ŠŪNU TEORIJA: VĒSTURE, POSTULĀTI UN AUTORI - BIOLOĢIJA - 2025

Šūnu teorija ir teorija, ka ierosina, ka visas dzīvās būtnes ir izgatavoti no šūnām. To laikposmā no 1838. līdz 1859. gadam ierosināja Matiass Šlēdens, Teodors Švāns un Rūdolfs Virhovs, un to uzskata par galveno šūnu bioloģijas dzimšanas teoriju.

Šīs teorijas parādīšanās galīgi atmet aristoteliešu priekšstatu, ka dzīvība varētu rasties spontānas paaudzes rezultātā no inertas vai nedzīvas vielas - idejas, kas zinātnes pasaulē tiek uzturēta daudzus gadsimtus.

Šūnas augu lapu dzīvos audos (Avots: Des_Callaghan caur Wikimedia Commons)

Mūsdienās nav traki domāt, ka, piemēram, dzīvniekus, augus un baktērijas atšķirīgos organismos veido līdzvērtīgas pamatvienības, piemēram, šūnas, taču pirms simtiem gadu šīs idejas šķita mazliet attālas.

Ar vienkāršu mikroskopu novērojot auga lapas, abinieku ādu, zīdītāja matiņus vai baktēriju koloniju, var ātri apstiprināt, ka tie visi sastāv no pamatvienības ar līdzīgu organizāciju un sastāvu. ; šūna.

Dažādu veidu eikarioti vienšūnu organismi un sarežģītu dzīvnieku audu, piemēram, smadzeņu vai muskuļa, šūnas ir radikāli atšķirīgas gan struktūras, gan funkcijas ziņā, tomēr visiem tiem ir membrāna, kas tos ieskauj, citosols, kas tajā atrodas kodols un organellas, kurām ir noteiktas funkcionālās spējas.

Dzīvnieku eikariotu šūna. Avots: Nikol valentina romero ruiz, no Wikimedia Commons

Lai arī to kā teoriju izveidoja trīs galvenie autori, šūnu teorija notika, pateicoties daudzām zināšanām, novērojumiem un dažādu autoru iepriekšējiem ieguldījumiem, kuri deva mīklas gabalus, kurus Šlēidena, Švāna un Virhova vēlāk saliks, bet citi vēlāk to precizēs.

Šūnu teorijas pamati un vēsture

Šleidena, Švana un Viršova formulētā šūnu teorija nebūtu bijusi iespējama bez iepriekšējā mikroskopa izgudrojuma, kas notika 17. gadsimta vidū.

Pirmajos šūnu mikroskopiskajos novērojumos un pirmo rudimentāro mikroskopu izgatavošanā tika iesaistīti divi svarīgi skaitļi: Roberts Hūks (Robert Hooke) 1665. gadā un vēlāk Antoni van Leeuwenhoek.

Tomēr ir ziņojumi par Athanasius Kircher novērojumiem, kuri 1658. gadā novēroja dzīvās radības (papildus tārpiem), kas veidojas uz pūšanas audiem. Aptuveni tajā pašā laikā vācu Swammerdam aprakstīja asinsritē esošos “asinsķermenīšus” asinīs un saprata, ka varžu embrijus veido arī apvalku “daļiņas”.

Roberts Hūks bija tas, kurš izgudroja terminu “šūna”, lai aprakstītu šūnas, kuras viņš novēroja, mikroskopā apskatot korķa loksni; savukārt Leeuwenhoek dedzīgi veltīja uzmanību mikroskopu ražošanai un atkārtotai dažādu vietu paraugu novērošanai, apliecinot, ka pastāv minimāla dzīve.

Gan Hooke, gan Leeuwenhoek varētu uzskatīt par mikrobioloģijas “tēviem”, jo viņi bija pirmie, kas ziņoja par mikroskopisko organismu eksistenci dažādās dabiskās vidēs (ūdenstilpēs, zobu protēžu netīrumos, spermā utt.).

Divi citi tā laika autori Marcello Malpighi un Nehemiah Grew sīki izpētīja dažus augu audus. Malpighi (1671) un Grew publikācijas norāda, ka abi autori novērojumu laikā identificēja šūnu struktūru, bet tos nosauca par "šūnām", "porām" vai "saccules".

Augu eikariotu šūna

Spontānas ģenerēšanas teoriju atspēkošana

Daudzus gadsimtus zinātniskā sabiedrība uzskatīja, ka dzīvību var spontāni radīt nedzīva matērija (inerta, nevis dzīvojoša), kuras pamatā ir tādu elementu kā "dzīvības spēks" vai "potenciāls", piemēram, ūdens un zeme. radīt dzīvību.

Tomēr šos postulātus atspēkoja eksperimenti, ko veica itālietis Lazzaro Spallanzani, kurš 1767. gadā parādīja, ka, vārot dīķus vai akas, izzuda minētais “vitālais spēks”, kas nozīmē, ka ūdenī pastāvošie bija dzīvie organismi. .

