Т шванн и м шлейден вклад в биологию: Клеточная теория Шванна и Шлейдена – открытие клетки в строении организмов, значение создания

Проверь себя!
Ответь на вопросы викторины «Сад и огород»

Летние типы какого растения в основном тушат, варят или жарят, а зимние пекут или кладут в пироги?

Теодор Шванн — фото, биография, личная жизнь, причина смерти, научные достижения

Биография

Немецкий физиолог, гистолог и цитолог Теодор Шванн известен в первую очередь как автор клеточной теории — основополагающей в биологии. Среди прочих ценных открытий — шванновские клетки в периферической нервной системе, метаболизм, органическая природа пепсина и его роль в пищеварении.

Детство и юность

Ученый родился 7 декабря 1810 года в Нойсе, городе Первой империи — сегодняшней Франции. Он единственный ребенок Леонарда Шванна и Элизабет Роттелс, чистокровных немцев.

Базовое образование физиолог получил в старейшей школе Кёльна — Гимназии трех королей. В те времена она имела религиозный уклон, и Шванн стал ревностным католиком. Его наставником был священник и писатель Вильгельм Сметс.

В 1829 году Теодор Шванн поступил в Боннский университет на подготовительную медицинскую программу. Здесь его коллегой стал Иоганн Петер Мюллер, которого считают основателем научной медицины в Германии.

#OnThisDay in 1884: Theodor Schwann died, founder of the study of cell biology.

Опубликовано Bio Chemistry Addicts Пятница, 11 января 2019 г.

В 1831 году Шванн, получив степень бакалавра по философии, перевелся в Вюрцбургский университет, а в 1833-м — в Берлинский университет, где Мюллер преподавал анатомию и физиологию. Всего год спустя Шванн стал доктором медицинских наук. В качестве дипломной работы он исследовал потребность эмбриона цыпленка в кислороде.

В 1834 году ученый получил лицензию врача, но предпочел остаться с Мюллером в теоретической медицине. Финансы позволяли: ученый унаследовал крупную сумму, которая в следующие 5 лет обеспечивала ему безбедное существование.

Личная жизнь

Неизвестно, были ли у Теодора Шванна жена и дети, но «отцом» его назвать можно — «отцом» клеточной теории и десятков других значимых открытий. Возможно, личная жизнь стала своеобразной платой за мировой успех в области гистологии, физиологии и цитологии.

Наука

В 1834–1839 годах Теодор Шванн работал ассистентом Мюллера в анатомическом музее при Берлинском университете. Основное время он посвящал физиологическим экспериментам, направленным на изучение структуры и функции нервов, мышц и кровеносных сосудов.

Под мощными микроскопами Шванн исследовал ткани животных. Такое же «препарирование», только клеток растений, проводил Маттиас Шлейден. Между учеными завязалась переписка, затем личное знакомство, которое переросло в дружбу и результативное сотрудничество. Их самый весомый вклад в биологию — клеточная теория.

Шлейден описывал коллегу как тихого, серьезного, одаренного в распоряжении инструментами для своих экспериментов. Шванн ставил четкие научные вопросы и систематически проверял их на практике. Он умел последовательно, аргументированно презентовать свои труды.

Опубликовано Neuss Geschichte Суббота, 10 августа 2019 г.

Именно эта скрупулезность помогала Шванну добиваться высот. В 1844 году, например, благодаря успешным экспериментам на собаках ученый установил роль желчи в пищеварении. Естественные процессы — сокращение мышц, пищеварение, гниение — он рассматривал как результат физиологических, а не «высших» причин. Благодаря пытливости ума Шванн понял, что такое метаболизм и как он помогает организму функционировать.

Теодор не только занимался наукой, но и пропагандировал ее: преподавал в университетах с 1838 года, на пенсию ушел только в 1879-м. Все это время он читал лекции и проводил практики по анатомии, эмбриологии, физиологии. Тогда же, кстати, ученый изобрел портативный респиратор, который позволял поддерживать человеческую жизнь в среде без кислорода.

Шванн был легендой не только немецкой, но мировой медицины. В 1878 году в Германии даже состоялся фестиваль в его честь. В качестве подарка ему преподнесли книгу с 263 автографами и портретами ученых из разных стран, которые в своих трудах ссылались на Шванна. Том подписали так: «Создателю теории клеток от современных биологов».

Смерть

Биография Теодора Шванна оборвалась 11 января 1882 года, на 71-м году жизни. Причина смерти естественная — износ организма. Тело ученого покоится на кладбище Мелатен в Кёльне, в семейной могиле.

Смерть Шванна наступила только в физическом смысле. Память о нем живет до сих пор, ведь все биологические открытия тем или иным образом строятся на клеточной теории. Основываясь на положениях Шванна, молодые ученые продолжают его начинания.

Открытия

Предметом исследований Теодора Шванна были не только клетки. Со студенческих лет он изучал влияние кислорода на развитие птиц, интересовался процессом гниения и брожения. В 1836 году тщательное исследование пищеварительной системы позволило ученому открыть пепсин — пищеварительный фермент. На основании этого Шванн понял, что есть метаболизм, и даже ввел термин.

ШВАНН, ТЕОДОР

(1810-1882) немецкий биолог, основоположник клеточной теории

Теодор Шванн родился в г.Нейс 7 декабря 1810 года. После окончания в 1833 г. Боннского университета и пос­ле обучения в Кельне и Вюрцбурге в 1834—1838 гг. он ра­ботал ассистентом у известного физиолога Иоганна Мюл­лера. Молодой Шванн поражал своим трудолюбием и це­леустремленностью даже умудренных исследователей. Открытий, сделанных им всего за пять лет, хватило бы не на одну трудовую жизнь ученого. Он занимался самыми различными исследованиями: например, изучая физиоло­гию пищеварения, обнаружил в желудочном соке особое вещество, переваривающее пищу, которое назвал «пеп­син». Это открытие он сделал, когда ему было 26 лет. Че­рез год им были открыты дрожжевые грибки (правильнее будет сказать— заново открыты). Истории науки извес­тны случаи, когда разные исследователи приходили к оди­наковым результатам почти в одно и то же время. В 1836— 1837 гг. независимо друг от друга немецкие ботаники Ф.Т.Кютцинг и М.Шлейдон разгадали тайну брожения.

