3. КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ. ЕДИНСТВО ЖИВОЙ ПРИРОДЫ
- Кто первым увидел живую клетку?
- В чём суть основных положений клеточной теории?
Все живые существа на Земле имеют клеточное строение, т. е. построены из элементарных единиц жизни — клеток. Клетку считают элементарной единицей жизни, потому что она обладает всеми признаками живого и способна к самостоятельной деятельности. На Земле существует множество одноклеточных организмов, которые, по-видимому, и были первыми живыми существами на нашей планете. Среди них есть простейшие, бактерии, одноклеточные водоросли и т. п. Несмотря на свою одноклеточность, эти организмы питаются, дышат, выделяют ненужные им вещества в окружающую среду, размножаются. Но в многоклеточных организмах, которых на Земле гораздо больше, чем одноклеточных, клетки специализируются: одни из них создают опорные структуры для всего организма, другие обеспечивают его движение, третьи занимаются пищеварением и т. д. Тем не менее, между любыми клетками гораздо больше сходства, чем различий.
То, что живые организмы построены из клеток, выяснилось благодаря учёным-оптикам, создавшим первые микроскопы. Английский естествоиспытатель Роберт Гук (1635-1703) в 1665 г. первым изучил под примитивным микроскопом тонкий срез коры пробкового дерева и увидел, что она пронизана отверстиями и порами, которые он назвал клетками. Р. Гук описал клетки моркови, бузины и других растений и даже опубликовал свои наблюдения в печати. Но микроскоп Гука увеличивал объекты всего лишь в 30 раз. Голландец Антони ван Левенгук (1632-1723) создал микроскоп с увеличением в 250 раз и смог увидеть и описать подвижные одноклеточные организмы, которые впоследствии были названы простейшими (1866). Кроме простейших, ему удалось описать клетки некоторых бактерий и клетки животных.
К середине XIX в. усилиями многих учёных были собраны факты, подтверждающие существование в клетках ядра, описано внутреннее студенистое содержимое клетки, но только в 1838 г. немецкий биолог Маттиас Шлейден опубликовал книгу, в которой говорилось о том, что растения состоят из клеток. Через год немецкий физиолог Теодор Шванн, сопоставив свои данные с материалами М. Шлейдена, предложил первый вариант клеточной теории, которая в современном изложении выглядит следующим образом:
- Все живые существа построены из клеток (рис. 9).
- Все клетки сходны по химическому составу, строению и происходящим в них процессам.
- Все клетки самостоятельны, могут питаться, расти, размножаться. Деятельность многоклеточного организма представляет собой сумму жизненных процессов входящих в него клеток.
Шлейден и Шванн думали, что клетки могут самозарождаться из неклеточного вещества. Но немецкий биолог и врач Рудольф Вирхов дополнил их теорию ещё одним очень важным постулатом.
- Все клетки образуются из клеток.
Позднее клеточная теория развивалась и уточнялась многими учёными.
Значение клеточной теории невозможно переоценить, потому что любые процессы в организме происходят на клеточном уровне и любая болезнь есть поражение каких-либо клеток. Не зная принципов работы клеток, невозможно бороться с болезнями и создавать новые сорта и породы живых существ, необходимых человеку. Кроме того, клеточная теория является важнейшим доказательством единства происхождения жизни на Земле, т. е. единства всей живой природы.
Запомнить: клетка; микроскоп; клеточная теория.
Клетка — элементарная структурная единица жизни: из клеток состоят все живые существа. Клетка обладает всеми признаками живого. Клеточная теория создана в середине XIX в. усилиями многих учёных, но наибольший вклад внесли Маттиас Шлейден и Теодор Шванн.
ДУМАЙ, ДЕЛАЙ ВЫВОДЫ, ДЕЙСТВУЙ
- Как было открыто клеточное строение живых, организмов?
- В чём сходство и различия в строении клеток одноклеточных и многоклеточных организмов?
- Какие учёные приняли участие в создании клеточной теории?
- Какова роль клеточной теории для развития биологии, понимания научной картины мира?
Ответьте на вопросы:
- Каким образом клеточная теория доказывает единство происхождения жизни на Земле?
- Как понять утверждение: «Любая болезнь — это поражение каких-либо клеток»?
Для ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ
С помощью светового микроскопа, дающего увеличение в 2 тыс. раз, объект, имеющий диаметр 200 нм (нанометров, 1 нм = 10~9м), можно увидеть с трудом. А это значит, что, пользуясь световым микроскопом, рассмотреть содержимое клеток сложно. Учёные создали электронный микроскоп, в котором через объект пропускают пучок электронов. Такой микроскоп даёт увеличение в 1 млн. раз, и с его помощью можно увидеть даже самые маленькие органоиды клетки.
Антони ван Левенгук не был физиком-оптиком. Он служил сторожем в городской ратуше голландского города Делфта. По нормам гигиены того времени он по утрам протирал зубы солью. Однажды, поместив под свой самодельный микроскоп капельку соскоба с зуба, Левенгук был поражён увиденным количеством мельчайших живых существ. О своём открытии Левенгук сообщил в Лондонское королевское общество. Так люди познакомились с бактериями.
Люди науки.
Маттиас Шлейден (1804—1881) — немецкий учёный, биолог, занимался исследованием клеток — цитологией и эмбриологией (рис. 10).
Теодор Шванн (1810—1882) — немецкий учёный, занимался исследованием тканей (гистологией) и физиологией. Создатель клеточной теории (рис. 11).
Рудольф Вирхов (1821 — 1902) — немецкий учёный, медик, утвердил мнение о том, что каждая клетка может образовываться только из другой клетки (рис. 12).
