Die Geschichte der Entdeckung der Zelle
Die Zytologie ("cytos" - Zelle, Zelle) ist die Wissenschaft von der Zelle. Moderne Zytologiestudien: Die Struktur von Zellen, ihre Bildung als elementare lebende Systeme, untersucht die Bildung einzelner Zellbestandteile, die Prozesse der Zellreproduktion, -reparatur, -anpassung an Umweltbedingungen und andere Prozesse. Mit anderen Worten, moderne Zytologie ist Zellphysiologie.
Die Entwicklung der Zelltheorie ist eng mit der Erfindung des Mikroskops (aus dem Griechischen „micros“ – klein, „scopeo“ – ich untersuche) verbunden. Dies liegt daran, dass das menschliche Auge nicht in der Lage ist, Objekte zu unterscheiden, die kleiner als 0,1 mm sind, was 100 Mikrometer (abgekürzt Mikrometer oder Mikrometer) entspricht. Die Größe der Zellen (und noch mehr der intrazellulären Strukturen) ist deutlich kleiner.
Beispielsweise überschreitet der Durchmesser einer tierischen Zelle normalerweise nicht 20 Mikrometer, der einer Pflanzenzelle 50 Mikrometer und die Länge des Chloroplasten einer blühenden Pflanze nicht mehr als 10 Mikrometer. Mit Hilfe eines Lichtmikroskops können Objekte mit einem Durchmesser von Zehntel Mikrometer unterschieden werden.
Das erste Mikroskop wurde 1610 von Galileo entworfen und war eine Kombination von Linsen in einem Bleirohr (Abb. 1.1). Und vor dieser Entdeckung im Jahr 1590 beschäftigten sich die niederländischen Handwerker Jansen mit der Herstellung von Gläsern.
Reis. 1.1. Galileo Galilei (1564-1642)
Zum ersten Mal wurde das Mikroskop für Forschungszwecke von dem englischen Physiker und Naturforscher R. Hooke verwendet (Abb. 1.2, 1.4). 1665 beschrieb er erstmals die Zellstruktur von Kork und führte den Begriff „Zelle“ ein. (Abb. 1.3). R. Hooke unternahm den ersten Versuch, die Anzahl der Zellen in einem bestimmten Korkvolumen zu zählen.
Er formulierte die Idee einer Zelle als eine allseitig vollständig geschlossene Zelle und stellte die Tatsache der zellulären Struktur von Pflanzengeweben fest. Diese beiden Hauptschlussfolgerungen bestimmten die Richtung der weiteren Forschung auf diesem Gebiet.
Reis. 1.2. Robert Hooke (1635-1703)
Reis. 1.3. Von Robert Hooke untersuchte Korkzellen
Reis. 1.4. Mikroskop von Robert Hooke
1674 sah der niederländische Kaufmann Antonio van Leeuwenhoek mit einem Mikroskop erstmals „Tiere“ in einem Wassertropfen – sich bewegende lebende Organismen (Einzeller, Blutkörperchen, Spermatozoen) und berichtete dies der wissenschaftlichen Gemeinschaft (Abb. 1.5, 1.6). Die Beschreibungen dieser „Animalcuses“ brachten dem Niederländer weltweite Berühmtheit ein und weckten das Interesse an der Erforschung des lebendigen Mikrokosmos.
Reis. 1.5. Antonio van Leeuwenhoek (1632-1723)
Reis. 1.6. Mikroskop von Antonio van Leeuwenhoek
1693 demonstrierte ihm A. Leeuwenhoek während des Aufenthalts von Peter I. in Delphi, wie sich Blut in der Flosse eines Fisches bewegt. Diese Demonstrationen beeindruckten Peter I. so sehr, dass er nach seiner Rückkehr nach Russland eine Werkstatt für optische Instrumente gründete. Petersburger Akademie der Wissenschaften wurde 1725 gegründet.
Talentierte Meister I.E. Belyaev, I.P. Kulibin stellte Mikroskope her (Abb. 1.7, 1.8, 1.9), an deren Gestaltung die Akademiker L. Euler, F. Epinus beteiligt waren.
Reis. 1.7. IP Kulibin (1735-1818)
Reis. 1.8. I.E. Beljajew
Reis. 1.9. Mikroskope von russischen Handwerkern
1671–1679 Der italienische Biologe und Arzt Marcello Malpighi lieferte die erste systematische Beschreibung der Mikrostruktur von Pflanzenorganen, die den Beginn der Pflanzenanatomie markierte (Abb. 1.10).
Reis. 1.10. Marcello Malpighi (1628-1694)
1671–1682 der Engländer Nehemiah Grew beschrieb detailliert die Mikrostrukturen von Pflanzen; führte den Begriff "Gewebe" ein, um sich auf das Konzept einer Ansammlung von "Vesikeln" oder "Säcken" zu beziehen (Abb. 1.11). Beide Forscher (sie arbeiteten unabhängig voneinander) lieferten erstaunlich genaue Beschreibungen und Zeichnungen. Sie kamen zu dem gleichen Schluss in Bezug auf die Allgemeingültigkeit des Aufbaus von Pflanzengewebe aus Vesikeln.
