roșii ale multor vertebrate și nevertebrate - Hewson (1777) a schițat nucleele. Semnificația acestei formațiuni în acea perioadă timpurie a apariției microscopiei, desigur, nu a putut fi apreciată nici de autori înșiși, nici de contemporanii lor. Fontana, într-un studiu asupra veninului de viperă, înfățișează celule epiteliale ale epidermei și eritrocitelor, desenează nuclei în celule și le menționează pe scurt „în text; dar chiar și în acel moment (lucrarea lui Fontan a fost publicată în 1781), când studiul microscopic al țesuturilor animale tocmai începea, descoperirea lui Fontana nu a putut fi înțeleasă.

În același timp, unii cercetători au observat nuclee în ouă. Cavolini (Filippo Cavolini, 1756-1810) a văzut nuclee în ouă de pește (1787); iar Poli (1791) a observat nuclee în ouăle de crustacee. Observațiile lor au trecut fără urmă, fără să atragă atenția.

Într-un studiu asupra ouălor de păsări (1825), Purkin a descris „vezicula germinală” (vesicula germinativa). Era nucleul unui ou de pasăre. Conform descrierii lui Purkine, este „o bulă sferică comprimată, acoperită cu o coajă subțire. Conține propria limfă, este inclusă în tuberculul mamilar alb și este plină de forță productivă, motiv pentru care am numit-o „vezicula germinală”. Purkynė a acordat o mare importanță educației pe care a descoperit-o; În urma lui, cercetătorii ulterioare nu au mai ignorat această „bulă” misterioasă. Descoperirea lui Purkine, așadar, nu a trecut fără urmă, ca și observațiile lui Cavolini și Poli, dar semnificația „veziculei germinale” a rămas neclară multă vreme, deoarece în înțelegerea părților oului, din punct de vedere a ideii de „celulă”, calea corectă a fost conturată abia după cercetările lui Schwann.

La plante, prima imagine a nucleului celular a fost realizată de Bauer în 1802, dar această cifră a fost publicată abia în 1830 (J. Baker, 1949). Meyen (1830) arată nucleul într-un desen. În studiul său despre Marchantia, Mirbel (1831-1832) înfățișează și un nucleu, dându-i numele de minge; A văzut-o și botanistul francez Adolphe Brogniart (1801-1876). Dar aceste prime observații ale nucleelor ​​din celulele plantelor nu au fost apreciate de către observatori înșiși și nici nu au atras atenția.

Recunoașterea nucleului ca parte esențială a celulei vegetale este meritul botanistului englez Robert Brown (1773-1858).

După ce și-a început munca botanică cu o descriere a colecțiilor făcute în timpul unei călătorii în Australia, Brown continuă apoi să studieze structura anatomică a plantelor. Nu a pus probleme pur morfologice în opera sa; Studiile anatomice pentru el sunt un instrument pentru studierea taxonomiei plantelor, dar în aceste lucrări Brown face descoperiri botanice remarcabile cu privire la reproducerea la plante. În 1833, lucrarea lui Brown „Despre organele și metoda de fertilizare la orhidee” a fost publicată (raportată la Societatea Linnean din Londra în noiembrie 1831). Brown scrie în acest articol că în fiecare celulă epidermică a observat „o singură areolă rotunjită, de obicei mai întunecată decât peretele celular. Această areolă este mai mult sau mai puțin granulară, ușor convexă și, deși pare să se afle la suprafață, este de fapt acoperită de placa exterioară a celulei. Poziția sa în cușcă nu este constantă; adesea, însă, în sau în apropierea centrului” (p. 710). Această areola sau nucleul (nucleul) celulei, așa cum Brown desemnează altfel această formațiune, a fost observată de el nu numai în celulele epidermei; a văzut nucleul în parenchim, în celulele interne ale părților plantelor, „mai ales atunci când acestea sunt lipsite de materie granulară”. Brown, deși cu prudență, sugerează că nucleul este o componentă obișnuită a celulei. El nu are o afirmație categorică că nucleul este un organel obligatoriu al celulei; De asemenea, Brown nu oferă imagini ale nucleelor ​​celulare în munca sa. Cu toate acestea, în cercetările lui Brown, pentru prima dată, nucleul este menționat nu ca o formațiune aleatorie într-o celulă, ci apare ca un fel de parte esențială care este importantă pentru viața celulei.

Meyen, autorul cărții „Fitotomie” – o lucrare discutată mai devreme – într-un manual ulterior, „A New System of Plant Physiology” (1837-1839), menționează nucleul ca parte permanentă a celulei, al cărei sens rămâne misterios. . De fapt, doar lucrarea lui Nageli (S. Nageli, 1844) a dovedit distribuția universală a nucleelor ​​celulare nu numai în plantele cu flori, ci și în celulele algelor, ciupercilor, mușchilor și altor plante inferioare.