Рассматривая дрожжи под микроскопом, Шванн ус­тановил, что они представляют собой живые организмы. И тогда молодой ученый решил попытаться найти неоспо­римое доказательство того, что дрожжи являются истин­ной причиной брожения. С этой целью он стал проводить многочисленные опыты. Когда Шванн нагрел бродившую жидкость до высокой температуры, процесс брожения прекратился.

Это заявление молодых неизвестных ученых опровер­гало теорию немецкого химика Либиха, который считал, что брожение является результатом чисто химического процесса, при котором сахар преобразуется в спирт. Ли­бих пользовался большим авторитетом среди европейс­ких химиков, и его слова сомнению не подвергались. По­этому ученые встретили сообщение Шванна отчасти рав­нодушно, а отчасти даже с некоторым пренебрежением. В это время ему посчастливилось встретиться с хорошо тогда известным в научном мире М.Шлейденом, идеи ко­торого будоражили воображение многих естествоиспы­тателей. Встреча состоялась в октябре 1838 г. Вскоре Шлейден и Шванн стали друзьями. Шлейден обосновал свою клеточную теорию для растений. Но оставались еще животные. Шванн решил своими исследованиями отве­тить на вопрос о том, можно ли говорить о едином для всего живого законе клеточного строения.

Изучая зародыши и ткани животных, ученый обнару­жил в них образования, напоминающие растительные клетки. Он поделился своими мыслями со Шлейденом. Следует сказать, что, занимаясь исследованиями в обла­сти биологии, оба ученых часто обменивались мнениями по возникающим вопросам. Шлейден не видел принципи­альной разницы в строении животных и растений. Обсуж­дая вопрос о предполагаемой клеточной структуре тканей животных, Шванн и Шлейден все больше убеждались в правильности своих предположений. Нужны были мно­гочисленные доказательства. Лаборатория, микроскоп, срезы заполнили все существование Шванна. Шлейден дал ему в руки хороший компас — искать ядра клеток. Ядро было постоянной частью и животных клеток. Шванн в своей работе применил прием Шлейдена — сначала ис­кать ядра клеток, затем оболочки. Он умело использовал все методические приемы Шлейдена, например, следил за постепенным развитием органов.

В кратчайший срок — всего за год — Шванн закон­чил свой титанический труд. В книге «Микроскопичес­кие исследования» ученый обобщил результаты всех сво­их прежних работ. Этот труд, вышедший в свет в 1839 г., познакомил научный мир со многими данными, ранее со­вершенно неизвестными науке. Главная идея книги, ко­торая вызвала революцию в биологии, была такой — жизнь сосредоточена в клетках!

Данное положение вошло в большинство учебников биологии под названием клеточной теории Шлейдена-Шванна. Однако это не совсем верно. Дело в том, что изу­чением строения тканей живых организмов занимались и другие ученые, чьи исследования способствовали фор­мированию клеточной теории, выдвинутой впоследствии Шлейденом и Шванном.

С 1839 г. Шванн работал профессором анатомии в малоизвестном университете бельгийского города Луве­на. Впоследствии он переехал в Льеж, где с 1858 г. воз­главлял кафедру физиологии. Занимался в основном пре­подавательской деятельностью. Никаких значительных открытий за последние годы не последовало. Умер немец­кий биолог в Кёльне 11 января 1882 г.

Клеточная теория

Появление и развитие клеточной теории

Очень важное открытие в 30-х годах XIX в. сделал шотландский ученый Роберт Броун. Наблюдая в микроскоп строение листа растения, он обнаружил внутри клетки круглое плотное образование, которое назвал ядром. Это было замечательное открытие, поскольку оно создало основы для сопоставления всех клеток. В 1838 г. немецкий ученый М. Шлейден первым пришел в заключению о том, что ядро является обязательным структурным элементом всех растительных клеток. Познакомившись с этом исследованием, Т. Шванн, соотечественник Шлейдена, был удивлен: точно такие же образования он обнаружил и в животных клетках, изучением которых занимался. Сопоставление большого числа растительных и животных клеток привело его к неожиданному выводу: все клетки, несмотря на их огромное разнообразие, сходны — у них есть ядра. Обобщив разрозненные факты, Т. Шванн и М. Шлейден сформулировали основное положение клеточной теории: все растительные и животные организмы состоят из клеток, сходных по строению.

Немецкий биолог Рудольф Вирхов спустя 20 лет внес очень важное дополнение в клеточную теорию. Он доказал, что количество клеток в организме увеличивается в результате клеточного деления, т.е. клетка происходит только от клетки. Благодаря дальнейшему усовершенствованию светового микроскопа и методом окраски клеток открытия следовали одно за другим. За сравнительно короткое время были выделены и описаны не только ядро и цитоплазма клеток, но и многие заключенные в ней части — органоиды.

Основные положения клеточной теории на современном этапе развития биологии формулируются так:

1. Клетка является основной структурной и функциональной единицей жизни. Все организмы состоят из клеток, жизнь организма в целом обусловлена взаимодействием составляющих его клеток.
2. Клетки всех организмов сходны по своему химическому составу, строению и функциям.
3. Все новые клетки образуются при делении исходных клеток.

Другие заметки по биологии

Презентация по биологии на тему «История открытия клетки. Клеточная теория»

библиотека
материалов

Содержание слайдов

Номер слайда 1

История открытия клетки. Создание клеточной теории

Номер слайда 2

Уровни организации живого организма. Молекулярно-генетический. Клеточный Тканевый Органный Организменный Популяционно-видовой. Биоценотический Биосферный

Номер слайда 3

Клетка – удивительный и загадочный мир, который существует в каждом организме, будь то растение или животное. Иногда организм представляет собой одну клетку, как, например, у бактерий, но чаще он состоит из миллионов клеток.

Номер слайда 4

Изучением строения клетки и принципов ее жизнедеятельности занимается цитология (от греч. китос — клетка, ячейка, логос — учение, наука).

Номер слайда 5

«Вклад учёных в историю открытия клетки и клеточной теории»{08 FB837 D-C827-4 EFA-A057-4 D05807 E0 F7 C}ГОДУЧЁНЫЙВКЛАД В РАЗВИТИЕ

Номер слайда 6

История изучения клетки неразрывно связана с развитием микроскопической техники и методов исследования. В тайну клеточного строения человек смог проникнуть только благодаря изобретению в конце 16 столетия микроскопа.