Reis. 1.11. Nehemia wuchs (1641-1712)
In den 20er Jahren des 19. Jahrhunderts. Die bedeutendsten Arbeiten auf dem Gebiet der Untersuchung von Pflanzen- und Tiergeweben gehören den französischen Wissenschaftlern Henri Dutrochet (1824), Francois Raspail (1827) und Pierre Turpin (1829). Sie argumentierten, dass Zellen (Säcke, Vesikel) die elementaren Strukturen aller pflanzlichen und tierischen Gewebe sind. Diese Studien ebneten den Weg für die Entdeckung der Zelltheorie.
Einer der Begründer der Embryologie und vergleichenden Anatomie, Akademiker der St. Petersburger Akademie der Wissenschaften, Karl Maksimovich Baer, zeigte, dass die Zelle nicht nur eine Einheit der Struktur, sondern auch der Entwicklung von Organismen ist (Abb. 1.12).
Reis. 1.12. K.M. Bär (1792-1876)
1759 bewies der deutsche Anatom und Physiologe Caspar Friedrich Wolf, dass die Zelle eine Wachstumseinheit ist. (Abb. 1.13).
Reis. 1.13. K.F. Wolf (1733–1794)
1830er Der tschechische Physiologe und Anatom Ya.E. Purkin (Abb. 1.14), deutscher Biologe I.P. Muller bewies, dass die zelluläre Organisation für alle Arten von Geweben universell ist.
Reis. 1.14. Ya.E. Purkyne (1787-1869)
1833 der britische Botaniker R. Brown (Abb. 1.15) beschrieb den Zellkern einer Pflanzenzelle.
Reis. 1.15. Robert Braun (1773-1858)
1837 Matthias Jakob Schleiden (Abb. 1.16) schlugen eine neue Theorie der Bildung von Pflanzenzellen vor und erkannten die entscheidende Rolle des Zellkerns bei diesem Prozess. 1842 entdeckte er erstmals Nukleolen im Zellkern.
Nach modernen Vorstellungen enthielten Schleidens spezifische Studien eine Reihe von Fehlern: Insbesondere glaubte Schleiden, dass Zellen aus einer strukturlosen Substanz entstehen und sich ein Pflanzenembryo aus einem Pollenschlauch entwickeln kann (die Hypothese der spontanen Erzeugung von Leben).
Reis. 1.16. Matthias Jacob Schleiden (1804-1881)
Deutscher Zytologe, Histologe und Physiologe Theodor Schwann (Abb. 1.17) lernte die Arbeiten des deutschen Botanikers M. Schleiden kennen, der die Rolle des Zellkerns in der Pflanzenzelle beschrieb. Durch den Vergleich dieser Arbeiten mit seinen eigenen Beobachtungen entwickelte Schwann seine eigenen Prinzipien der Zellstruktur und Entwicklung lebender Organismen.
1838 veröffentlichte Schwann drei vorläufige Mitteilungen zur Zelllehre und 1839 das Werk „Mikroskopische Untersuchungen über die Übereinstimmung im Bau und Wachstum von Tieren und Pflanzen“, in dem er die Grundzüge der Theorie des Zellbaus veröffentlichte lebende Organismen.
F. Engels argumentierte, dass die Entstehung der Zelltheorie neben dem Gesetz der Energieumwandlung und der Evolutionstheorie eine der drei größten Entdeckungen in den Naturwissenschaften des 19. Jahrhunderts war.
Reis. 1.17. Theodor Schwann (1810-1882)
1834–1847 Professor der Medizinischen und Chirurgischen Akademie in St. Petersburg P.F. Gorjaninow (Abb. 1.18) formulierte das Prinzip, dass die Zelle ein universelles Modell für die Organisation von Lebewesen ist.
Goryaninov teilte die Welt der Lebewesen in zwei Reiche ein: das formlose oder molekulare und das organische oder zelluläre. Er schrieb, dass "... die organische Welt in erster Linie ein Zellreich ist ...". Er stellte in seinen Studien fest, dass alle Tiere und Pflanzen aus miteinander verbundenen Zellen bestehen, die er Blasen nannte, das heißt, er äußerte eine Meinung über den allgemeinen Plan der Struktur von Pflanzen und Tieren.
Reis. 1.18. P.F. Gorjaninow (1796-1865)
In der Entwicklungsgeschichte der Zelltheorie lassen sich zwei Stadien unterscheiden:
1) der Zeitraum der Anhäufung von Beobachtungen zur Struktur verschiedener ein- und mehrzelliger Pflanzen- und Tierorganismen (etwa 300 Jahre);
2) der Zeitraum der Verallgemeinerung der verfügbaren Daten im Jahr 1838 und die Formulierung der Postulate der Zelltheorie;