Termenul „nucleu” a fost introdus în histologia animală de către Valentin. În mesajul „Despre structura subtilă a organelor de simț” (1836), Valentin scria despre epiteliul conjunctivei: „Se compune din celule romboidale sau pătrate rotunjite situate aproape una lângă alta, ale căror limite sunt formate de simple. linii sub formă de fir; fiecare celula, fara exceptie, contine un nucleu (nucleu) putin mai inchis si mai compact de forma rotunda sau alungita-rotunda. În cea mai mare parte, ocupă mijlocul celulei, constă dintr-o substanță cu granulație fină, dar conține în interior un corp complet rotund, care, după același model, formează în interiorul său un fel de al doilea nucleu” (p. 143) . Din această descriere este clar că Valentin a observat clar nucleele celulelor epiteliale. În interiorul nucleului, Valentin a văzut nucleolul; aceasta a fost aparent prima descriere a acestei structuri intranucleare.

O descriere clară și o imagine a nucleilor din celulele epiteliale a fost oferită de Henle (1837). Baker (1949) notează corect că era celulelor nucleare în histologia animală începe cu lucrările lui Valentin și Henle.

În 1838, un articol al tânărului botanist Schleiden a apărut în Muller’s Archiv intitulat „Materials for Phytogenesis” (Beitrage zur Phytogenesis). Această lucrare este considerată în mod tradițional cea mai importantă etapă în dezvoltarea teoriei celulare, iar autorul ei este recunoscut, împreună cu Schwann, drept creatorul teoriei celulare. Semnificația lui Schleiden în istoria științei celulare este de netăgăduit, dar în literatura educațională, populară și uneori în literatura istorică, această semnificație este luminată superficial și incorect. Prin urmare, Schleiden este uneori creditat cu aproape descoperirea celulelor vegetale. este necesar să înțelegem care este semnificația reală a acestui om de știință în istoria științei celulare, unde adevărul se află în legenda care s-a dezvoltat în jurul operei sale și, conform tradiției, trece de la manual la manual.

Matthias Schleiden(Matthias Jacob Schleiden, 1804-1881) este cel mai mare reprezentant al botanicii germane de la mijlocul secolului trecut. Inițial a absolvit facultatea de drept și a practicat dreptul. Neavând succes în această activitate, Schleiden a abandonat dreptul în 1831 și a început să studieze medicina și științele naturii. Din 1840 a fost profesor de botanică la Jena, unde a rămas până în 1862. Aceasta este perioada principală a activității creatoare a lui Schleiden. În 1842, a fost publicată lucrarea sa majoră „Fundamentals of Scientific Botany”, care a jucat un rol major în direcția cercetărilor botanice ulterioare. În loc de raționamentul filozofic natural, Schleiden cere introducerea în botanică a unor metode precise de studiere a structurii și funcției plantelor; El a subliniat în special necesitatea acordării de atenție istoriei dezvoltării, în care a văzut cheia rezolvării multor probleme controversate. Pozițiile filozofice ale lui Schleiden, așa cum sunt expuse în scrierile sale, nu sunt originale și arată amprenta filosofiei kantiene. Din 1862 până în 1864, Schleiden a fost profesor de antropologie la Dorpat (azi Tartu, Est. SSR), în 1864 a părăsit Dorpatul din cauza unei ciocniri cu cercurile bisericești și, în același timp, și-a oprit activitățile didactice. Fiind autorul nu numai al unui număr de lucrări științifice, ci și al multor lucrări populare, Schleiden s-a bucurat de faimă largă.

„Materiale pentru fitogeneză” este a doua lucrare a lui Schleiden, care era încă un botanist începător. Este un articol de aproximativ 40 de pagini, la care sunt atașate două tabele. Legea fundamentală generală a minții umane, - așa își începe opera Schleiden, - legea care determină dorința sa irezistibilă de unitate în cunoaștere și stabilirea, atât în ​​știință în general, cât și în domeniul organismelor, a analogiilor pentru ambele marile departamente - regnurile animalelor și plantelor - a determinat de multe ori să se ocupe de acest subiect. Atâția oameni de inteligență s-au angajat în ea, dar - acest lucru nu poate fi negat - toate încercările făcute până acum în acest sens au eșuat și au fost iluzii. Motivul constă în faptul că conceptul de individ, în sensul în care este aplicat în natura animală, nu are nicio aplicație în lumea vegetală. Cel mai mult putem spune despre un individ în acest sens este în cele mai joase plante, unele alge și ciuperci, formate dintr-o singură celulă. Dar fiecare plantă mai înalt dezvoltată este un agregat de unități închise complet individualizate... care sunt celule” (p. 137). Am citat în mod deliberat acest lung citat, care este începutul articolului lui Schleiden, pentru a arăta cât de străină îi era ideea unității structurii microscopice a animalelor și plantelor, exprimată în structura celulară. Între timp, această idee este piatra de temelie a teoriei celulare, a cărei Schleiden este de obicei considerat unul dintre coautorii.

