Клеточная теория

Видео: Цитология. Общие принципы строения клеток. Клеточная теория. Про- и эукариоты

В результате огромного количества микроскопических исследований в XVII—XVIII вв. накопился богатый фактический материал о строении растительных и животных организмов. Однако присущий феодализму метафизический образ мышления, который господствовал в то время, не способствовал теоретическим обобщениям этих фактов. Рассматривая природу как случайное скопление предметов, сотворенных сверхъестественной силой, не связанных друг с другом и не изменяющихся, метафизика оставляла ученым лишь возможность созерцать природу. Исключалась постановка вопроса об естественнонаучном объяснении природы. Без обобщения же и объяснения микроскопические сведения не могли быть поставлены на службу человеку. В результате наблюдался упадок интереса к гистологическим исследованиям.

Положение изменилось к началу XIX в. Победное шествие капитализма потребовало развития науки и техники и утвердило мысль о изменяемости общества и природы. На смену метафизике и в биологию постепенно приходят эволюционные идеи, наиболее совершенной формой которых является дарвинизм. С точки зрения эволюционной теории органическая природа представляет собой единое связанное и непрерывно изменяющееся целое, а не случайное скопление неизменных форм: мир растений и животных, равно как низко и более высокоорганизованные формы, оказываются едины по происхождению, то есть все ныне существующие организмы находятся в родственной связи друг с другом. Отсюда вытекает, что организация высших животных может быть понята при сравнении с низшими, родственными им организмами. Такой взгляд на природу дал возможность привести в систему разрозненные гистологические факты. В результате ожил интерес к микроскопическим исследованиям и появились более или менее серьезные обобщения накопленных сведений.

Одним из крупнейших обобщений в гистологии первой половины XIX в. была клеточная теория, которая вышла за рамки гистологии и приобрела общебиологическое значение. Подготовлена она трудами многих ученых (Я. Пуркине, П. Ф. Горянинов, И. Мюллер, Г. Валентин, Я. Генле, Ф.Мей-ен, М. Шлейден, Э. Гурльт и др.)» но наиболее стройно и обоснованно она была изложена в 1839 г. в знаменитой работе Т. Шванна «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений. Сущность первичной клеточной теории заключалась в следующих положениях.1. Основой строения как животных, так и растений является клетка, причем клетки этих двух групп организмов, несмотря на некоторые различия, имеют общие принципы строения.

2. Сложные многоклеточные организмы развиваются из более простых путем увеличения количества клеток и их дифференцировки.

3. Сама клетка рассматривалась как структура, возникающая из более простого — неоформленной цитобластемы путем процесса, близкого к кристаллизации. И хотя это представление оказалось неверным, но прогрессивной была сама мысль о возникновении сложного из простого, а также вытекающая из этого представления идея о едином способе возникновения клеток у различных организмов, что в дальнейшем и подтвердилось.

4. Клетке приписывалась способность к самостоятельной жизнедеятельности, а организм представлялся как простая совокупность всех клеток. Это неверное положение сыграло отрицательную роль в дальнейшем развитии клеточной теории. Однако три первых положения были весьма прогрессивными, что и дало основание Ф. Энгельсу высоко оценить первичную клеточную теорию, поставив ее в ряд с такими крупными открытиями, как закон превращения энергии Ломоносова — Лавуазье и эволюционная теория Дарвина. «Только со времени этого открытия стало на твердую почву исследование органических, живых продуктов природы — как сравнительная анатомия и физиология, так и эмбриология. Покров тайны, окутывавший процесс возникновения и роста и структуру организмов, был сорван. Непостижимое до того времени чудо предстало в виде процесса, происходящего, согласно тождественному по существу для всех многоклеточных организмов закону»*.

Прогрессивность первичной клеточной теории состояла, во-первых, в том, что она подводила прочный естественнонаучный фундамент под материалистический взгляд на органическую природу как на единое и неразрывное целое, непрерывно саморазвивающееся и изменяющееся. Это единство усматривалось, в частности, в том, что растительные и животные организмы состоят из клеток, которые в общих чертах сходны друг с другом. Идея единства шла на смену метафизической, поддерживаемой церковью и феодалами теории творческого акта и пробивала себе дорогу с трудом. Клеточная же теория подтверждала, что многочисленные растения и животные имеют много общего потому, что все они постепенно развились из единого источника и благодаря общности происхождения находятся в родстве друг с другом, тогда как церковь учила, что они сотворены богом независимо друг от друга и потому не связаны друг с другом.

Вторым крупным завоеванием первичной клеточной теории была идея развития сложного из более простого. Она подтверждала диалектико-материалистический взгляд на природу как на результат постепенного процесса саморазвития материи и опровергала метафизический взгляд на нее как на нечто раз навсегда данное и неизменное.

Клеточная теория способствовала дальнейшему изучению клетки. В результате углубляются представления об этой важнейшей структурной единице живой материи. Становится все более очевидным, что основные части клетки —"это не оболочка, а цитоплазма и ядро. К этому времени относится открытие деления растительных (И. Д. Чистяков, 1874- Э. Страс-бургер, 1875) и животных (П. И. Перемежко, 1878- В. Флемминг* 1в79) клеток, что явилось существенным подтверждением клеточной теории. Однако к концу XIX в. в клеточной теории наряду с разработкой верных положений усиливаются элементы метафизичности, которые были ей присущи уже в самом начале. На эволюцию клеточной теории сильное влияние оказали Р. Вирхов и его последователи. Вирхов (1821—1902) был крупным ученым, но стоял на антиэволюционных позициях и не разделял учения Дарвина. Поэтому он и особенно его последователи усилили в клеточной теории черты метафизичности, которые не имели ничего общего с идеей развития.

