Zelltheorie

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Robert Johnston
Zelltheorie

Was ist Zelltheorie??

Das Zelltheorie ist die Theorie, die besagt, dass alle Lebewesen aus Zellen bestehen. Es wurde von Matthias Schleiden, Theodor Schwann und Rudolph Virchow zwischen 1838 und 1859 vorgeschlagen und gilt als Schlüsseltheorie für die Geburt der Zellbiologie.

Das Aufkommen dieser Theorie verwarf definitiv die aristotelische Vorstellung, dass Leben durch spontane Erzeugung aus inerter oder nicht lebender Materie entstehen könnte, eine Idee, die in der wissenschaftlichen Welt seit vielen Jahrhunderten beibehalten wird..

Zellen in einem lebenden Gewebe eines Pflanzenblattes (Quelle: Des_Callaghan [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)] über Wikimedia Commons)

Heutzutage ist es nicht verrückt zu glauben, dass Organismen, die so unterschiedlich sind wie Tiere, Pflanzen und Bakterien, aus äquivalenten Grundeinheiten wie Zellen bestehen, aber vor Hunderten von Jahren schienen diese Ideen etwas weit hergeholt..

Mit einer einfachen Beobachtung unter dem Mikroskop der Blätter einer Pflanze, der Haut einer Amphibie, der Haare eines Säugetiers oder einer Bakterienkolonie kann schnell festgestellt werden, dass sie alle aus einer Grundeinheit mit einer ähnlichen Organisation bestehen und Zusammensetzung .; die Zelle.

Eukaryontische einzellige Organismen verschiedener Art und die Zellen komplexer tierischer Gewebe wie beispielsweise Gehirn oder Muskel unterscheiden sich in Struktur und Funktion radikal, aber trotzdem haben sie alle eine Membran, die sie umgibt, ein Cytosol, das einen Kern beherbergt und Organellen, die bestimmte Funktionsfähigkeiten haben.

Tierische eukaryotische Zelle. Quelle: Von Nikol valentina romero ruiz [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], von Wikimedia Commons

Obwohl es von drei Hauptautoren als Theorie aufgestellt wurde, fand die Zelltheorie dank viel Wissen, Beobachtungen und früheren Beiträgen verschiedener Autoren statt, die die Puzzleteile gaben, die Schleiden, Schwann und Virchow später zusammenstellten, und das andere würden später verfeinern..

Hintergrund und Geschichte der Zelltheorie

Die Formulierung der Zelltheorie durch Schleiden, Schwann und Virchow wäre ohne die vorherige Erfindung des Mikroskops Mitte des 17. Jahrhunderts nicht möglich gewesen..

Zwei wichtige Persönlichkeiten waren an den ersten mikroskopischen Beobachtungen von Zellen und an der Herstellung der ersten rudimentären Mikroskope beteiligt: ​​Robert Hooke (1665) und später Antoni van Leeuwenhoek.

Es gibt jedoch Berichte über die Beobachtungen von Athanasius Kircher, der 1658 Lebewesen (zusätzlich zu Würmern) beobachtete, die sich auf zerfallenden Geweben bildeten. Etwa zur gleichen Zeit beschrieb der deutsche Swammerdam kugelförmige "Blutkörperchen" im Blut und stellte fest, dass Froschembryonen auch aus kugelförmigen "Partikeln" bestehen..

Robert Hooke war derjenige, der den Begriff "Zelle" prägte, um die Zellen zu beschreiben, die er beobachtete, wenn er ein Korkblatt durch ein Mikroskop betrachtete; Leeuwenhoek widmete sich leidenschaftlich der Herstellung von Mikroskopen und der wiederholten Beobachtung von Proben von verschiedenen Orten, um die Existenz eines winzigen Lebens zu bestätigen.

Sowohl Hooke als auch Leeuwenhoek könnten als "Väter" der Mikrobiologie angesehen werden, da sie als erste über die Existenz mikroskopisch kleiner Organismen in verschiedenen natürlichen Umgebungen (Gewässer, Abkratzen von Zahnersatz, Sperma usw.) berichteten..

Zwei andere Autoren dieser Zeit, Marcello Malpighi und Nehemiah Grew, untersuchten einige Pflanzengewebe im Detail. Die Veröffentlichungen von Malpighi (1671) und Grew zeigen, dass beide Autoren die Struktur von Zellen während ihrer Beobachtungen identifizierten, diese jedoch als "Zellen", "Poren" oder "Saccules" bezeichneten..

Pflanzeneukaryontische Zelle

Theorien über die spontane Erzeugung widerlegen

Viele Jahrhunderte lang vertrat die wissenschaftliche Gemeinschaft die Position, dass Leben spontan aus lebloser Materie (träge, nicht lebend) erzeugt werden könnte, basierend auf der „Lebenskraft“ oder dem „Potenzial“ von Elementen wie Wasser und Erde, um Leben zu erzeugen.