Pentru a evalua corect opera lui Schleiden, trebuie să ne amintim poziția teoriei celulare în botanică până în 1837, când Schleiden și-a finalizat lucrarea. Ideea larg răspândită că Schleiden a dovedit distribuția universală a celulelor în plante, sau chiar a descoperit celule în plante, este complet incorectă. Aceasta este o denaturare a dezvoltării istorice reale a științei. Până la începutul anilor treizeci ai secolului trecut, în botanică a fost creată o idee completă a celulei ca structură elementară a lumii vegetale; Schleiden în lucrarea sa ia această poziție ca pe o concluzie neclintită. Chiar și astfel de părți anterior aparent necelulare ale plantelor, cum ar fi acviferele de lemn, sunt considerate până acum celule modificate, diferențiate în mod unic și fuzionate. Schleiden nu a avut nevoie să stabilească distribuția universală a celulelor în plante: stabilirea acestei poziții a fost, după cum am văzut, succesul colectiv al unui număr de lucrări ale unei mari galaxii de botanisti în primul sfert al secolului trecut.

K. A. Timiryazev (1920) a scris pe bună dreptate despre expresia „descoperirea unei celule”: „Dar adevărul este că nimeni nu a deschis celula” (p. 79), subliniind că „descoperirea” unei celule nu este meritul unora. un anumit om de știință. De asemenea, nu este adevărat că Schleiden, așa cum scrie Aschoff (1938), a dezvoltat doctrina „construcției cuprinzătoare a tuturor celulelor vegetale din celule” (p. 177). Și în acest sens are dreptate K. A. Timiryazev, care a scris: „Schleiden este în general considerat a fi creatorul acestei doctrine a celulei, care s-a dovedit a fi atât de bogată în generalizările cele mai fructuoase. Dar acest lucru nu este corect... Schleiden, un oponent elocvent, pasionat al rutinei și al stagnării, ar putea spune, pe bună dreptate, despre sine, așa cum a făcut cândva Bacon, că este un trompetist, un vestitor, un buccinator, care a anunțat apariția acestei învățături, dar datele faptice care o fundamentau existau deja mai devreme...” (p. 75). Este caracteristic că Unger (1846), în fundamentele sale de botanică, conturând poziţia celulei ca structură universală elementară a organismelor, în referinţa literară îi indică pe Schwann şi Kölliker, fără să-l menţioneze măcar pe Schleiden sub acest aspect.

Însuși conceptul lui Schleiden de celulă nu diferă de ideile care s-au conturat mai devreme și au fost reflectate în manualul lui Meyen (1830) chiar înainte ca Schleiden să înceapă chiar să studieze botanica. În concordanță cu aceste idei, Schleiden a considerat celula ca fiind o bulă sau o cameră, delimitată de o coajă, în interiorul căreia ar putea fi amplasat conținutul. Acest „conținut” al celulei (viitoarea protoplasmă!) a atras și atenția lui Meyen, care i-a dedicat multe cercetări, dar nu a înțeles semnificația acestei componente principale a celulelor. Schleiden a văzut și protoplasma celulelor vegetale, dar nici nu a înțeles sensul „conținutului” celulei. Pentru el este gumă (Gummi) sau jeleu (Gallerte). Schleiden a atribuit o parte din protoplasmă peretelui celular. Acesta din urmă, în opinia sa, este format din două straturi, între ele există un nucleu celular - un „ditoblast”, care nu se află niciodată în interiorul celulei, ci este întotdeauna închis într-un perete celular „în așa fel încât peretele celular să fie împărțit în două plăci, dintre care una trece în exterior, iar cealaltă din interiorul citoblastului. Cel care curge din interior este de obicei mai moale și mai gelatinoasă” (p. 142). Din desenele lui Schleiden este evident că el a considerat stratul parietal de protoplasmă al celulelor vegetale ca fiind „stratul interior al peretelui celular”.