Номер слайда 7

Первый микроскоп был сконструирован Г. Галилеем в 1609–1610 гг. Изобретение микроскопа привело к углубленному изучению органического мира.

Номер слайда 8

Роберт Гук в 1665 г. Изучил под микроскопом тонкий срез пробки и увидел ее ячеистое строение, подобное пчелиным сотам.

Номер слайда 9

Несколько позже, в 1671–1682 гг., М. Мальпиги и Н. Грю описали микроструктуру некоторых органов растений. Н. Грю ввел в науку термин “ткань” для обозначения совокупности однородных клеток.

Номер слайда 10

Антоний Ван Левенгук (1632–1723) – голландский купец, завоевал славу ученого, подарив науке величайшие открытия. В период с 1632 по 1719 гг. он впервые открыл красные кровяные тельца, некоторых простейших животных, мужские половые клетки. Описания этих “анималькусов” (“зверушек”) снискали голландцу мировую известность, пробудили интерес к изучению живого микромира.

Номер слайда 11

В 1825 г. Я. Пуркине открыл ядро в яйцеклетке птиц. Он также ввёл понятие «протоплазма», которое соответствует понятию цитоплазма.

Номер слайда 12

В 1831г.  английский ботаник Р.  Броун впервые  описал ядро в клетках  растений, а  в 1833 г. он пришел к  выводу, что ядро  является обязательной  частью растительной клетки. 

Номер слайда 13

В 1838 г. была опубликована работа немецкого ботаника М. Шлейдена, в которой он высказал идею о том, что клетка является основной структурной единицей растений.

Номер слайда 14

Спустя 5 лет, в 1839 г. немецкий физиолог Теодор Шванн издал в Берлине книгу “Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений”, в которой он сформулировал клеточную теорию.

Номер слайда 15

При создании клеточной теории Т. Шванн исходил из открытия немецкого ботаника Маттиаса Шлейдена в 1838 г. клеточного строения растений и гомологичности происхождения клеток. Подобное представление, известное как клеточная теория получило название теории Шванна-Шлейдена.

Номер слайда 16

Немецкий ученый Рудольф Вихров в 1858 году доказал, что клетки возникают из клеток путем размножения, что дополнило клеточную теорию.

Номер слайда 17

Номер слайда 18

Основные положения клеточной теории на современном этапе развития биологии1. Клетка – элементарная структурная и функциональная единица живых организмов, которая обладает всеми признаками и свойствами живого.

Номер слайда 19

Основные положения клеточной теории на современном этапе развития биологии2. Клетки всех организмов сходны по своему химическому составу, строению и функциям.

Номер слайда 20

Основные положения клеточной теории на современном этапе развития биологии3. Все новые клетки образуются при делении исходных материнских клеток.

Номер слайда 21

Основные положения клеточной теории на современном этапе развития биологии4. В многоклеточном организме клетки специализируются по функциям и образуют ткани. Из тканей построены органы и системы органов.

Номер слайда 22

Кроссворд1. Голландский микроскопист А. ванн Левенгук внёс значительный вклад в изучение клетки, открыв одноклеточные организмы – инфузории, амёбы, бактерии. Также он впервые наблюдал клетки животных, одни из которых зашифрованы в кроссворде. Какие это клетки?2. Чешский учёный, который в 1825 году открыл ядро в яйцеклетке птиц, а также ввёл понятие «протоплазма».3. Как называется элементарная структурная и функциональная единица организма, обладающая всеми основными признаками живого?4. Имя английского естествоиспытателя, который усовершенствовал микроскоп и установил клеточное строение тканей, а также ввёл термин «клетка».5. Кто из учёных высказывал идею о том, что клетка является основной структурной единицей растений?6. Чешский учёный Я. Пуркине ввёл данное понятие, которое соответствует сегодняшнему понятию цитоплазмы.7. Голландский микроскопист, открывший одноклеточные организмы.8. Фамилия немецкого биолога, который предложил дополнение к клеточной теории, заключающееся в принципе: «Каждая клетка – от клетки».9. Одно из общепризнанных биологических обобщений, утверждающих единство принципа строения и развития мира растений, животных и остальных живых организмов с клеточным строением, в котором клетка рассматривается в качестве единого структурного элемента живых организмов .

Номер слайда 23

Проверьте свои знания1. Современной клеточной теории соответствует следующее положение:а) “клеткам присуще мембранное строение”;б) “клетки всех живых существ имеют ядра”;в) “клетки бактерий и вирусов сходны по строению и функциям”;г) “клетки всех живых существ делятся”.

Номер слайда 24

Проверьте свои знания2. Клеточной теории не соответствует положение:а) “клетка – элементарная единица жизни”;б) клетки многоклеточных организмов объединены в ткани по сходству строения и функций”;в) “клетки образуются путем слияния яйцеклетки и сперматозоида”;г) “клетки всех живых существ сходны по строению и функциям”.

Номер слайда 25

Проверьте свои знания3. Создателями клеточной теории являются: а) Ч. Дарвин и А. Уоллес;б) Г. Мендель и Т. Морган;в) Р. Гук и Н. Грю;г) Т. Шванн и М. Шлейден.

Номер слайда 26

Проверьте свои знания4. С какой из областей знания в большей мере связано развитие клеточной теории в XIX и XX столетии:а) с развитием микроскопии;б) с развитием философии;в) с развитием физики и химии;г) с развитием всех указанных направлений.

Номер слайда 27

Проверьте свои знания5. О единстве органического мира свидетельствует:а) связь организмов со средой;б) сходство живой и неживой природы;в) наличие разных уровней организации живой природы;г) клеточное строение организмов всех царств живой природы.

Номер слайда 28

Ответы: 1 – а, 2 – в, 3 – г, 4 – с, 5 – г.

Номер слайда 29

Домашнее задание

Номер слайда 30

Номер слайда 31

Урок окончен!

Матиас Якоб Шлейден | Биография и факты

Матиас Якоб Шлейден , также пишется Маттиас Якоб Шлейден (родился 5 апреля 1804 года, Гамбург [Германия] — умер 23 июня 1881 года, Франкфурт-на-Майне, Германия), немецкий ботаник, соучредитель (с Теодор Шванн) теории клетки.