Tāpēc viņa darbi bija pionieri demonstrācijai, ka dzīve var rasties tikai no iepriekš pastāvošas dzīves vai, kas ir tas pats, ka visas šūnas nāk no citām šūnām, nevis no inertajām matērijām.

Apmēram gadsimtu pēc Spallanzani darba francūzis Luiss Pasteurs ar saviem eksperimentiem izveidoja precedentu, skaidri parādot, ka spontānai paaudzei zinātnes pasaulē nav vietas.

Šūnu teorijas postulāti

Viens no šūnu teorijas postulātiem ir tāds, ka šūnas nāk no šūnām, kas jau pastāvēja

Lai arī šūnu teorija tika formulēta, balstoties uz novērojumiem, kas veikti "augstākos" organismos, tā ir derīga visām dzīvajām būtnēm, pat vienšūnu organismiem, piemēram, dažiem parazītiem un baktērijām.

Šūnu teorijas galvenie postulāti ir trīs:

1- Visas dzīvās būtnes veido šūnas

Botāniķis M. Šlēdens un zoologs T. Švāns ierosināja šo postulātu, norādot, ka mikroskopiskā līmenī augus un dzīvniekus veido šūnas.

2 - šūnas ir visu dzīvo būtņu pamatvienības

Šo principu postulēja arī Šlēdens un Švāns, un tas ir pamatprincips, lai definētu dzīvu būtni; Visas dzīvās lietas veido šūnas neatkarīgi no tā, vai tās ir vienšūnas vai daudzšūnas.

3 - Šūnas var nākt tikai no esošām šūnām, nevis spontāni

Šo principu ieviesa Rūdolfs Virhovs.

Vēlāk cits autors A. Veismans teorijai pievienoja šādus secinājumus:

- Šūnas, kuras mēs šodien pazīstam (“modernās”), cēlušās no nelielas “senču” šūnu grupas

Secinājums, ko var pierādīt, pateicoties līdzībām, kas atrastas dažos kompleksos proteīnos, kas atrodami visās šūnās, citohroms ir viens no labākajiem šo olbaltumvielu piemēriem, jo ​​tas ir "saglabāts" struktūras un funkcijas ziņā gan baktērijās, gan augos un dzīvniekos.

Galvenie autori

Lai gan M. Šleidens, T. Švāns un R. Virhovs bija galvenie šūnas teorijas formulēšanas dalībnieki, kā mēs to šodien zinām, daudzi bija zinātnieki, kas tieši vai netieši piedalījās tās galīgajā izveidē.

Roberts Hoks (1635–1702)

Roberta Hūka portrets (Avots: Gustavs VH, izmantojot Wikimedia Commons)

Šis tikumīgais angļu zinātnieks ne tikai veica atklājumus bioloģijas jomā, bet arī interesējās par fiziku un astronomiju.

1665. gadā viņš Londonas Karaliskajai biedrībai iesniedza savu grāmatu ar nosaukumu "Mikrogrāfija vai daži miniatūru ķermeņu fizioloģiski apraksti caur palielināmo stiklu" (no angļu valodas Mikrogrāfija vai Daži fizioloģiski apraksti par miniatūru ķermeni ar palielināmo stiklu).

Šajā grāmatā Hoks izceļ novērojumus, ko viņš izdarījis uz korķa loksnes, kurā viņš identificēja vienības, kas līdzīgas "šūnām", kuras viņš sauca par "šūnām". Pieaugot tikai 30 reizes, Hoks novēroja tādu pašu modeli arī citos augos un dažu dzīvnieku kaulos, liekot domāt, ka dzīvos audus veido tās pašas “poras” vai “šūnas”.

Antonijs van Lēvenhoeks (1632-1723)

Antonija van Lēvenhoka portrets (Avots: Jans Verkolje (1650-1693), izmantojot Wikimedia Commons)

Mūsdienu kopā ar Robertu Huku holandietis A. Lēvenhoeks savu dzīves daļu veltīja mikroskopu ražošanai un paraugu novērošanai caur tiem. Viņš bija pirmais autors, kurš parādīja dzīvās šūnas (Hūks redzēja tikai atmirušās šūnas no dažu koku mizas un dažu dzīvnieku kaula).

Turklāt viņa mikroskopu dizains ļāva viņam daudz detalizētāk novērtēt šūnu struktūras un noveda viņu pie daudzu vienšūnu organismu atklāšanas, kurus viņš sauca par “dzīvnieku šūnām”, kas mūsdienās ir zināmi gan kā vienšūnas dzīvnieki, gan augi.

1674. gadā Leeuwenhoek pirmo reizi aprakstīja sarkanās asins šūnas un spermu savā paša spermā.