Ce sarcină și-a pus Schleiden în munca sa? „Fiecare celulă”, scrie el, „due o viață dublă: una complet independentă, asociată doar cu propria dezvoltare, și alta dependentă, deoarece este parte integrantă a plantei. Cu toate acestea, este ușor de observat că atât pentru fiziologia plantelor, cât și pentru fiziologia comparativă, procesele de viață ale celulelor individuale ar trebui, în general, să fie pe primul loc, ar trebui să reprezinte o bază inevitabilă și, în același timp, prima întrebare care apare este : cum apare de fapt acest mic organism ciudat? celulă?" (pag. 138). Această sarcină - geneza celulei - este baza articolului lui Schleiden. Aspectul genetic în acest sens a fost invocat mai devreme, dar nu se poate nega că Schleiden, în conformitate cu timpul său, a pus această problemă mai clar decât predecesorii săi.

Răspunzând la întrebarea pusă, Schleiden dezvoltă teoria sa despre formarea celulelor. În această teorie, nucleul joacă un rol central în dezvoltarea de noi celule. După cum am văzut, a fost descoperit cu mult înainte de opera lui Schleiden, dar nu a primit nicio interpretare precisă. Potrivit lui Schleiden, nucleul este „citoblastul” - formarea celulei. Teoria formării celulelor dezvoltată de Schleiden poate fi caracterizată pe scurt după cum urmează.

În gingie, adiacentă din interior cu pereții celulelor preexistente, se formează boabe; Schleiden le numește mucus și crede că aceste boabe, prin condensare, formează nucleoli, iar apoi se formează un nucleu, care apare sub forma unui sediment granular în jurul nucleolului. Pe suprafața miezului, pe de o parte, din „mucus” se formează din nou o coajă; delimitează citoblastul și astfel apare un spațiu delimitat de pereți, unde nucleul este închis în grosimea peretelui. Acest spațiu este noua celulă. Prin urmare, conform lui Schleiden, celulele fiice apar în celulele mamă. Numărul de celule noi care se pot dezvolta într-o celulă mamă, precum și soarta acestei celule educaționale mame, nu este discutat de Schleiden.

Aceasta este esența teoriei formării celulelor, esența „cercetării excelente a lui Schleiden, care a aruncat atât de multă lumină în acest domeniu”, caracterizarea lui Theodor Schwann a lucrării lui Schleiden. După cum sa arătat curând, teoria lui Schleiden s-a bazat pe observații interpretate greșit. Această teorie incorectă a formării celulelor a fost pe care prietenul său Schwann a luat-o de la Schleiden și a fost cel mai slab punct al învățăturii lui Schwann. Sachs, în istoria sa a botanicii, caracterizează teoria lui Schleiden în următoarele cuvinte dure: „Teoria lui Schleiden despre formarea celulelor a luat naștere dintr-o fuziune greu de înțeles a observațiilor obscure și a opiniilor preconcepute; în plus, seamănă foarte mult cu vechile teorii ale lui Sprengel și Treviranus. " (pag. 76). Schleiden însuși și-a apărat cu încăpățânare teoria citogenezei și chiar a prezentat-o ​​în ediția a IV-a. „Fundamentele botanicii științifice” (1861).

În articolul său, Schleiden, pe lângă teoria considerată a formării celulelor, tratează problema dezvoltării îngroșărilor pe pereții vaselor spiralate și dezvoltă considerații teoretice despre activitatea plantelor. Lucrarea lui Schleiden nu conține nimic fundamental nou în această secțiune și, deoarece această parte a articolului nu este direct legată de subiectul nostru, nu este nevoie să ne oprim asupra ei.