Популярные вопросы

Кем был Матиас Якоб Шлейден?

Маттиас Якоб Шлейден был немецким ботаником, который вместе с Теодором Шванном основал теорию клетки.В 1838 году Шлейден определил клетку как основную единицу строения растения, а годом позже Шванн определил клетку как основную единицу строения животного. Шлейден и Шванн сформулировали свои наблюдения в виде единой теории — теории клеток — в 1839 году.

Когда родился Матиас Якоб Шлейден? Когда он умер?

Маттиас Якоб Шлейден родился 5 апреля 1804 года в Гамбурге, Германия. Он умер 23 июня 1881 года во Франкфурте-на-Майне, Германия, в возрасте 77 лет.

Что такое клеточная теория?

Теория клетки — это не столько теория, сколько наблюдение.Теория клеток утверждает, что все растения и животные состоят из клеток. Иными словами, все живые организмы состоят из клеток, и поэтому клетка является основной единицей жизни.

Что Матиас Якоб Шлейден внес в клеточную теорию?

Маттиас Якоб Шлейден изучал микроскопические структуры растений. В своих исследованиях он заметил, что различные части растительного организма состоят из клеток или производных клеток. В частности, он заметил, что «все низшие растения состоят из одной клетки, а высшие — из (многих) отдельных клеток.В 1839 году Теодор Шванн распространил клеточную теорию Шлейдена на животных.

Откуда Матиас Якоб Шлейден знал Теодора Шванна?

Матиас Якоб Шлейден и Теодор Шванн были немецкими учеными. Шлейден был ботаником, а Шванн — физиологом. В 1835 году и Шлейден, и Шванн работали в лаборатории зоолога Иоганна Мюллера. Они стали друзьями и в конечном итоге стали сотрудничать. В 1839 году Шлейден и Шванн основали клеточную теорию.

Шлейден получил образование в Гейдельберге (1824–1827 гг.) И занимался юридической практикой в ​​Гамбурге, но вскоре превратил свое увлечение ботаникой в ​​постоянное занятие. Отвергнутый акцентом современных ботаников на классификации, Шлейден предпочел изучать структуру растений под микроскопом.

Будучи профессором ботаники в Йенском университете, он написал «Вклад в фитогенез» (1838), в котором заявил, что различные части растительного организма состоят из клеток или производных клеток. Таким образом, Шлейден стал первым, кто сформулировал то, что тогда было неформальным верованием, как принцип биологии, равный по важности атомной теории химии.Он также признал важность клеточного ядра, открытого в 1831 году шотландским ботаником Робертом Брауном, и почувствовал его связь с делением клеток. Шлейден был одним из первых немецких биологов, принявших теорию эволюции Чарльза Дарвина. Он стал профессором ботаники в Дерпте, Россия, в 1863 году.

Маттиас Якоб Шлейден (1804–1881) | Энциклопедия проекта «Эмбрион»

Маттиас Якоб Шлейден помогал развивать клеточную теорию в Германии в девятнадцатом веке.Шлейден изучал клетки как общий элемент для всех растений и животных. Шлейден внес свой вклад в область эмбриологии, представив линзы микроскопа Zeiss и работая с клетками и теорией клеток как организующим принципом биологии.

Шлейден родился в Гамбурге, Германия, 5 апреля 1804 года. Его отец был муниципальным врачом Гамбурга. Шлейден изучал право в Гейдельбергском университете в Гейдельберге, Германия, и окончил его в 1827 году.Он открыл юридическую практику в Гамбурге, но после периода эмоциональной депрессии и попытки самоубийства сменил профессию. Он изучал естественные науки в Геттингенском университете в Геттингене, Германия, но в 1835 году перешел в Берлинский университет в Берлине, Германия, чтобы изучать растения. Иоганн Хоркель, дядя Шлейдена, поощрял его изучать эмбриологию растений.

В Берлине Шлейден работал в лаборатории зоолога Йоханнеса Мюллера, где познакомился с Теодором Шванном.И Шлейден, и Шванн изучали клеточную теорию и фитогенез, происхождение и историю развития растений. Они стремились найти единицу организмов, общих для царства животных и растений. Они начали сотрудничество, и позже ученые часто называли Шлейдена и Шванна основателями теории клетки. В 1838 году Шлейден опубликовал «Beiträge zur Phytogenesis» (Вклад в наши знания о фитогенезе). В статье изложены его теории о роли клеток в развитии растений.

Шлейден снова перешел, на этот раз в Йенский университет в Йене, Германия, где в 1839 году получил докторскую степень по ботанике.Затем он работал в университете профессором ботаники и изучал ряд тем, по которым читал лекции и публиковался. В 1844 году Шлейден женился на своей первой жене Берте Мирус, от которой у него было три дочери. Мирус умер в 1854 году, и Шлейден снова женился в 1855 году на Терезе Марезолл, которая пережила его.

Шлейден использовал микроскопы с самого начала своей карьеры, и он внес свой вклад в их использование в биологических исследованиях. И Шлейден, и Шванн поощряли компанию Carl Zeiss к разработке новых и улучшенных микроскопов.Zeiss основала фабрику в Йене и продолжала работать над микроскопами и линзами микроскопов. С помощью этих более мощных и продвинутых линз Шлейден и Шванн разработали свою клеточную теорию посредством наблюдений под микроскопом и экспериментов.

Шлейден вступил в дебаты с Джованом Амичи, который жил в Италии, в 1842 году. На Четвертом итальянском научном конгрессе в Падуе, Италия, Амичи представил свои наблюдения «Sulla fecondazione delle piante Cucurbita Pepo » (Об удобрении растений Cucurbita Pepo) .Шлейден согласился с Амичи в том, что рост пыльцевой трубки у растений происходил через стигму и стиль, расположенный внутри цветка, и его проникновение в семяпочку. Однако Шлейден расширил эту теорию, заявив, что кончик пыльцевой трубки превратился в эмбрион после попадания в зародышевый мешок. Теория Шлейдена не допускала сексуальности растений. Амичи выступил против позиции Шлейдена, показав, что эмбрион развился из части, существующей в семяпочке, а не из кончика пыльцевой трубки. Шлейден сохранял свою позицию, несмотря на свидетельства других экспериментов, до 1856 года, когда Людвиг Радлькофер, профессор ботаники в Мюнхенском университете в Мюнхене, Германия, подтвердил результаты Амичи.