Matiass Šlēdens (1804–1881)

Matiasa Šlēdena portrets (Avots: Fæ, izmantojot Wikimedia Commons)

Šis vācu zinātnieks, botānikas profesors, bija tas, kurš "formulēja" šūnu teoriju, balstoties uz saviem novērojumiem augu audos. Turklāt viņu patiešām interesēja šūnu izcelsme, tāpēc viņš veltīja tās izpētei, izmantojot embrijus no augu audiem.

Šleidens uzdrošinājās ierosināt, ka šūnas no sīku granulu masas šūnās izstrādāja "de novo", kas veidoja "kodolu", kura progresīvā augšana kļuva par jaunu šūnu.

Teodors Švāns (1810–1882)

Teodora Švana portrets (Avots: Fæ, izmantojot Wikimedia Commons)

Šis vācu autors bija atbildīgs par šūnu teorijas "vispārināšanu" visiem dzīvajiem organismiem, ieskaitot augus un dzīvniekus.

Švāns aprakstīja nukleētas šūnas dažādos audos: notokora un skrimšļa šūnās, krupja kāpuros, aknās, nierēs, aizkuņģa dziedzerī, siekalu dziedzeros un cūku embriju saistaudos.

Par viņa rezultātiem tika ziņots 1838. gadā rakstā "Field Notes on Nature and Medicine". Šis autors arī deva nozīmīgu ieguldījumu neirozinātnē, jo viņš bija pirmais, kurš aprakstīja membrānu apvalku, kas ieskauj nervu šūnu procesus.

Roberts Brauns (1773-1858)

Šis skotu botāniķis un ārsts bija pirmais (1831. gadā), pateicoties viņa mikroskopiskajiem novērojumiem uz orhideju lapām, kodolu kā būtisku dzīvo šūnu daļu. Brauns bija tas, kurš izgudroja terminu “kodols”, lai šūnu centrā aprakstītu “vienu necaurspīdīgu apaļu apļveida areolu”.

Rūdolfs Viršovs (1821–1902)

Rūdolfa Viršova portrets (Avots: http://ihm.nlm.nih.gov/images/B25666, izmantojot Wikimedia Commons)

Šim vācu ārstam un patologam tika uzdots 1855. gadā rakstiski publicēt ideju, ka katra šūna nāk no jau esošas šūnas (omnis cellula e cellula), izslēdzot spontānas paaudzes iespēju.

Dažus gadus iepriekš viņš paziņoja, ka: "šūna kā vienkāršākā dzīvības izpausmes forma, kas tomēr pārstāv dzīves ideju, ir organiskā vienotība, nedalāmā dzīvā būtne".

Luiss Pasteurs (1822-1895)

Luija Pasteura portrets (Avots: Pols Nadars, izmantojot Wikimedia Commons)

Tieši šis franču mikrobiologs, pateicoties eksperimentiem, ko viņš veica 1850. gados, galīgi atmeta spontānās paaudzes teoriju, kurā viņš parādīja, ka vienšūnu organismu pavairošana notiek no jau esošajiem organismiem.

Viņa stingrā pārliecība lika viņam izveidot eksperimentālu procedūru, ar kuras palīdzību viņš parādīja, ka “gaļas buljonu” var sterilizēt, vārot to “zoss kakla” kolbā, kas spēj “notvert” putekļu daļiņas un citus sārņus, pirms tie nonāk sasniedziet trauka dibenu.

Pasteurs parādīja, ka, ja buljonu uzvāra un pēc tam kolbas kakls tika salauzts un atstāts pakļauts gaisam, tas galu galā kļuva piesārņots, iegūstot duļķainu izskatu mikrobu piesārņojuma dēļ.

Ir svarīgi uzsvērt, ka citi autori, piemēram, Karls Benda (1857–1933) un Camilo Golgi (1843–1926) (cita starpā), vēlāk sniedza nozīmīgu ieguldījumu eikariotu šūnu iekšējās struktūras noskaidrošanā, aprakstot viņu galvenos organellus un funkcijas. .

Atsauces

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Būtiskā šūnu bioloģija. Garland zinātne.
2. Mazzarello, P. (1999). Vienojošs jēdziens: šūnu teorijas vēsture. Nature Cell Biology, 1 (1), E13.
3. Nabors, MW (2004). Ievads botānikā (Nr. 580 N117i). Pīrsons.
4. Ribatti, D. (2018). Vēsturiska piezīme par šūnu teoriju. Šūnu eksperimentālais pētījums, 364 (1), 1. – 4.
5. Zālamans, EP, Bergs, LR un Martins, DW (2011). Bioloģija (9. edn). Brūka / Kola, Cengagas mācīšanās: ASV.
6. Villanueva, JR (1970). Dzīvā šūna.
7. Vilejs, JM, Šervuds, L., un Vulvertons, CJ (2008). Preskota, Hārlija un Kleina mikrobioloģija. McGraw-Hill augstākā izglītība.