Ce evaluare ar trebui făcută în aspectul istoric al rolului lui Schleiden în dezvoltarea științei celulare? Martin Heidenhain (M. Heidenhain, 1899) la sfârșitul secolului trecut a remarcat incorecta ideea de importanță egală în istoria teoriei celulare a lui Schleiden și Schwann. Mai târziu, această întrebare a fost ridicată din nou cu toată hotărârea pe baza unei analize critice a literaturii de către histologul ceh Studnicka (1933), un mare expert în istoria științei celulare. Într-adevăr, comparația tradițională a numelor lui Schleiden și Schwann, prezentate de obicei ca „co-autori” ai teoriei celulare, nu este justificată de un studiu atent al surselor. Schleiden nu a fost co-inventatorul teoriei celulare; el, după cum am văzut, era complet străin de ideea principală a acestei teorii - unitatea structurii elementare microscopice a animalelor și plantelor; El nu este creatorul doctrinei celulare în domeniul botanicii, întrucât principalele prevederi ale acestei doctrine au fost dezvoltate înaintea lui. Acest lucru trebuie subliniat, deoarece în literatura, atât străină, cât și a noastră, s-a creat o „legendă” în jurul numelui Schleiden, dintre care există atât de multe în istoria științei din cauza familiarității insuficiente cu originalele. Studnicka, în articolul despre Schleiden citat mai sus, a citat extrase din câteva zeci de manuale străine de histologie și biologie și chiar din articole speciale despre istoria științei celulare, unde rolul lui Schleiden este complet denaturat și se repetă legenda că știința îi datorează descoperirea structurii celulare a plantelor lui Schleiden, că Schleiden și Schwann au creat teoria celulară etc.. La acea listă de afirmații nejustificate și uneori pur și simplu ridicole despre rolul lui Schleiden, pe care Studnicka le-a adus, se poate adăuga, din păcate, o listă considerabilă. de citate din manuale mai noi și chiar din lucrări speciale, inclusiv număr de lucrări care pretind a fi lucrări istorice atât în ​​literatura noastră, cât și în cea străină. Rolul istoric al operei lui Schleiden este de netăgăduit, dar este un rol diferit de cel prezentat de obicei. Schleiden este creditat cu introducerea abordării genetice a studiului țesuturilor și celulelor. Încercările de abordare similară au fost făcute înainte de Schleiden (Wolf, Mirbel, Sprengel, Treviranus; în histologia animală - Valentin), dar la acea vreme nu puteau fi la fel de eficiente ca lucrarea lui Schleiden, care a apărut atunci când ideea celulei ca structura principală a plantelor era deja general acceptată. Fără o abordare genetică, Schwann nu ar fi putut crea o teorie celulară coerentă bazată pe date convingătoare pentru acea perioadă. Numai apelând la istoria dezvoltării țesuturilor și celulelor, Schwann a reușit să arate „corespondența” diferitelor structuri elementare și a putut dovedi omologia lor. În direcționarea gândirii lui Schwann pe o cale similară de cercetare, munca lui Schleiden, desigur, a jucat un rol semnificativ.

Dar asta nu este tot. Pentru a putea demonstra în mod convingător omologia lor, apelând la istoria dezvoltării structurilor elementare, a fost necesar să se găsească o trăsătură călăuzitoare și, luând-o ca veriga principală, să dezlege încurcătura relațiilor complexe dintre structurile elementare la animale. șervețele. Schwann a învățat acest principiu călăuzitor de la Schleiden. Acesta este miezul. Celulele din diferite țesuturi pot fi foarte diferite ca aspect unele de altele, dar asemănarea nucleelor ​​este izbitoare și ajută la omologarea formațiunilor aparent diferite. Nucleul era cunoscut atât în ​​celulele vegetale, cât și în structurile animalelor înainte de Schleiden. Dar numai în opera sa nucleul a dobândit semnificația caracteristicii principale a unei celule în curs de dezvoltare. Această caracteristică a servit drept pârghie pentru Schwann, care a apucat-o și a reușit să creeze teoria celulară.

Aceasta este semnificația lui Schleiden în istoria științei celulare. El nu poate fi plasat lângă Schwann, nu a fost coautorul teoriei celulare, dar munca sa a fost o verigă necesară în lanțul de cercetare care a pregătit materialul, fără de care geniul lui Schwann ar fi putut fi neputincios să facă generalizările pe care le-a făcut. formulat sub forma teoriei celulare. Virchow (1859) a spus corect când a subliniat că Schwann stă „pe umerii” lui Schleiden.

INSTITUȚIA DE ÎNVĂȚĂMÂNT BUGETARE MUNICIPALĂ „ȘCOALA GENERALĂ PODBELEVO”

ISTORIA DESCOPERITĂRII CELULEI

Completat de: Aleshkina Nadezhda Vladimirovna,

elev de clasa a 5-a

Șef: Krasnoshchekova Irina Nikolaevna,

profesor de chimie și biologie

2016

Conținut ( conţinut) p.

Introducere…………………………………………………………………………………………….3

Capitolul 1. Istoria invenției microscopului………………………3

Capitolul 2. Istoria descoperirii celulei……..……………………………..5

Partea practică………………………………………………………………….9

Concluzii………………………………………………………………………………………………..10

Literatură folosită……………………………………………………………11

INTRODUCERE

Sunt in clasa a 5-a. Anul acesta am început să studiem o materie nouă - biologia. Biologia este știința naturii vii. Biologii studiază diversitatea ființelor vii, structura corpului lor și funcționarea diferitelor organe, reproducerea și dezvoltarea organismelor, relația lor între ele și cu natura neînsuflețită.

Toate ființele vii au o structură celulară. Printre acestea se numără organisme unicelulare și pluricelulare. Majoritatea celulelor vii au trei părți principale: membrana, citoplasma și nucleul.

În timpul uneia dintre lecțiile noastre de biologie, am examinat micropreparate gata făcute din diferite celule la microscop. În timpul unei activități extracurriculare (Secretele Microlumii), ne-am uitat la papucul ciliat, am urmărit cum se mișcă și am pregătit singuri micropreparate din piele de ceapă și pulpă de roșii. Și în ele am putut vedea nucleul, citoplasma și membrana.