Шелиден рассмотрел свои теории о том, как развивались растения, в своем учебнике по ботанике 1842 г. Grundzüge der wissenschaftlichen Botanik (Принципы научной ботаники). Шлейден сказал в своем учебнике, что клетка является наиболее общим выражением концепции растения, поэтому необходимо изучать клетку как основу растительного мира.Эта теория положила начало разделу биологии, сфокусированному на изучении растительных клеток, под названием цитология растений. До появления клеточной теории Шлейдена и Шванна биологи утверждали, что люди получили определенную форму из уже существовавшей формы, теория, называемая преформизмом. Эта теория была применена к клеткам, потому что клетки унаследовали свои формы от более ранних клеток. Однако Шлейден, Шванн и другие ученые отвергли преформизм в пользу теории эпигенеза, утверждая, что клетки возникают заново в каждом поколении в результате постепенной диверсификации и дифференциации недифференцированной сущности.

Шлейден сказал, что когда цитобласт, который позже ученые назвали ядром, достигает своего окончательного размера, вокруг него образуется прозрачная везикула, создавая новую клетку, которая затем начинает кристаллизоваться в формирующейся жидкости. Он сказал, что клетки могут образовываться только в жидкости, содержащей сахар, камедь и слизь, или в цитобластеме. Слизистая часть уплотняется в круглые тельца, а жидкость превращается в желе. Внешняя жидкость проникает в закрытую студенистую везикулу, и желе стенки превращается в перепончатое вещество, и клетка завершается.

Многие ученые работали над кристаллизацией клеток до Шлейдена. Утверждение, что клетки кристаллизовались внутри первичного вещества, восходит, по крайней мере, к Неемии Грю, который изучал растения в Англии в семнадцатом веке. Другими исследователями кристаллизации в девятнадцатом веке были Франсуа-Винсент Распай и Шарль Робен во Франции и Гуго фон Моль в Германии.

Исследования Шлейдена по цитогенезу и свободному генезу клеток вызвали множество научных дебатов и споров.Многие из этих противоречий начались с критики ботаников Шлейденом в начале девятнадцатого века. Шлейден объявил себя врагом всех философских спекуляций, особенно спекулятивной ботаники, потому что он утверждал, что ботаники должны проводить наблюдения, которые помогают им формировать гипотезы, которые могут быть дополнительно проверены. Он утверждал, что ученые не могут изучать ботанику по книге и с таким же успехом могут отложить ее в сторону, не прочитав. Его философия заключалась в изучении растений, а не книг, и что объектом ботанической науки было все живое растение, а не только отдельные части растения.Он также утверждал, что ученые не могут ожидать, что ботаника будет следовать тем же законам и принципам, что и физика и химия. Например, ученые попытались объяснить порядок и расположение листьев как выражение геометрии и спиральных конфигураций. Шлейден выступал против этого подхода, потому что ботаники использовали математические правила как причины закономерностей в природе и не смогли исследовать причины этих природных явлений. Затем ученые могли использовать индуктивную логику для проведения последующих экспериментов.

Шлейден опубликовал Botanik als Inductive Wissenschaft (Ботаника как индуктивная наука), опубликованный в 1855 году. В этой монографии Шлейден выступает против философии Фредерика Шеллинга, философа из Германии, который опубликовал Ideen zu einer Philosophie der Natur als Einleitser in dasium dieitser Wissenschaft («Идеи для философии природы: как введение в изучение этой науки») в 1797 году. Шлейден также подверг критике работу философа Георга Гегеля «Философия природы », опубликованную в 1817 году.Он критиковал Шеллинга и Гегеля за то, что они основывали свою работу исключительно на идеях, а не на наблюдениях и экспериментах. В Берлине в 1850-х годах Рудольф Вирхов выступал за клеточную теорию, за использование микроскопа в патологии и опроверг некоторые утверждения Шлейдена и Шванна об образовании клеток.

Шлейден прочитал много лекций, часто для широкой аудитории, некоторые из которых были опубликованы, например, Die Pflanze und ihr Leben (Завод и его жизнь) 1857 года и Studien (Исследования) 1857 года.В 1850 году он стал профессором ботаники Йенского университета. Шлейден покинул Йену в 1863 году, чтобы стать профессором антропологии в Дерптском университете, который позже стал Тартуским университетом, когда Эстония получила независимость от России. После того, как российское правительство назначило ему пенсию, Шлейден стал частным ученым Privatgelehrter и часто переезжал из города в город.

Шлейден умер 23 июня 1881 года во Франкфурте-на-Майне, Германия.

