TEORIA CELULELOR: ISTORIE, POSTULATE ȘI AUTORI - BIOLOGIE - 2025

Teoria celulară este teoria conform căreia propune ca toate lucrurile vii sunt formate din celule. A fost propus de Matthias Schleiden, Theodor Schwann și Rudolph Virchow între anii 1838 și 1859 și este considerat o teorie cheie pentru nașterea biologiei celulare.

Apariția acestei teorii a renunțat definitiv la concepția aristotelică potrivit căreia viața ar putea apărea prin generarea spontană din materie inertă sau non-vie, idee menținută în lumea științifică timp de mai multe secole.

Celule dintr-un țesut viu al unei frunze de plantă (Sursa: Des_Callaghan prin Wikimedia Commons)

Astăzi nu este o nebunie să crezi că organismele la fel de diferite ca animalele, plantele și bacteriile, de exemplu, sunt alcătuite din unități de bază echivalente precum celulele, dar cu sute de ani în urmă aceste idei păreau cam îndepărtate.

Cu o observare simplă la microscop a frunzelor unei plante, a pielii unui amfibian, a părului unui mamifer sau a unei colonii de bacterii, se poate afirma rapid că toate sunt compuse dintr-o unitate de bază cu o organizare și compoziție similară. ; celula.

Organisme unicelulare eucariote de diferite tipuri și celulele țesuturilor animale complexe, cum ar fi creierul sau mușchiul, de exemplu, sunt radical diferite atât în ​​structură cât și în funcție, dar, în ciuda acestui fapt, toate au o membrană care le înconjoară, un citozol care găzduiește un nucleu și organele care au anumite capacități funcționale.

Celulă eucariotă animală. Sursa: De Nikol Valentina romero ruiz, de la Wikimedia Commons

Deși a fost stabilită ca teorie de către trei autori principali, teoria celulelor a avut loc datorită multor cunoștințe, observații și contribuții anterioare ale diferiților autori, care au furnizat piesele puzzle-ului pe care Schleiden, Schwann și Virchow le-ar pune mai târziu și pe care alții le-ar rafina ulterior.

Istoric și istorie a teoriei celulare

Formularea teoriei celulare de către Schleiden, Schwann și Virchow nu ar fi fost posibilă fără invenția anterioară a microscopului, care a avut loc la mijlocul secolului al XVII-lea.

Două figuri importante au fost implicate în primele observații microscopice ale celulelor și la fabricarea primelor microscopuri rudimentare: Robert Hooke, în 1665, și mai târziu, Antoni van Leeuwenhoek.

Cu toate acestea, există rapoarte despre observațiile lui Athanasius Kircher care, în 1658, au observat creaturi vii (pe lângă viermi) care se formează pe țesuturile în descompunere. Aproximativ în același timp, Swammerdam-ul german a descris „corpusculele” globulare în sânge și a realizat că embrionii de broască erau de asemenea formate din „particule” globulare.

Robert Hooke a fost cel care a inventat termenul „celulă” pentru a descrie celulele pe care le-a observat când privea o foaie de plută printr-un microscop; în timp ce Leeuwenhoek s-a dedicat cu fervoare la fabricarea microscopelor și la observarea repetată a eșantioanelor din diferite locuri, afirmând existența unei vieți minime.

Atât Hooke, cât și Leeuwenhoek ar putea fi considerați „tații” microbiologiei, deoarece au fost primii care au raportat existența organismelor microscopice în diferite medii naturale (corpuri de apă, resturi de murdărie din proteze, spermă etc.).

Alți doi autori ai vremii, Marcello Malpighi și Nehemiah Grew, au studiat în detaliu câteva țesuturi vegetale. Publicațiile lui Malpighi (1671) și Grew indică faptul că ambii autori au identificat structura celulelor în timpul observațiilor lor, dar s-au referit la acestea drept „celule”, „pori” sau „saccule”.

Planta de celule eucariote

Teoriile dezmințitoare despre generarea spontană

Timp de multe secole, comunitatea științifică a ținut poziția că viața poate fi generată spontan din materie neînsuflețită (inertă, nu viețuitoare), bazată pe „forța vitală” sau „potențialul” unor elemente precum apa și pământul. să genereze viață.