Am devenit interesat de modul în care umanitatea a reușit să afle din ce sunt făcute organismele și cum a devenit posibil să se vadă o celulă.

Scopul lucrării:afla cum a influentat inventarea microscopului descoperirea celulelor.

Sarcini:

- studiază istoria inventării microscopului;

- studiază istoria descoperirii celulei;

- efectueaza un studiu;

- să efectueze un experiment;

- a trage concluzii .

Obiect de studiu : celulă

Subiect de studiu : deschiderea celulei

Metode folosite : analiză, experiment, observație, concluzii.

Capitolul 1. ISTORIA INVENȚEI MICROSCOPULUI

Invenția microscopului, un dispozitiv atât de important pentru toată știința, s-a datorat în primul rând influenței dezvoltării opticii. Unele proprietăți optice ale suprafețelor curbate erau cunoscute de Euclid (300 î.Hr.) și Ptolemeu (127-151), dar capacitatea lor de mărire nu și-a găsit aplicație practică. În acest sens, primele ochelari au fost inventate de Salvinio degli Arleati în Italia abia în 1285. În secolul al XVI-lea, Leonardo da Vinci și Maurolico au arătat că obiectele mici sunt cel mai bine studiate cu lupa.

Orez. 1. Primul microscop

Primul microscop a fost creat abia în 1595 de Zacharius Jansen (Jansen). Invenția a implicat pe Zacharius Jansen montarea a două lentile convexe într-un singur tub, punând astfel bazele creării de microscoape complexe. Concentrarea asupra obiectului studiat a fost realizată printr-un tub retractabil. Mărirea microscopului a variat de la 3 la 10 ori. Și a fost o adevărată descoperire în domeniul microscopiei! Și-a îmbunătățit semnificativ fiecare dintre următoarele microscoape.

În această perioadă (secolul al XVI-lea), instrumentele de cercetare daneze, engleze și italiene și-au început treptat dezvoltarea, punând bazele microscopiei moderne.

Răspândirea și îmbunătățirea rapidă a microscoapelor a început după ce Galileo, îmbunătățind telescopul pe care l-a proiectat, a început să-l folosească ca un fel de microscop (1609-1610), modificând distanța dintre lentilă și ocular.

Mai târziu, în 1624, după ce a realizat producția de lentile cu focalizare scurtă, Galileo a redus semnificativ dimensiunile microscopului său.

În 1625, un membru al „Academiei Vigilanților” romane I. Faber a propus termenul"microscop". Primele succese asociate cu utilizarea microscopului în cercetarea biologică științifică au fost obținute de Hooke, care a fost primul care a descris o celulă vegetală (în jurul anului 1665). În cartea sa Micrographia, Hooke a descris structura unui microscop. De acum Se deschidea o nouă lume a ființelor vii, mai diversă și infinit mai originală decât lumea pe care o vedem.(http://www.vita-club.ru/ micros1.htm)

Capitolul 2. ISTORIA DESCOPERITĂRII CELULEI

O celulă este o unitate structurală și funcțională elementară a unui organism, care posedă toate caracteristicile de bază ale unui lucru viu. Celulele sunt capabile să se reproducă, să crească, să facă schimb de materie și energie cu mediul și să răspundă la schimbările care au loc în acest mediu. Fiecare celulă conține material ereditar, care conține informații despre toate caracteristicile și proprietățile unui anumit organism.( )

R este. 2. Robert Hooke.

Omul de știință englez Robert Hooke (1635-1703) a văzut pentru prima dată celulele vegetale.

Acest lucru s-a întâmplat în 1665. S-a întâmplat așa: Hooke a examinat o secțiune subțire a unui dop de tei la o mărire de 30 de ori. El a descoperit că pluta constă din multe cavități mici, camere, pe care le-a numit „celule”. El a fost cel care a introdus conceptul de „celulă” în știință.(Pleshakov A.A., Vvedensky E.L. Biology. Introducere în biologie: un manual pentru clasa a V-a a instituțiilor de învățământ / M.: LLC „Cuvântul rusesc - Manual”, 2014.)Adevărat, acestea nu erau celule vii, ci celule deja moarte. Hooke credea că celulele în sine sunt goale, iar conținutul unui organism viu este închis într-un cadru (peretele celular).

Fig.3 Microscop de R. Hooke Fig.4. Celulele de plută studiate de Robert Hooke

Curând, structura celulară a plantelor a fost confirmată de medicul și microscopistul italian M. Malpighi și de botanistul englez N. Grew. Atenția lor a fost atrasă de forma celulelor și de structura membranelor lor. Ca rezultat, s-a dat o idee despre celule ca „pungi” sau „bule” pline cu „suc nutritiv”. ( )

olandezAntonia WangLeeuwenhoeka descris miracolele uimitoare pe care le-a descoperit cu microscopul într-o picătură de apă, într-o infuzie de piper, în noroiul unui râu, în scobitura propriului dinte. Leeuwenhoek, folosind un microscop, a descoperit și schițat spermatozoizi, diverse protozoare și detalii despre structura țesutului osos (1673-1677).