Источники

1. Amici.Джованни. «Sulla fecondazione delle piante Cucurbita Pepo .» [Об удобрении растений Cucurbita Pepo ]. В Atti della Quarta Riunione degli Scienziati Italiani . [Доклады Четвертого Конгресса итальянских ученых]. Падуя: Co ‘Tipi del Seminario, 1843: 134–39.
2. Бхатнагер, С. П. и Сант С. Бходжвани. Эмбриология покрытосеменных растений, 5-е издание . Издательство Викас, 2009.
3. Кантор, Джеффри Н., Джон Р.Кристи, Майкл Дж. С. Ходж и Роберт С. Олби, ред. Соучастник истории Нового времени Наука. Routledge, 2006.
.
4. Читтадино, Евгений. Природа как лаборатория: дарвиновская экология растений в Германской империи, 1880–1900 гг. . Cambridge University Press, 2002.
5. Грю, Неемия. Анатомия растений . [Анатомия растений]. Paris: Lambert Roulland, 1675. http://bibdigital.rjb.csic.es/ing/Libro.php?Libro=4746 (по состоянию на 19 мая 2017 г.).
6. Гегель, Георг. Encyklopädie der Philsphischen Wissenschaften im Grundrisse . Heidelberg: Offenbach, 1817. https://archive.org/details/encyklopdiederp00unkngoog (по состоянию на 19 мая 2017 г.).
7. Мастерс, Барри Р. 2008. «История микроскопа в клеточной биологии и медицине». eLS : 1–8.
8. Mohl, Hugo Von. Grundzüge der Anatomie und Physiologie der Vegetabilischen Zelle . [Основы анатомии и физиологии растительной клетки]. Брансуик: Ф.Vieweg und Sohn, 1851. https://books.google.com/books?id=W8o9AAAAYAAJ&dq (по состоянию на 19 мая 2017 г.).
9. Мюллер, Йоханес. Handbuch der Physiologie . [Справочник по физиологии]. Кобленц: Hölscher, 1835–1840. http://www.biodiversitylibrary.org/bibliography/128395#/summary (по состоянию на 19 мая 2017 г.).
10. Радлькофер, Людвиг. Ueber Krystalle proteinartiger Körper: pflanzlichen und thierischen Ursprungs . [О кристаллах белковых тел растительного и животного происхождения].Лейпциг: Engelmann, 1859. https://play.google.com/store/books/details?id=U-jENp4ceaQC&rdid=book-U-jENp4ceaQC&rdot=1 (по состоянию на 22 мая 2017 г.).
11. Робин, Чарльз. Histoire naturelle des végétaux parasites qui croissent sur l’homme et sur les animaux vivants . Естественная история паразитарных растений, произрастающих на человеке и живых животных. Vol. 1. Paris: Baillièe, 1853. https://play.google.com/store/books/details?id=x1LPVA9rdRAC&rdid=book-x1LPVA9rdRAC&rdot=1 (по состоянию на 22 мая 2017 г.).
12. Селов, Эдит. «Шеллинг, Фредерик Вильгельм Иосиф». Полный словарь научной биографии 12: 153–9.
13. Шлейден, Матиас Якоб. «Beiträge über Phytogenesis». Архив Мюллера анатомии и физиологии (1838): 137–176. http://biodiversitylibrary.org/page/14166290 (по состоянию на 22 мая 2017 г.). Перевод Генри Смита как «Вклад в фитогенез» в «Микроскопические исследования соответствия в структуре и росте растений и животных» .Лондон: Общество Сиденхэма, 1847: 229–63. http://www.biodiversitylibrary.org/item/43441#page/263/mode/1up (по состоянию на 5 декабря 2013 г. ).
14. Schleiden, Matthias J. Grundzüge der wissenschaftlichen Botanik . Лейпциг: Энгельманн, 1842. https://books.google.com/books?id=8fETAAAAQAAJ&printsec=frontcover&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false (по состоянию на 10 ноября 2015 г.). Переведено Эдвином Рэем Ланкестером как Принципы научной ботаники .Лондон: Longman, Brown, Green, and Longmans, 1849. http://www.biodiversitylibrary.org/item/201289#page/7/mode/1up (по состоянию на 22 мая 2017 г.).
15. Шлейден, Матиас Якоб. Verhältniss zur Naturwissenschaft Шеллинга и Гегеля . [Отношение Шеллинга и Гегеля к естествознанию]. Leipzig: Engelmann, 1844. https://play.google.com/store/books/details?id=C_RkAAAAcAAJ&rdid=book-C_RkAAAAcAAJ&rdot=1 (по состоянию на 22 мая 2017 г.).
16. Шлейден, Матиас Якоб. Die pflanze und ihr leben: populäre vorträge . [Растение и его жизнь: Популярные лекции]. Лейпциг: Engelmann, 1850. http://biodiversitylibrary.org/page/12869154 (по состоянию на 22 мая 2017 г.).
17. Шлейден, Матиас Якоб. Studien: популярные новости . [Исследования: Популярные лекции]. Лейпциг: Engelmann, 1857. http://biodiversitylibrary.org/page/48558088 (по состоянию на 22 мая 2017 г.).
18. Шванн, Теодор. Mikroskopische Untersuchungen . 1838–39. Перевод Генри Смита как Микроскопические исследования соответствия в структуре и росте растений и животных .Лондон: Общество Сиденхэма, 1847. http://dx.doi.org/10.5962/bhl.title.11431 (по состоянию на 5 декабря 2013 г.).
19. Вирхов, Рудольф. Астрахань . Берлин: Хиршвальд, 1858 г. https://archive.org/details/diecellularpatho1858virc (по состоянию на 10 ноября 2015 г.).
20. Винсент-Распай, Франсуа. Новая система химии органических . [Новая система органической химии]. Брюссель: Sociètè Belge de librairie, 1840. https://archive.org/details/nouveausystmede04raspgoog (по состоянию на 22 мая 2017 г.).

Паркер, Сара, «Матиас Якоб Шлейден (1804–1881)».

(29.05.2017). ISSN: 1940-5030 http://embryo.asu.edu/handle/10776/11526.

Государственный университет Аризоны. Школа наук о жизни. Центр биологии и общества. Энциклопедия проекта эмбриона.

Авторские права Аризонский совет регентов Лицензия Creative Commons Attribution-NonCommercial-Share Alike 3.0 Unported (CC BY-NC-SA 3.0) http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/

Шлейден, М. Дж. (Матиас Якоб), 1804–1881; Клеточная биология; Йенский университет; Ботаника; Шванн, Теодор, 1810–1882; Эпигенез; Эмбриология; Биология, экспериментальная; Люди

Каков был главный вклад Матиаса Шлейдена в микробиологию?

Маттиас Якоб Шлейден родился 5 апреля 1804 года в Гамбурге, Германия. После изучения права и безуспешной карьеры Шлейден в конечном итоге направил свои силы на изучение ботаники и медицины в Йенском университете в Германии.Став почетным профессором ботаники в 1846 году и рядовым профессором в 1850 году, Шлейден внес фундаментальный вклад в изучение клетки.

Вклад Матиаса Шлейдена

Работая профессором ботаники в Йенском университете, Шлейден был одним из отцов-основателей теории клетки. Он показал, что развитие всех растительных тканей происходит от деятельности клеток. Шлейден подчеркивал, что органической жизни ее характер придают структуры и морфологические особенности, а не процессы.Шлейден также доказал, что ядросодержащая клетка является первым элементом зародыша растения. Его ботанические исследования по существу прекратились после 1850 года, когда он начал заниматься философскими и историческими исследованиями.