Cu toate acestea, aceste postulate au fost respinse de experimentele efectuate de italianul Lazzaro Spallanzani, care a arătat în 1767 că atunci când apa din iazuri sau puțuri a fost fiartă, a spus că „forța vitală” a dispărut, ceea ce presupunea că ceea ce exista în apă erau organisme vii. .

Prin urmare, lucrările sale au fost pionierii demonstrației că viața nu poate decurge decât din viața preexistentă sau, ceea ce este același, că toate celulele provin din alte celule și nu din materie inertă.

La aproximativ un secol de la opera lui Spallanzani, francezul Louis Pasteur a stabilit precedentul cu propriile sale experimente, arătând definitiv că generația spontană nu a avut loc în lumea științifică.

Postulatele teoriei celulare

Unul dintre postulatele teoriei celulare este că celulele provin din celule care existau deja

Deși teoria celulelor a fost formulată pe baza observațiilor făcute în organisme „superioare”, este valabilă pentru toate ființele vii, chiar și pentru organisme unicelulare, cum ar fi unii paraziți și bacterii.

Principalele postulate ale teoriei celulare sunt trei:

1- Toate ființele vii sunt formate din celule

Botanistul M. Schleiden și zoologul T. Schwann au propus acest postulat, afirmând că, la nivel microscopic, plantele și animalele erau formate din celule.

2- Celulele sunt unitățile de bază ale tuturor ființelor vii

Acest principiu a fost, de asemenea, postulat de Schleiden și Schwann și este un principiu de bază pentru a defini o ființă vie; Toate ființele vii sunt formate din celule, indiferent dacă sunt unicelulare sau multicelulare.

3- Celulele pot proveni doar din celule preexistente și nu din generarea spontană

Acest principiu a fost stabilit de Rudolph Virchow.

Mai târziu, un alt autor, A. Weismann, a adăugat următorul corolar la teorie:

- Celulele pe care le cunoaștem astăzi („moderne”) provin dintr-un grup mic de celule „ancestrale”

Un corolar care poate fi evidențiat datorită asemănărilor găsite între unele proteine ​​complexe găsite în toate celulele, citocromul fiind unul dintre cele mai bune exemple ale acestor proteine, deoarece este „conservat” din punct de vedere al structurii și funcției atât în ​​bacterii cât și în funcție în plante și animale.

Autori principali

Deși M. Schleiden, T. Schwann și R. Virchow au fost principalii protagoniști în formularea teoriei celulare așa cum o știm astăzi, mulți au fost oamenii de știință care au participat, direct sau indirect, la stabilirea definitivă a acesteia.

Robert Hooke (1635-1702)

Portretul lui Robert Hooke (Sursa: Gustav VH, prin Wikimedia Commons)

Acest virtuos om de știință englez nu numai că a făcut descoperiri în domeniul biologiei, dar a fost interesat și de fizică și astronomie.

În 1665, a prezentat către Royal Society of London cartea sa intitulată „Micrografia sau unele descrieri fiziologice ale corpurilor miniaturale printr-o lupa” (din limba engleză Micrographia Sau unele descrieri fiziologice ale corpurilor în miniatură prin lupa).

În această carte, Hooke evidențiază observațiile pe care le-a făcut pe o foaie de plută, în care a identificat unități similare cu „celulele” pe care le-a numit „celule”. La doar o mărire de 30 de ori, Hooke a observat același model în alte plante și în oasele unor animale, sugerând că țesuturile vii erau alcătuite din aceleași „pori” sau „celule”.

Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723)

Portretul lui Antoni van Leeuwenhoek (Sursa: Jan Verkolje (1650-1693) prin Wikimedia Commons)

Contemporan cu Robert Hooke, olandezul A. Leeuwenhoek și-a dedicat o parte din viața sa fabricării microscopelor și observării eșantioanelor prin acestea. El a fost primul autor care a arătat celule vii (Hooke a văzut doar celule moarte din scoarța unor copaci și osul unor animale).

În plus, designul microscopelor sale i-a permis să aprecieze structurile celulare mult mai în detaliu și l-a dus la descoperirea multor organisme unicelulare pe care le-a numit „animalcule”, care astăzi sunt cunoscute atât pentru animale cât și pentru plante.

În 1674, Leeuwenhoek a descris pentru prima dată globulele roșii și spermatozoizii în propriul spermă.

