Клеточная теория

…Клетка — это кирпичик жизни.

Это удивительный и загадочный мир, который существует в каждом организме, будь то растение или животное. Иногда организм представляет собой одну клетку, как, например, у бактерий, но чаще он состоит из миллионов клеток.

Теодора Шванн

Все живые существа на Земле, за исключением вирусов, состоят из клеток. Организмы могут быть одноклеточными и многоклеточными. Каждая клетка живого организма выполняет определенные функции. От функций, которые выполняет клетка, зависит ее строение.

Обязательные компоненты клетки — плазматическая мембрана, цитоплазма и генетический аппарат, который отвечает за реализацию наследственной информации. Остальные компоненты клетки у разных организмов различны. Выявленные закономерности в строении клеток различных организмов легли в основу клеточной теории.

        Клеточная теория — это одно из фундаментальных обобщений в области биологии. Теория утверждает единство органического мира, в котором клетка рассматривается как общий структурный элемент живых организмов.

Клеточная теория позволяет понять закономерности живого мира и развитие эволюционного учения.

      Созданию клеточной теории предшествовало много научных биологических открытий XVII и XVIII вв. В это время появилась плеяда прогрессивных естествоиспытателей, которые пытались проникнуть в сокровенные тайны природы. Это время в науке было наполнено новыми открытиями, фактами и противоречиями.

        К началу XIX в. взгляды ученых о роли клеток в строении организмов расширились. К этому времени были опубликованы труды многих учёных-биологов.

       Немецкий учёный Франц Мейен в 1830 г. описал растительные клетки. Он открыл, что они бывают одиночными, как у водорослей, или же могут образовать сложные растения, соединяясь между собой. Уже в то время Мейен предполагал наличие обмена веществ в каждой клетке.

Французский ученый Пьер Тюрпен обнаружил превращение клеток в проводящие элементы растений, а английский ботаник Роберт Броун описал ядро как составную часть клетки.

        Английский ученый Неемия Грю ввел в науку термин «ткань» для обозначения совокупности однородных клеток.

          Свой вклад в дело науки внесли и российские ученые. В 1693 г. Петр I в Дельфе встретился с Антони ван Левенгуком, который продемонстрировал российскому царю, как движется кровь в плавнике рыбы. Вернувшись в Россию, Петр I создал мастерскую оптических приборов. В 1724 г. открылась Петербургская академия наук. Выдающийся русский механик, инженер и изобретатель, основоположник отечественной технологии производства оптического стекла Иван Петрович Кулибин изготавливал микроскопы с большой увеличительной способностью.

           Русский естествоиспытатель Павел Федорович Горянинов на основании своих исследований высказал мнение об общем плане строения организмов.

          Обобщить все знания о клетке решил немецкий биолог Теодор Шванн. На это его вдохновила теория образования клетки немецкого ботаника Маттиаса Шлейдена. В 1839 г. Т. Шванн формулирует клеточную теорию. В предисловии к своей работе он написал: «На дворе уже 1839 г., знаменитый год в моей жизни, вот труд, созданный за многие лета моей жизни «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений». Теодор Шванн и Маттиас Шлейден ввели в науку основополагающее представление о клетке: вне клеток нет жизни.

Этот труд, позже названный клеточной теорией, содержал три главных обобщения:

1.Теория образования клеток.

2.Доказательства клеточного строения организма.

3.Распространение этих принципов на рост и развитие животных и растений.

Создание клеточной теории явилось сильнейшим стимулом к изучению клетки как основы всего живого.

Через два десятилетия после провозглашения Шлейденом и Шванном клеточной теории ученый Рудольф Вирхов дополняет ее следующим постулатом: «Всякая клетка происходит из другой клетки. Там, где возникает клетка, ей должна предшествовать клетка, подобно тому, как животное происходит только от животного, растение — только от растения».

Поэтому очень важным дополнением к клеточной теории стало краткое выражение Рудольфа Вирхова: «Каждая клетка — из клетки».

Современная клеточная теория дополнена открытиями других выдающихся ученых XIX и XX вв. Основные положения клеточной теории можно сгруппировать в следующие пункты:

1. Клетка является универсальной структурой и функциональной единицей живого.

Многие ученые сошлись во мнении, что клетка является обособленной и самой мелкой структурой. Для клетки характерны все свойства жизни. Кроме того, она способна поддерживать эти свойства в себе. Вне клетки не существует настоящей жизнедеятельности, поэтому клетке принадлежит роль элементарной структурной и функциональной единицы.

2. Все клетки имеют сходное строение, химический состав и общие принципы жизнедеятельности.

Несмотря на то, что клетка является элементарной единицей, она отличается сложным строением. Определенные сходные черты строения обнаруживаются во всех без исключения клетках. Так, в клетках разных организмов присутствуют одинаковые органоиды. У всех клеток есть оболочка, цитоплазма, клеточный центр, хромосомы, митохондрии. Наличие или отсутствие ядра, хлоропластов, вакуолей говорит о многообразии органического мира и его эволюционном становлении.

Сходство элементарного химического состава клеток всех организмов доказывает единство живой и неживой природы. Нет ни одного химического элемента, содержащегося в живых организмах, который не был бы найден в телах неживой природы. Несмотря на единство химического состава живой и неживой природы, клетки всех организмов построены из химических соединений, которые называются органическими веществами. Это белки, углеводы, жиры, нуклеиновые кислоты и аденозинтрифосфорная кислота.

3. Клетки образуются только при делении предшествующих им клеток.

Деление клетки — это биологический процесс, который лежит в основе размножения и индивидуального развития всех живых организмов.

Процесс обеспечивает  рост и размножение организмов, передачу наследственной информации. Клетка представляет собой самовоспроизводящуюся биологическую систему. Осуществляется обмен веществ между клеткой и окружающей средой.

4. У многоклеточных организмов клетки образуют ткани.

Тканью называют группу сходных по строению и функциям клеток. Ткани,  в свою очередь, образуют органы. Жизнь организма является следствием взаимодействия составляющих его клеток.

5. Клетки многоклеточного организма содержат полный набор генов.

В каждой клетке есть  генетический материал в форме ДНК или РНК. Эти нуклеиновые кислоты регулируют жизнедеятельность клетки.

6. Клетки способны к самостоятельной жизнедеятельности.

Клетка, благодаря заложенным в ней механизмам, обеспечивает все процессы жизнедеятельности.

         Питание, дыхание, синтез и распад органических веществ — все процессы происходят в клетках одноклеточных и многоклеточных организмов. Каждая клетка способна поддерживать постоянство своего химического состава и осуществлять все процессы, от которых зависит ее жизнь. В многоклеточных организмах работа клеток  представляет собой согласованную систему.

Это позволяет рассматривать клетку как особую единицу живой материи, как элементарную живую систему.

Итак, клеточная теория — это фундамент цитологии.

В наше время ее значение не утрачено. Она важна для развития и совершенствования современных наук, решения практических задач. Не случайно Ф. Энгельс назвал клеточную теорию одним из трех великих открытий XIX в.

Клеточная теория помогает решать острые проблемы человечества: проблемы со здоровьем, сохранение окружающей среды, обеспечение продовольствием.