„Cu cea mai mare uimire, am văzut în picătură o mulțime de animale mici, mișcându-se animat în toate direcțiile, ca o știucă în apă. Cel mai mic dintre aceste animale minuscule este de o mie de ori mai mic decât ochiul unui păduchi adult.”

Cele mai bune lupe ale lui Leeuwenhoek au fost mărite de 270 de ori. Cu ei, a văzut pentru prima dată celulele sanguine, mișcarea sângelui în vasele capilare ale cozii mormolocului și dungile mușchilor. A descoperit ciliatii. S-a cufundat pentru prima dată în lumea algelor microscopice unicelulare, unde se află granița dintre animale și plante; unde un animal în mișcare, ca o plantă verde, are clorofilă și se hrănește prin absorbția luminii; unde planta, încă atașată de substrat, a pierdut clorofila și ingeră bacterii. În cele din urmă, a văzut chiar și bacterii în mare diversitate. Dar, desigur, la vremea aceea nu exista încă o posibilitate îndepărtată de a înțelege nici semnificația bacteriilor pentru oameni, nici semnificația substanței verzi - clorofila, sau granița dintre plantă și animal. ( )

Descrierile acestor „animalcus” („animale mici”), așa cum le-a numit el, i-au câștigat olandezului faima mondială. Dar, cel mai important, descoperirile lui Leeuwenhoek au trezit interes pentru studiul microlumii vii.(Enciclopedie pentru copii. T.2.Biologie. -ed. a V-a/Redactor-șef M.D. Aksenov. - M.: Avanta+, 2001)

R
este.5 de Antonia Van Leeuwenhoek

În 1693, în timpul șederii lui Petru I la Delphi, A. Leeuwenhoek i-a demonstrat cum se mișcă sângele în înotătoarea unui pește. Aceste demonstrații au făcut o impresie atât de mare asupra lui Petru I, încât, la întoarcerea în Rusia, a creat un atelier de instrumente optice. În 1725, a fost organizată Academia de Științe din Sankt Petersburg. Maeștri talentați I.E. Belyaev, I.P. Kulibin a produs microscoape, la proiectarea cărora au participat academicienii L. Euler și F. Epinus.

Fig.6 Microscop realizat de meșteri ruși.

Cu toate acestea, pentru o lungă perioadă de timp microscopul a rămas mai mult o jucărie scumpă decât un instrument științific. Abia în anii 30.XIXV. Lentilele s-au îmbunătățit atât de mult încât pot oferi o mărire puternică și o claritate a imaginii. Biologii au putut vedea că fiecare celulă este acoperită cu o membrană, iar sub ea se află un lichid cu un nucleu. Nucleul celulelor vegetale a fost descris pentru prima dată în 1831 de botanistul scoțian Robert Brown.

Celebrul biolog german Theodor Schwann (1810-1882) a fost primul om de știință care a realizat că celula este cel mai mic element din care sunt compuse toate țesuturile și organele animale. Mai târziu, pe baza propriilor cercetări și a lucrărilor botanistului german Matthias Jakob Schleiden (1804-1881), Schwann a ajuns la concluzia că legea structurii celulare este valabilă și pentru plante. În 1839, a publicat mai târziu lucrarea sa celebră, „Studii microscopice asupra corespondenței în structura și creșterea animalelor și a plantelor”.

(Enciclopedie pentru copii. T.2.Biologie.-ed. a V-a/Redactor-șef M.D. Aksenov. – M.: Avanta+, 2001)

Fig.7 Theodor Schwann Fig.8 Matthias Jakob Schleiden

T. Schwann și M. Schleiden au făcut o serie de generalizări, care au fost numite ulteriorteoria celulei :

Toate ființele vii sunt formate din celule;

Celulele vegetale și animale au o structură similară;

Fiecare celulă este capabilă de existență independentă;

Activitatea unui organism este suma proceselor vitale ale celulelor sale constitutive.