Так,

1. Организм понимался как простая сумма клеток, наделенных всей полнотой жизненных свойств, как «государство», «гражданство», «гражданами» которого являются клетки. Между тем организм не простая сумма клеток, независимых друг от друга, а единая, целая система. В этой системе клетка лишь часть, зависящая от целого и выполняющая в интересах этого целого определенную функцию. Эта функция не может быть сведена к функции целого, подобно тому как свойства воды несводимы к простой сумме свойств кислорода и водорода. Взгляд на организм как на арифметическую сумму самостоятельных клеток отразился на создании Вирховым теории целлюлярной патологии. Согласно этой теории, заболевания рассматриваются как местное явление, связанное с расстройством функции лишь клеток того или другого органа. Поэтому лечебные мероприятия сводятся лишь к воздействиям на данный орган.

В противоположность этой теории в русской медицине трудами С П. Боткина и И. П. Павлова была создана идея «нервизма». Эта идея исходит из того, что организм есть целое, а каждая часть подчинена ему, причем нервная система является высшим координирующим центром, который неразрывно связан с внешней средой. Отсюда логически вытекает, что лечебные меры должны касаться всего организма.

«Как ясно каждому, —писал И. П. Павлов, —-живой организм представляет крайне сложную систему, состоящую из почти бесконечного ряда частей, связанных как друг с другом, так и в виде единого комплекса окружающей природой и находящихся с ней в равновесии*.

2. Клетка тела рассматривалась как элементарный организм, наделенный всеми жизненными свойствами. Живое только то, что состоит из клеток. Это положение не выдерживает критики с точки зрения современного естествознания. Еще Энгельс писал, что даже бесструктурный белок обнаруживает все существенные функции жизни. В настоящее время известно много организмов, которые построены не из клеток, например вирусы, бактериофаги, бактерии, некоторые водоросли (каулерпа вошерия и др.), миксомицеты и др. С другой стороны, в организме многоклеточных, кроме клеток, также имеется огромное количество неклеточного (межклеточного) вещества, которое обнаруживает способность к обмену веществ и, следовательно, является живым. Масса этого вещества даже превышает массу клеток.

Однако персонификация клетки на определенной стадии развития естествознания сыграла положительную роль тем, что привлекла внимание исследователей к клетке и способствовала более глубокому, хотя и изолированному ее исследованию. В дальнейшем становилось все очевиднее, что изучение частей, в том числе и клеток организма, в отрыве от целого без учета регулирующего воздействия нервной системы и влияний внешней среды не позволяет глубоко вскрыть сущность жизнедеятельности целого организма.

В современной клеточной теории отражено все лучшее, что было достигнуто учеными прошлого, углублены представления о клетке и критически пересмотрены те положения, которые не выдержали испытания времени. Современная цитология развивается в содружестве с молекулярной биологией, и это позволяет глубже разобраться в жизнедеятельности клетки.

1. В современной клеточной теории подчеркивается, что клетка лежит в основе строения всех многоклеточных организмов, что клетки различных организмов, несмотря на частные различия, имеют общие принципы строения и образуются у всех организмов путем деления. Это свидетельствует о единстве живой природы.

2. Клетка рассматривается как основная и наиболее важная, но не единственная форма организации живой материи. Наряду с ней существуют вирусы, бактериофаги, волокнистые и другие образования, являющиеся также живыми, хотя и неклеточными.

3. Клетка, обладающая большой сложностью строения, возникла на определенной ступени развития органической материи из более простых форм, то есть клетка имеет длительную историю развития (филогенез).

4. Вновь образующиеся клетки сложного многоклеточного организма способны изменяться, развиваться, приобретать новые качества, то есть клетки имеют и индивидуальную историю развития — онтогенез, который подчинен онтогенезу всего организма.

5. Клетка в системе многоклеточного организма является частью его. Поэтому индивидуальное развитие, форма и функция клеток зависят от всего организма. По мере развития организма создаются условия для образования разнокачественных клеток. Даже один факт увеличения количества клеток приводит к тому, что клетки оказываются в различных условиях, и поэтому их индивидуальное развитие протекает по-разному. В результате клетки по строению и функции становятся разнокачественными, более или менее специализированными, и хотя они теряют способность при изоляции развиваться в новый организм, но хорошо выполняют отдельные функции в сложном многоклеточном организме. Это явление называется дифференцировкой. Однако функция целого организма не является суммой функций отдельных клеток. Функция целого есть качественно новое явление, подобно тому как сокращения отдельных мышечных волокон отличаются от движения целой конечности, которое ими обусловлено.

6. Возникшее в эволюции расчленение тела на клетки прочно закрепилось в связи с тем, что оно дает организму ряд преимуществ:

а) благодаря расчлененности на клетки значительно увеличивается поверхность, через которую осуществляется обмен веществ. В силу этого интенсивность обмена веществ в многоклеточном организме значительно возрастает по сравнению с обменом в такой же массе живого вещества, но не расчлененного на клетки. Повышение обмена веществ влечет за собой повышение жизнедеятельности всего многоклеточного организма-

б) организм, расчлененный на клетки, обычно бывает значительно крупнее неклеточных организмов (простейших, бактерий и др.), которые имеют обычно микроскопическую величину тела. Увеличение размеров тела позволило животным освоить новые условия существования-

в) ъ многоклеточном организме клетки дифференцированы, то есть различаются по форме и функции. Благодаря этому каждая группа клеток оказывается специализированной и выполняет лишь определенную функцию, но выполняет ее весьма совершенно. Такая специализация сильно повышает приспособленность всего организма к внешней среде-

г) расчлененность на клетки облегчает обновление частей организма.<< ПредыдушаяСледующая >>
Внимание, только СЕГОДНЯ!