Τι είναι η κυτταρική θεωρία και πώς ανακαλύφθηκε;

Η κυτταρική θεωρία είναι η πιο θεμελιώδης αρχή στη βιολογία. Δηλώνει ότι όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί αποτελούνται από παρόμοιες πρωτογενείς μονάδες που ονομάζονται κύτταρα. Η ιδέα διατυπώθηκε για πρώτη φορά επίσημα το 1839 από τους Schleiden &Schwann. Οι ρίζες του χρονολογούνται από τον 17ο αιώνα, όταν ένας επιστήμονας ονόματι Ρόμπερτ Χουκ ανακάλυψε για πρώτη φορά το κύτταρο.

Έχετε κοιτάξει ποτέ ένα κύτταρο κάτω από ένα μικροσκόπιο και αναρωτηθήκατε πώς ένα τόσο μικρό και απλό αντικείμενο θα μπορούσε να είναι η βάση όλης της ζωής σε αυτόν τον πλανήτη - και ίσως πολλών άλλων; Αν έχετε, πρέπει επίσης να έχετε αναρωτηθεί πώς ανακαλύφθηκαν αυτά τα μικροσκοπικά πακέτα ζωής και οι πρώτοι επιστήμονες, με τα απλά και πρωτόγονα εργαλεία τους, μπόρεσαν να μας πουν τόσα πολλά για τη δομή και τη λειτουργία αυτών των μονάδων.

Αρχικά, αυτή η πρόοδος στη γνώση δεν ήταν έργο ενός μοναδικού ερευνητή, αλλά μάλλον εκατοντάδων μελετητών που συνέβαλαν σε κάτι που τώρα ονομάζουμε «Θεωρία των κυττάρων ". Βασικά, αυτό εξήγησε στον κόσμο από τι είμαστε φτιαγμένοι ως ζωντανοί οργανισμοί. Αυτή η θεωρία ακολουθήθηκε από πολλές ακόμη αποκαλύψεις σχετικά με την πολυπλοκότητα της ζωής στη Γη που άλλαξαν ολόκληρο το σενάριο της βιοεπιστήμης και κάθε άλλης επιστημονικής βιομηχανίας. Δεδομένης της σαφής σημασίας του, ας προσπαθήσουμε να καταλάβουμε τι είχαν να πουν οι προκάτοχοί μας και γιατί.

Τι είναι η κυτταρική θεωρία;

Η κυτταρική θεωρία είναι η πιο θεμελιώδης αρχή στη βιολογία, η οποία δηλώνει ότι όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί αποτελούνται από παρόμοιες πρωτογενείς μονάδες που ονομάζονται κύτταρα. Είναι μια παγκοσμίως αποδεκτή θεωρία για την οργάνωση και τη δομή όλων των οργανισμών. Η σύγχρονη έρευνα και η μοριακή βιολογία, με τα προηγμένα εργαλεία και την τεχνολογία τους, έχουν προσθέσει πολλές αρχές στη θεωρία των κυττάρων, αλλά παραμένει η κυρίαρχη θεωρία της βιολογίας.

Η Θεωρία των Κυττάρων είναι για τη Βιολογία όπως η Ατομική Θεωρία είναι για τη Φυσική. Η ιδέα διατυπώθηκε για πρώτη φορά επίσημα το 1839 από τους Schleiden &Schwann και έκτοτε παραμένει το σταθερό θεμέλιο της σύγχρονης βιολογίας. Αν και εισήχθη για πρώτη φορά επίσημα ως θεωρία το 1839, οι ρίζες του χρονολογούνται από τον 17ο αιώνα, όταν ένας επιστήμονας ονόματι Ρόμπερτ Χουκ ανακάλυψε για πρώτη φορά το κύτταρο.

Πώς ανακαλύφθηκε το πρώτο κελί;

Η ιστορία πίσω από τη διατύπωση της κυτταρικής θεωρίας είναι ίσως τόσο ενδιαφέρουσα όσο και η ίδια η θεωρία. Όλα ξεκίνησαν όταν ένας Ολλανδός κατασκευαστής γυαλιών ονόματι Zacharias Janssen, βαριεστημένος από τη συνηθισμένη του δουλειά, αποφάσισε να παίξει με μερικούς φακούς και εφηύρε το πρώτο οπτικό μικροσκόπιο στον κόσμο. Ήταν ένα στιγμιαίο χτύπημα. Κάθε άλλος βοτανολόγος και βιολόγος ήθελε να παίξει με αυτό το νέο παιχνίδι στην αγορά. Μεταξύ αυτών των πρόθυμων αγοραστών ήταν ένας τύπος ονόματι Anton van Leeuwenhoek, ο οποίος κοίταξε το μικροσκόπιο του Janssen και εμπνεύστηκε να φτιάξει το δικό του.

Το μικροσκόπιο του Anton van Leeuwenhoek (Προσφορά φωτογραφίας:Wellcome Images/Wikimedia Commons)

Τώρα, ο Anton χρησιμοποίησε το μικροσκόπιό του για να μελετήσει σχεδόν τα πάντα γύρω του, τα οποία περιελάμβαναν οδοντικές ξύσεις. Στην πορεία, ανακάλυψε βακτήρια, αλλά αποφάσισε να τα ονομάσει animalcules, καθώς του φαίνονταν σαν ζωάκια. Ο Άντον έστειλε επίσης τα ευρήματά του στον συνάδελφό του στην Αγγλία, έναν άνδρα ονόματι Ρόμπερτ Χουκ, ο οποίος είχε επίσης αρχίσει να μελετά αντικείμενα χρησιμοποιώντας μικροσκόπιο. Ο Χουκ, ως προϊόν της ακαδημαϊκής επιστήμης, είχε περισσότερες γνώσεις στον τομέα. Όταν εξέτασε λεπτές φέτες φελλού τοποθετημένες στο μικροσκόπιο, έμοιαζαν με μικρά «κύτταρα σ' αυτόν, όπως και εκείνα στα μοναστήρια όπου ζούσαν οι μοναχοί. Με αυτόν τον τρόπο, τέθηκαν τα θεμέλια της κυτταρικής θεωρίας. Οι επιστήμονες που ήρθαν αργότερα, συμπεριλαμβανομένων των Schleiden &Schwann, πρόσθεσαν μερικά ακόμη πράγματα, διατυπώνοντας έτσι τα τρία αξιώματα της κυτταρικής θεωρίας.

1. Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί αποτελούνται από κύτταρα

Το πρώτο αξίωμα της κυτταρικής θεωρίας δηλώνει κάτι που όλοι βρίσκουμε αρκετά προφανές σήμερα - όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί αποτελούνται από κύτταρα. Ωστόσο, αν κοιτάξετε πίσω μερικές εκατοντάδες χρόνια πριν, οι ερευνητές δυσκολεύτηκαν να εξηγήσουν αυτή την απλή ιδέα στο ευρύ κοινό. Η πρώιμη κυτταρική θεωρία μόλις ανέφερε την παρουσία μικρών μικροσκοπικών δομικών στοιχείων που ήταν το θεμέλιο όλων των ζωντανών οργανισμών. αυτά έμοιαζαν με μικρά κύτταρα, αλλά αυτή η εξήγηση δεν ανέφερε κανένα από τα κυτταρικά οργανίδια, όπως ο πυρήνας ή τα μιτοχόνδρια. Στην πραγματικότητα, τα οργανίδια ανακαλύφθηκαν πολύ αργότερα.

Κύτταρα από φελλό, όπως φαίνονται από τον Robert Hooke (Φωτογραφία :Alejandro Porto./Wikimedia Commons)

2. Το κύτταρο είναι η πιο βασική μονάδα ζωής

Αυτό είναι ίσως το πιο παρερμηνευμένο αξίωμα. Οργανίδια όπως ο πυρήνας, τα ριβοσώματα και πολλά άλλα υπάρχουν μέσα στο κύτταρο. είναι μικρότερα σε μέγεθος, αλλά ζωτικής σημασίας για την ύπαρξη ζωής. Αν συμβαίνει αυτό, δεν θα έπρεπε να είναι η βασική μονάδα της ζωής; Λοιπόν, αυτό δεν είναι το σημείο που προσπαθεί να κάνει αυτό το αξίωμα. Αυτό που προσπαθεί να δηλώσει είναι ότι το κύτταρο είναι η πιο βασική και θεμελιώδης δομή που μπορεί να συντηρηθεί στη ζωή από μόνη της. Οι μονοκύτταροι οργανισμοί παρέχουν την τέλεια πρακτική εξήγηση αυτού του σημείου. Είναι σε θέση να εκτελούν κάθε ενέργεια που πρέπει να χρειάζεται ένας ζωντανός οργανισμός για να επιβιώσει. Εάν αφαιρέσουμε έστω και ένα οργανίδιο από ένα κύτταρο, αυτό δεν θα είναι σε θέση να λειτουργήσει και επομένως θα πέθαινε.

3. Τα κύτταρα σχηματίζονται μέσω του σχηματισμού ελεύθερων κυττάρων

Αυτή είναι η μία πτυχή που έκαναν λάθος οι πρόγονοί μας. Οι Schleiden και Schwann (δύο από τους σημαντικότερους συνεισφέροντες στη θεωρία των κυττάρων) διατύπωσαν την πεποίθηση ότι τα κύτταρά μας σχηματίζονται με τρόπο παρόμοιο με τον σχηματισμό κρυστάλλων - αυθόρμητη δημιουργία κάτω από την ενοποιημένη κυτταρική θεωρία τους. Ωστόσο, αυτό το δόγμα διαψεύστηκε από τους Robert Remak και Rudolf Virchow. Πρότειναν ότι «Omnis cellula e cellula», που είναι το λατινικό για όλα τα κύτταρα προκύπτουν μόνο από προϋπάρχοντα κελιά και με κανέναν άλλο τρόπο .

Υπάρχουν εξαιρέσεις στη θεωρία κυττάρων;

Οι ιοί θεωρούνται εξαίρεση στη θεωρία των κυττάρων, επειδή, παρόλο που εκτελούν τις βασικές λειτουργίες μιας ζωντανής οντότητας, δεν μπορούν να αναπαραχθούν ή να αναπαραχθούν, παρά το γεγονός ότι το γενετικό τους υλικό υπάρχει μέσα τους. Αυτό παραβιάζει το τρίτο αξίωμα.

Οι ιοί αποτελούν εξαίρεση στη θεωρία των κυττάρων (Photo Credit :K_E_N/ Shutterstock)

Πολλοί ερευνητές σήμερα πιστεύουν ότι τα πρώτα κύτταρα ή μονοκύτταροι προκαρυωτικοί οργανισμοί δεν προέκυψαν από κανένα πρόδρομο κύτταρο. Σχηματίστηκαν από μια βιολογική δύναμη που είναι ακόμα άγνωστη στην ανθρώπινη φυλή σήμερα. Αν και πολύ αμφισβητούμενη, αυτή η θεωρία εξακολουθεί να παραβιάζει τη θεωρία των κυττάρων. Τα μιτοχόνδρια και οι χλωροπλάστες, ενώ υπάρχουν μέσα στο κύτταρο, έχουν το δικό τους γενετικό υλικό και μπορούν να αναπαραχθούν ανεξάρτητα από το κύτταρο στο οποίο βρίσκονται.