Хронология теории клеток

Первый шаг к изучению биологии на клеточном уровне был сделан в 1655 году Робертом Гук, который увидел клетки в тонком срезе пробки с помощью сложного микроскопа. Позже, в 17 веке, Антон ван Левенгук записал первые наблюдения простейших и бактерий. Основываясь на этих и других открытиях, Шлейден и Шванн предложили то, что в 1838 году стало известно как клеточная теория. В 1850-х годах немецкий врач Рудольф Вирхов дополнил эту первоначальную теорию, заявив, что каждая клетка происходит из другой клетки.

Базовая теория клетки и клеточные органеллы

Базовая теория клетки имеет три основных принципа: вся жизнь происходит из одной или нескольких клеток; клетка — самая маленькая форма жизни; и клетки приходят только из других клеток. Позже другие исследователи XIX века обнаружили множество крошечных структур, выполняющих различные функции внутри клетки.Альберт фон Келликер открыл энергетическую установку клетки, также известную как митохондрия, в 1857 году. В 1898 году соединения, окрашивающие клетки, позволили открыть аппарат Гольджи, который упаковывает белки для транспортировки.

Современная теория клетки

Современная версия теории клетки добавляет несколько других постулатов к исходным постулатам Шлейдена и Шванна: клетка имеет наследственную информацию (ДНК), которая передается от клетки к клетке во время воспроизводства; все клетки имеют практически одинаковый химический состав и метаболическую активность; все основные химические и физиологические функции клетки выполняются внутри самой клетки; и клеточная активность зависит от активности структур внутри клетки, таких как органеллы или ядро.

Маттиас Шлейден, Теодор Шванн и теория клеток

Роберт Гук в 17 веке первым наблюдал клетки и дал им это название, но немецкий ботаник Матиас Шлейден (1804–1881 гг.) Был первым ученым, оценившим их важность. Все живые организмы состоят либо из одной клетки, либо из клеток, и организмы растут и размножаются путем деления клеток. Этот фундаментальный принцип биологии называется клеточной теорией. Впервые об этом было сказано в 1838 году в книге Шлейдена под названием Beitrage zur Phytogenesis (Вклад в фитогенез). Шлейден основал свой вывод на наблюдениях за тканями растений.

Гук исследовал мертвые ткани, которые он обнаружил в пробке, но Шлейден изучил живые клетки и увидел, что их содержимое перемещается внутри и между клетками, а также вдоль волокон, состоящих из удлиненных клеток, соединенных встык. Шлейден назвал этот процесс протоплазматическим потоком; Протоплазма вне ядра клетки, которую он видел, теперь известна как цитоплазма. Шлейден также описал деление ядра клетки во время деления клетки, но ошибочно полагал, что дочернее ядро ​​отделено от родительского ядра почкованием.Тем не менее его работа дала биологам первое представление о самой основной структуре всех живых организмов.

При подготовке своей теории Шлейден консультировался со своим другом, немецким физиологом Теодором Шванном (1810–1882), и в следующем, 1839 году, Шванн распространил клеточную теорию на животных в Mikroskopische Untersuchungen uber die Ubereinstimmung in der Struktur und dem Wachstum der Tiere und Pflanzen (Микроскопические исследования соответствия между строением и ростом животных и растений).Шлейден и Шванн совместно приписывают создание теории клетки. Шванн был также первым ученым, который заметил, что яйцо начинается как отдельная клетка и превращается в сложный организм путем многократного деления клеток.

Матиас Якоб Шлейден родился в Гамбурге 5 апреля 1804 года. В 1824 году он поступил в Гейдельбургский университет, чтобы изучать право. Он окончил университет в 1827 году и какое-то время занимался юридической практикой в ​​Гамбурге, но затем обратился к ботанике и медицине, которые он изучал в университетах Геттингена, Берлина и Йены, которые окончил в 1831 году.После окончания университета Шлейден был назначен профессором ботаники в Йене, где он оставался до 1862 года, когда он стал профессором ботаники в Дерптском университете, Эстония. В 1864 году он вернулся в Германию и начал частное преподавание во Франкфурте-на-Майне, где и умер 23 июня 1881 года.

Теодор Шванн родился 7 декабря 1810 года в Нойсе, недалеко от Дюссельдорфа, Германия. Он получил образование в иезуитском колледже в Кельне и изучал медицину в университетах Бонна, Вюрцбурга и Берлина.Он получил медицинское образование в Берлине в 1834 году. После окончания университета он четыре года работал ассистентом физиолога Иоганна Мюллера (1801–1858) в Музее анатомии в Берлине. В 1836 и 1837 годах Шванн изучал ферментацию и смог показать, что ферментация сахара в спирт была результатом процессов, происходящих в живых дрожжевых клетках. Эта работа подверглась резкой критике, и в 1839 году Шванн покинул Германию, чтобы стать профессором анатомии в Римско-католическом университете Лувена, Бельгия.Он оставался там до 1848 года, когда стал профессором анатомии Льежского университета. Он умер в Кельне 11 января 1882 года.

Шванн категорически опроверг идею самозарождения — что живые животные могут появиться из разлагающейся материи. Клеточная теория подтвердила это опровержение, и эта теория была заключена в эпиграмму omnis cellula e cellula (каждая клетка из клетки) французским натуралистом и физиологом Франсуа-Винсентом Распайем (1794–1878). Немецкий врач и биолог Рудольф Вирхов (1821–1902) популяризировал эпиграмму в 1858 году, и Вирхова иногда называют одним из основоположников клеточной теории.

Основы современной теории клетки

Цели обучения

• Объясните ключевые положения теории клетки и индивидуальный вклад Гука, Шлейдена, Шванна, Ремака и Вирхова
• Объясните ключевые положения теории эндосимбиотиков и приведите доказательства, подтверждающие эту концепцию
• Объясните вклад Земмельвейса, Сноу, Пастера, Листера и Коха в развитие теории микробов.

Пока одни ученые спорили о теории спонтанного зарождения, другие делали открытия, ведущие к лучшему пониманию того, что мы сейчас называем теорией клеток .Современная клеточная теория имеет два основных постулата:

• Все клетки происходят только из других клеток (принцип биогенеза).
• Клетки — это основные единицы организмов.

Сегодня эти принципы являются основополагающими для нашего понимания жизни на Земле. Однако современная клеточная теория выросла из коллективной работы многих ученых.