Diese Postulate wurden jedoch durch die Experimente des Italieners Lazzaro Spallanzani widerlegt, der 1767 zeigte, dass beim Kochen von Wasser aus Teichen oder Brunnen die "Lebenskraft" verschwand, was implizierte, dass lebende Organismen existierten.

Lazzaro Spallanzani

Daher waren seine Arbeiten die Pioniere für den Nachweis, dass Leben nur aus vorbestehendem Leben entstehen kann oder dass alle Zellen aus anderen Zellen stammen und nicht aus inerter Materie..

Ungefähr ein Jahrhundert nach den Werken von Spallanzani setzte der Franzose Louis Pasteur mit seinen eigenen Experimenten den Präzedenzfall und zeigte definitiv, dass die spontane Generation keinen Platz in der wissenschaftlichen Welt hatte..

Postulate der Zelltheorie

Eines der Postulate der Zelltheorie ist, dass Zellen aus bereits existierenden Zellen stammen

Obwohl die Zelltheorie auf der Grundlage von Beobachtungen in "höheren" Organismen formuliert wurde, gilt sie für alle Lebewesen, auch für einzellige Organismen wie einige Parasiten und Bakterien..

Die Hauptpostulate der Zelltheorie sind drei:

1- Alle Lebewesen bestehen aus Zellen

Der Botaniker M. Schleiden und der Zoologe T. Schwann schlugen dieses Postulat vor und stellten fest, dass Pflanzen und Tiere auf mikroskopischer Ebene aus Zellen bestehen.

2- Zellen sind die Grundeinheiten aller Lebewesen

Dieses Prinzip wurde auch von Schleiden und Schwann postuliert und ist ein Grundprinzip zur Definition eines Lebewesens; Alle Lebewesen bestehen aus Zellen, ob einzellig oder mehrzellig.

3- Zellen können nur aus bereits vorhandenen Zellen stammen und nicht durch spontane Erzeugung

Dieses Prinzip wurde von Rudolph Virchow aufgestellt.

Später fügte ein anderer Autor, A. Weismann, der Theorie folgende Folgerung hinzu:

- Die Zellen, die wir heute kennen ("modern"), stammen aus einer kleinen Gruppe von "Ahnen" -Zellen

Folgerung, die dank der Ähnlichkeiten zwischen einigen komplexen Proteinen in allen Zellen nachgewiesen werden kann, wobei Cytochrom eines der besten Beispiele für diese Proteine ​​ist, da es in Struktur und Funktion sowohl in Bakterien als auch in Pflanzen und Tieren "konserviert" ist.

Hauptautoren

Obwohl M. Schleiden, T. Schwann und R. Virchow die Hauptakteure der Formulierung der Zelltheorie waren, wie wir sie heute kennen, waren viele Wissenschaftler direkt oder indirekt an ihrer endgültigen Etablierung beteiligt..

Robert Hooke (1635-1702)

Porträt von Robert Hooke (Quelle: Gustav VH, über Wikimedia Commons)

Dieser tugendhafte englische Wissenschaftler machte nicht nur Entdeckungen auf dem Gebiet der Biologie, sondern interessierte sich auch für Physik und Astronomie.

1665 überreichte er der Royal Society of London sein Buch mit dem Titel "Mikroskopische Aufnahme oder einige physiologische Beschreibungen von Miniaturkörpern durch eine Lupe" (auf Englisch Mikrographie oder einige physiologische Beschreibungen von Miniaturkörpern durch Lupe).

In diesem Buch hebt Hooke die Beobachtungen hervor, die er auf einem Korkblatt gemacht hat, in dem er Einheiten identifiziert hat, die "Zellen" ähnlich sind, die er "Zellen" nannte. Bei nur 30-facher Vergrößerung beobachtete Hooke das gleiche Muster bei anderen Pflanzen und in den Knochen einiger Tiere, was darauf hindeutet, dass lebende Gewebe aus den gleichen "Poren" oder "Zellen" bestehen..

Antoni van Leeuwenhoek (1632–1723)

Porträt von Antoni van Leeuwenhoek (Quelle: Jan Verkolje (1650-1693) [gemeinfrei] über Wikimedia Commons)

Zeitgenössisch mit Robert Hooke widmete der Niederländer A. Leeuwenhoek einen Teil seines Lebens der Herstellung von Mikroskopen und der Beobachtung von Proben durch diese. Er war der erste Autor, der lebende Zellen nachwies (Hooke sah nur tote Zellen aus der Rinde einiger Bäume und dem Knochen einiger Tiere)..