Matthias Schleiden (1804-1881)

Portretul lui Matthias Schleiden (Sursa: Fæ, prin Wikimedia Commons)

Acest om de știință german, profesor de botanică, a fost cel care a „formulat” teoria celulelor pe baza observațiilor sale în țesuturile plantelor. În plus, era într-adevăr interesat de originea celulelor, așa că s-a dedicat studiului său folosind embrioni din țesuturile plantelor.

Schleiden a îndrăznit să propună ca celulele să se dezvolte „de novo” dintr-o masă de granule minuscule din celule, care au format un „nucleu” a cărui creștere progresivă a devenit o nouă celulă.

Theodor Schwann (1810-1882)

Portretul lui Theodor Schwann (Sursa: Fæ, prin Wikimedia Commons)

Acest autor german a fost însărcinat să „generalizeze” teoria celulelor pentru toate organismele vii, inclusiv pentru plante și animale.

Schwann a descris celulele nucleate în diferite țesuturi: în celulele notochordului și cartilajului, în larvele de gripa, în ficat, rinichi, pancreas, glande salivare și țesutul conjunctiv al embrionilor de porc.

Rezultatele sale au fost raportate în 1838 în „Note de teren despre natură și medicină”. Acest autor a adus contribuții importante și la neuroștiință, deoarece a fost primul care a descris acoperirea membranoasă care înconjoară procesele celulelor nervoase.

Robert Brown (1773-1858)

Acest medic și botanic scoțian a fost primul (în 1831) care a recunoscut nucleul ca parte esențială a celulelor vii, datorită observațiilor sale microscopice pe frunze de orhidee. Brown a fost cel care a inventat termenul „nucleu” pentru a descrie „o singură areolă circulară opacă” în centrul celulelor.

Rudolf Virchow (1821-1902)

Portretul lui Rudolf Virchow (Sursa: http://ihm.nlm.nih.gov/images/B25666 prin Wikimedia Commons)

Acest doctor și patolog german a primit ordinul de a publica în scris, în 1855, ideea că fiecare celulă provine dintr-o celulă preexistentă (omnis cellula e cellula), care exclude posibilitatea generarii spontane.

Câțiva ani mai devreme declara că: „celula, ca cea mai simplă formă de manifestare a vieții, care totuși reprezintă ideea de viață, este unitatea organică, ființa vie indivizibilă”.

Louis Pasteur (1822-1895)

Portretul lui Louis Pasteur (Sursa: Paul Nadar prin Wikimedia Commons)

Acest microbiolog francez a eliminat definitiv teoria generației spontane, datorită experimentelor pe care le-a efectuat în anii 1850, în care a demonstrat că înmulțirea organismelor unicelulare s-a produs de la organisme deja existente.

Convingerea sa fermă l-a determinat să proiecteze o procedură experimentală prin care a demonstrat că un „bulion de carne” poate fi sterilizat fierbându-l într-un balon „cap de gâscă”, capabil să „prindă” particule de praf și alți contaminanți înainte ca acestea ajunge în partea de jos a containerului.

Pasteur a arătat că dacă bulionul a fiert și apoi gâtul vasului s-a rupt și a fost lăsat expus la aer, în cele din urmă a devenit contaminat, dobândind un aspect tulbure din cauza contaminării microbiene.

Este important de menționat că alți autori, precum Carl Benda (1857-1933) și Camilo Golgi (1843–1926) (printre alții) au adus ulterior contribuții importante în ceea ce privește clarificarea structurii interne a celulelor eucariote, descriind principalele organele și funcțiile lor. .

Referințe

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M., … și Walter, P. (2013). Biologia celulară esențială. Garland Science.
2. Mazzarello, P. (1999). Un concept unificator: istoria teoriei celulare. Biologia celulelor naturii, 1 (1), E13.
3. Nabors, MW (2004). Introducere în botanică (nr. 580 N117i). Pearson.
4. Ribatti, D. (2018). O notă istorică asupra teoriei celulelor. Cercetare celulară experimentală, 364 (1), 1-4.
5. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biologie (ediția a 9-a). Brooks / Cole, Cengage Learning: SUA.
6. Villanueva, JR (1970). Celula vie.
7. Willey, JM, Sherwood, L., & Woolverton, CJ (2008). Prescott, Harley și microbiologia lui Klein. Învățământul superior McGraw-Hill.