История на ученето за клетката

Клетъчна теория

Първи изследователи. През 1965 година – време на почти липса на знания за строежа и пълното функциониране на живите организми в Англия се появява едно съчинение на физика, математика и изобретателя Роберт Хук, в което той много добре описва наблюдения на различни обекти, направени с микроскоп, конструиран лично от него. Сред тези наблюдения особено впечатление прави наблюдението на тънък срез от корк. В него Роберт Хук описва голям брой малки, кухи килийки, много добре оградени с преградки изпълващи целия срез. Може да видите това на фигура 31. Тези преградки представляват клетъчни стени. Напълно правилно той ги нарича клетки, без да подозира, че така създава понятие, което ще остане в основата на биологията. С него от тоз момент нататък ще се означава най-малката частица на живата материя. Понятието клетка не отговаря на такова съдържание, но така дълбоко е навлязло в науката, че тази неточност не ни смущава, нито ни пречи. Първият микроскоп обаче е изработен няколко десетилетия преди откритието на Хук, но той го подобрил, което значително му позволило да наблюдава корковите килийки.

микроскоп на Хук

ЛЮБОПИТНО: Не е точно известно през коя година е конструиран първият микроскоп. Според доста спорни сведения в 1590 или в 1603 година холандският оптик Янсен е изобретил двулещов микроскоп.

През 1610 година Галилей пренаправил конструирания от него телескоп в оптически уред за наблюдение на миниатюрни микроскопични обекти.
Между първите изследователи на клетката особено трябва да се изтъкне холандецът Антони ван Льовенхук (вижте портрета му на фигура 32). Неговото име е свързано с първите описания на живи клетки: водни ендоклетъчи – ресничести, камшичести, водорасли; червени кръвни клетки на различни животни и човек, мускулни влакна, сперматозоиди и др. Той успял да наблюдава и опише дори бактерии.
В следващите 150 години усъвършенстването на микроскопа и увеличаването на неговите възможности позволила на много изследователи да наблюдават и опишат микроскопската структура на различни растителни и животински обекти, различни микроорганизми. Всъщност те наблюдавали различни клетки, но не успявали да видят най-важно – общата закономерност, че всички организми са построени от една основа структура, носител на свойствата на живата материя – живата клетка.

Клетъчна теория – основно биологично учение. Честта да направят голямото научно обобщение, известно като клетъчна теория, се пада заслужено през 1838-1839 г. на двама именити немски учени – ботаника Матиас Шлайден (портрет фигура 33) и зоолога Теодор Шван (вижте снимката – фиг. 34).

извесни биолози

Шлайден и Шван за първи път обобщили, че всички организми, растителни и животински, са изградени от клетки, които имат сходна структура.

В последствие клетъчната теория е допълвана и уточнявана от открития на други изследователи. Според съвременните представи клетката е основна единица в живите организми, в тяхното устройства и функциониране. Тя притежава всички свойства, които отличават живата природа от неживата среда – способност сама да се организира, обновява, регулира, възпроизвежда и еволюира. Живата клетка притежава всички необходими структури, които чрез функциите си осигуряват самостоятелното и съществуване. Нарушаването на това структурно-функционално единство унищожава клетката.

Следователно клетката е най-малката цялостна жива система, възникнала в еволюцията на природата. Всяка друга природна форма с по-просто устройство и функциониране не може да се приеме за жива.

Немският учен Рудолф Вирхов (портрета му е на фигура 35) през 1858 година. доразвива клетъчната теория, посочвайки пътя, по който възникват клетките. Това е единствено деленето на предшестваща, майчина клетка. С други думи, не е възможно спонтанно пораждане на живи клетки от неклетъчна материя. Това не се отнася за първите живи клетки, възникнали на Земята преди милиард години. Те са се породили в резултат на продължителна еволюция на нежива материя при условия, различни от днешните.

Клетъчната теория обяснява също какво представлява многоклетъчният организъм. Той не е механичен сбор от клетки, а единно цяло, в което отделните клетки функционират строго съгласувано, при тясно взаимодействие.

Съществуват два основни типа клетки – еукариотни (със същинско ядро) и прокариоти (с необособено ядро, доядрени). Въз основа на тези два типа клетъчно устройство всички организми са разделени на две групи – прокариоти, включващи бактериите и синьозелените водорасли, и еукариоти, включващи първаците, гъбите, растенията и животните.

Клетъчната теория прилича на атомната теория. Стига да приемем, че живите клетки са „атомите“ на организмите. Така както атомната теория е научна основа за изуване на структурната и взаимодействията на различните вещества, така клетъчната теория представлява науча основа за изследване на организмите и на жизнените процеси.

Атомната теория утвърждава материално единство на света, а клетъчната теория – материалното единство на живата природа.

Съвременни възможности. Последните десетилетия на XIX век и първата половина на ХХ век се изпълнени с много открития по строежа и функционирането на живите клетки, но възможностите на светлинния микроскоп като основен инструмент се оказали ограничени. През 30-те години е бил изобретен електронният микроскоп (вижте подобен модел на фигура 36), при който вместо поток от светлинни лъчи се използва поток от електрони. Това позволило да се повиши хиляди пъти увеличителната способност и да се наблюдават и изучават отделните клетъчни микросктруктури. Със сканиращия електрон микроскопът пък може да се наблюдава релефът на обекта (вижте изображението на фигура 37).

обикновен и електронен микроскоп

ЛЮБОПИТНО: Увеличението на микроскопа зависи от неговата разделителна способност – най-малкото разстояние, при което две точки от наблюдавания обект могат да бъдат разграничени една от друга. Разделителната способност на човешкото око е 100μm или 0,1mm. Това значи, че окото може да разграничи една точка от друга, само ако разстоянието между тях е най-малко 0,1mm. Разделителната способност на съврменния светлинен микроскоп е 0,2μm, а на електронния микроскоп е 0,001μm или 1nm.

сканиращ електронен микроскоп

Но да се разбере как клетъчните структури функционират, необходимо е активното участие на химията. Трябва да се подчертае, че без химическото проучване днешните ни познания за клетката биха били много скромни.

С усилията на биохимиците беше показано, че клетките съдържат изключително богатство от вещества – неорганични и органични. Оказа се, че тези вещества влизат в разнообразни взаимодействия – между тях протичат различни реакции, при които те претърпяват сложни превръщания. В основата на клетъчните функции лежат именно такива химични превръщания. Беше установено, че някои от тези химични процеси са общи за различните клетки, тъй като са свързани с протичането на жизненоважните клетъчни функции, Други процеси са специфични за определен вид клетки.
В наши дни знанията за клетките позволяват не само да се разбере как те са устроени и как функционира, но и да се решат различни практически задачи. Например успешното лечение на много заболявания при човека, животните и растенията или създаването на модерни биотехнологии за производство на различни продукти е станало възможно поради познаването на определени процеси в клетките.
Живата клетка крие още много тайни. Но развитието на клетъчната биология и разкриването на тези тайни е неудържимо, защото целта е благоденствието на Човечеството.

Share Button
Обновено на: 16/12/2014 — 00:36

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

Проверка за спам * Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.

Любопитко © 2010 - 2015 Всички права запазени! Frontier Theme