Darüber hinaus ermöglichte ihm das Design seiner Mikroskope, die Zellstrukturen viel detaillierter zu erfassen, und führte ihn zur Entdeckung vieler einzelliger Organismen, die er "Tierkapseln" nannte und die heute sowohl als einzellige Tiere als auch als Pflanzen bekannt sind..

Im Jahr 1674 beschrieb Leeuwenhoek erstmals rote Blutkörperchen und Spermien in seinem eigenen Sperma..

Matthias Schleiden (1804-1881)

Porträt von Matthias Schleiden (Quelle: Fæ, via Wikimedia Commons)

Dieser deutsche Wissenschaftler, Professor für Botanik, war derjenige, der die Zelltheorie auf der Grundlage seiner Beobachtungen in Pflanzengeweben "formulierte". Darüber hinaus interessierte er sich sehr für die Herkunft von Zellen, weshalb er sich der Untersuchung mit Embryonen aus Pflanzengeweben widmete..

Schleiden wagte es vorzuschlagen, dass sich Zellen entwickelten "de novo"Aus einer Masse winziger Körnchen in den Zellen, die einen" Kern "bildeten, dessen fortschreitendes Wachstum in eine neue Zelle umgewandelt wurde.

Theodor Schwann (1810-1882)

Porträt von Theodor Schwann (Quelle: Fæ, via Wikimedia Commons)

Dieser deutsche Autor war verantwortlich für die "Verallgemeinerung" der Zelltheorie für alle lebenden Organismen, einschließlich Pflanzen und Tiere..

Schwann beschrieb kernhaltige Zellen in verschiedenen Geweben: in den Zellen des Notochords und des Knorpels, in Krötenlarven, in Leber, Nieren, Bauchspeicheldrüse, Speicheldrüsen und Bindegewebe von Schweineembryonen..

Über seine Ergebnisse wurde 1838 in seinen "Field Notes on Nature and Medicine" berichtet. Dieser Autor leistete auch wichtige Beiträge zur Neurowissenschaft, da er als erster die Membranbedeckung beschrieb, die die Prozesse der Nervenzellen umgibt..

Robert Brown (1773–1858)

Dieser schottische Botaniker und Arzt war der erste (1831), der den Kern dank seiner mikroskopischen Beobachtungen an Orchideenblättern als wesentlichen Bestandteil lebender Zellen erkannte. Brown war derjenige, der den Begriff "Kern" geprägt hat, um einen "einzelnen undurchsichtigen kreisförmigen Warzenhof" im Zentrum der Zellen zu beschreiben..

Rudolf Virchow (1821-1902)

Porträt von Rudolf Virchow (Quelle: http://ihm.nlm.nih.gov/images/B25666 [gemeinfrei] über Wikimedia Commons)

Dieser deutsche Arzt und Pathologe wurde beauftragt, 1855 schriftlich die Idee zu veröffentlichen, dass jede Zelle aus einer bereits vorhandenen Zelle stammt (omnis cellula e cellula), wobei die Möglichkeit einer spontanen Erzeugung ausgeschlossen wird.

Einige Jahre zuvor erklärte er: "Die Zelle als einfachste Form der Manifestation des Lebens, die dennoch die Idee des Lebens darstellt, ist die organische Einheit, das unteilbare Lebewesen.".

Louis Pasteur (1822–1895)

Porträt von Louis Pasteur (Quelle: Paul Nadar [gemeinfrei] über Wikimedia Commons)

Es war dieser französische Mikrobiologe, der die Theorie der spontanen Erzeugung dank der in den 1850er Jahren durchgeführten Experimente, in denen er zeigte, dass die Vermehrung einzelliger Organismen aus bereits vorhandenen Organismen erfolgte, endgültig verwarf..

Seine feste Überzeugung veranlasste ihn, ein experimentelles Verfahren zu entwerfen, mit dem er demonstrierte, dass eine "Fleischbrühe" sterilisiert werden kann, indem sie in einem "Schwanenhalskolben" gekocht wird, der Staubpartikel und andere Verunreinigungen "einfangen" kann, bevor sie den Boden der "erreichen" Container.

Pasteur zeigte, dass wenn die Brühe gekocht und dann der Kolbenhals gebrochen und der Luft ausgesetzt wurde, sie schließlich kontaminiert wurde und aufgrund mikrobieller Kontamination ein trübes Aussehen bekam..

Es ist wichtig anzumerken, dass andere Autoren wie Carl Benda (1857-1933) und Camilo Golgi (1843-1926) (unter anderem) später wichtige Beiträge zur Klärung der inneren Struktur eukaryotischer Zellen leisteten und ihre Hauptorganellen und ihre beschrieben Funktionen..

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