Ei au crezut în mod eronat că celulele din organism provin din materie non-celulară. O completare importantă la teoria celulară a fost principiul lui Rudolf Virchow: „Fiecare celulă este dintr-o celulă” (1859).( )

PARTEA PRACTICĂ

Prima parte a cercetării mele a fost un sondaj. Am intervievat 60 de persoane, aceștia erau elevi de la școala noastră și locuitorii satului Podbelevets. Prima întrebare din sondajul meu a fost: Știați că toate organismele sunt făcute din celule? 59 de persoane (98,3%) cunosc răspunsul la această întrebare. Aproape toți participanții la sondaj (58 de persoane - 96,6%) știu că o celulă poate fi văzută la microscop. Majoritatea (53 de persoane - 88,3%) au numit partea principală a celulei drept nucleu și au răspuns corect, 2 persoane (3,3%) - citoplasma, 2 persoane (3,3%) - membrana și 3 persoane (5%) nu stiu raspunsul la aceasta intrebare. 23 de persoane (38,3%) l-au numit pe Robert Hooke drept descoperitorul celulei, iar acesta este răspunsul corect. 19 persoane (31,6%) l-au numit Leeuwenhoek, 3 persoane (5%) l-au numit Schwann și Schleiden și 15 persoane (25%) le-a fost greu să răspundă.

Pe baza rezultatelor sondajului, putem spune că majoritatea respondenților au o înțelegere a celulei și a metodelor de studiere a acesteia. Nu toată lumea cunoaște istoria descoperirii celulei. Elevii din clasele primare nu cunosc răspunsurile la multe întrebări, dar mai au mult de parcurs.

A doua etapă a muncii mele a fost un experiment. Am pregătit un specimen microscopic de celulă vegetală dintr-o coajă de ceapă și am examinat-o la microscop. Am văzut multe celule în care am identificat trei părți principale ale celulei: nucleul, citoplasma și membrana.

Metodologie p Prepararea unui micropreparat din piele de ceapă.

Am separat solzii cărnos de o bucată de ceapă. Există o peliculă subțire pe interior. L-am scos cu penseta.

A pus-o pe o lamă de sticlă, a scăpat o picătură de soluție de iod și a acoperit-o cu o lamă.

S-a examinat microspecimenul la microscop la mărire mică și mare.

Un microscop școlar modern este proiectat simplu și permite școlarilor să lucreze cu el în mod independent și să efectueze studii mici. Nu îmi este greu să pregătesc eu micropreparate de celule vegetale și animale și să le examinez la microscop.

CONCLUZIE

După ce am studiat literatura despre această problemă, am aflat că microscopul a fost inventat la sfârșitul secolului al XVI-lea (1595) de un producător de ochelari olandez.Zacharius Jansen(Jansen). Folosind un microscop, omul de știință englez Robert Hooke (1665) a descoperit celule când a examinat un dop de tei și le-a numit celule. Olandezul Antonia Van Leeuwenhoek a îmbunătățit microscopul și a descris celule sanguine, spermatozoizi, câteva animale unicelulare etc. Botanistul scoțian Robert Brown (1831) a descoperit o formațiune densă în interiorul celulei, pe care a numit-o nucleu. În 1838, oamenii de știință germani Theodor Schwann și Matthias Schleiden au creat teoria celulară. Ei au remarcat că toate organismele vegetale și animale constau din celule care sunt similare ca structură. În 1858, omul de știință german Rudolf Virchow a adăugat teoria celulară subliniind că o celulă provine dintr-o celulă.

Astfel, pe baza cercetărilor mele, se pot trage următoarele concluzii.

Invenția și îmbunătățirea microscopului au permis omenirii să se uite în lumea microscopică a celor vii.

Cu ajutorul unui microscop, a devenit posibil nu numai să se vadă celula și părțile sale principale, ci și să se studieze funcțiile sale vitale.

Pe baza rezultatelor sondajului, am aflat că majoritatea populației chestionate, indiferent de vârstă, este interesată de biologie și îi cunoaște elementele de bază.

CĂRȚI UZATE

Belyaev D.K., Borodin P.M., Vorontsov N.N. etc. Biologie generală: manual. pentru clasele 10-11 ale instituțiilor de învățământ general/– M.: Prosveshchenie 2005.

Kamensky A.A. Biologie generală. Clasa 10-11: studiu pentru institutii de invatamant general / - M.: Butarda 2012

Pleshakov A.A., Vvedensky E.L. Biologie. Introducere în biologie: manual pentru învățământul general clasa a V-a. instituții: linia „Rakurs” / A.A. Pleshakov, E.L. Vvedensky, - M.: LLC „Cuvântul rusesc - manual”, 2013.

Teremov A.V. Biologie. Tipare generale de viață: clasa a IX-a: manual pentru elevii instituțiilor de învățământ general / A.V. Teremov, R.A. Petrosova, A.I. Nikishov. – M.: Umanitar. Centrul editorial VLADOS, 2015.

Enciclopedie pentru copii. T.2.Biologie.-ed. a V-a/Redactor șef. M.D. Aksenova. – M.: Avanta+, 2001.

site-uri de internet