Истоки теории клетки

Рис. 1. Роберт Гук (1635–1703) был первым, кто описал клетки на основе своих микроскопических наблюдений за пробкой.Эта иллюстрация была опубликована в его работе Micrographia .

Английский ученый Роберт Гук впервые использовал термин «клетки» в 1665 году для описания небольших камер внутри пробки, которые он наблюдал под микроскопом собственной конструкции. Для Гука тонкие срезы пробки напоминали «медовые соты» или «маленькие коробочки или пузыри с воздухом». Он отметил, что каждая «пещера, пузырь или ячейка» отличается от других (рис. 1). В то время Гук не знал, что пробковые клетки давно мертвы и, следовательно, не имеют внутренних структур, обнаруженных в живых клетках.

Несмотря на раннее описание клеток Гук, их значение как фундаментальной единицы жизни еще не было признано. Почти 200 лет спустя, в 1838 году, Маттиас Шлейден (1804–1881), немецкий ботаник, который провел обширные микроскопические наблюдения за тканями растений, описал их как состоящие из клеток. Визуализировать клетки растений было относительно легко, потому что клетки растений четко разделены толстыми клеточными стенками. Шлейден считал, что клетки образуются в результате кристаллизации, а не деления клеток.

Теодор Шванн (1810–1882), известный немецкий физиолог, провел аналогичные микроскопические наблюдения за тканями животных. В 1839 году, после разговора со Шлейденом, Шванн понял, что существует сходство между тканями растений и животных. Это положило начало идее о том, что клетки являются основными компонентами растений и животных.

В 1850-х годах двое польских ученых, живших в Германии, продвинули эту идею дальше, достигнув высшей точки в том, что мы сегодня признаем современной клеточной теорией. В 1852 году Роберт Ремак (1815–1865), известный невролог и эмбриолог, опубликовал убедительные доказательства того, что клетки происходят из других клеток в результате деления клеток. Однако эта идея была подвергнута сомнению многими в научном сообществе. Три года спустя Рудольф Вирхов (1821–1902), уважаемый патолог, опубликовал редакционное эссе под названием «Клеточная патология», в котором популяризировалась концепция клеточной теории с использованием латинской фразы omnis cellula a cellula («все клетки возникают из клеток »), что по сути является вторым принципом современной клеточной теории.Учитывая сходство работ Вирхова с работами Ремака, существуют некоторые разногласия относительно того, какой ученый должен получить признание за формулировку теории клетки. Дополнительную информацию об этом противоречии см. В следующей статье «Взгляд на этику».

Наука и плагиат

Рудольфа Вирхова, известного немецкого ученого польского происхождения, часто называют «отцом патологии». Хорошо известный своими новаторскими подходами, он был одним из первых, кто определил причины различных заболеваний, изучая их влияние на ткани и органы.Он также был одним из первых, кто использовал животных в своих исследованиях, и в результате своей работы он первым назвал множество болезней и создал множество других медицинских терминов. За свою карьеру он опубликовал более 2000 статей и возглавлял различные важные медицинские учреждения, включая Charité — Universitätsmedizin Berlin, известную берлинскую больницу и медицинскую школу. Но, пожалуй, больше всего его помнят за его редакционное эссе 1855 года под названием «Клеточная патология», опубликованное в Archiv für Pathologische Anatomie und Physiologie , журнале, который сам Вирхов основал и существует до сих пор.

Несмотря на его значительное научное наследие, есть некоторые разногласия по поводу этого эссе, в котором Вирхов предложил центральный принцип современной клеточной теории — что все клетки возникают из других клеток. Роберт Ремак, бывший коллега, работавший в той же лаборатории, что и Вирхов, в Берлинском университете, опубликовал ту же идею 3 года назад. Хотя кажется, что Вирхов был знаком с работами Ремака, он не упомянул идеи Ремака в своем эссе. Когда Ремак написал Вирхову письмо, в котором указывал на сходство между идеями Вирхова и его собственными, Вирхов пренебрежительно отнесся к нему.В 1858 году в предисловии к одной из своих книг Вирхов написал, что его публикация 1855 года была просто редакционной статьей, а не научной статьей, и поэтому нет необходимости цитировать работы Ремака.

По сегодняшним меркам редакционная статья Вирхова, безусловно, будет считаться актом плагиата, поскольку он представил идеи Ремака как свои собственные. Однако в девятнадцатом веке стандарты академической честности были гораздо менее четкими. Сильная репутация Вирхова в сочетании с тем фактом, что Ремак был евреем в несколько антисемитском политическом климате, оградили его от любых серьезных последствий.Сегодня процесс экспертной оценки и легкий доступ к научной литературе помогают предотвратить плагиат. Хотя ученые по-прежнему заинтересованы в публикации оригинальных идей, продвигающих научные знания, те, кто рассматривает возможность плагиата, хорошо осведомлены о серьезных последствиях.

В академических кругах плагиат представляет собой кражу как индивидуальных мыслей, так и исследований — преступление, которое может разрушить репутацию и положить конец карьере.

Рис. 2. (а) Рудольф Вирхов (1821–1902) популяризировал клеточную теорию в эссе 1855 года, озаглавленном «Клеточная патология.(Б) Идея о том, что все клетки происходят из других клеток, была впервые опубликована в 1852 году его современником и бывшим коллегой Робертом Ремаком (1815–1865).

Подумай об этом

• Каковы ключевые положения теории клетки?
• Какой вклад внесли Рудольф Вирхов и Роберт Ремак в развитие теории клетки?

Теория эндосимбиотиков

Пока ученые продвигались к пониманию роли клеток в тканях растений и животных, другие исследовали структуры внутри самих клеток. В 1831 году шотландский ботаник Роберт Браун (1773–1858) первым описал наблюдения ядер, которые он наблюдал в клетках растений. Затем, в начале 1880-х годов, немецкий ботаник Андреас Шимпер (1856–1901) первым описал хлоропласты растительных клеток, определив их роль в образовании крахмала во время фотосинтеза и отметив, что они делятся независимо от ядра.

Основываясь на способности хлоропластов к независимому воспроизводству, русский ботаник Константин Мерещковский (1855–1921) предположил в 1905 году, что хлоропласты, возможно, произошли от предковых фотосинтезирующих бактерий, симбиотически живущих внутри эукариотической клетки.Он предположил аналогичное происхождение ядра растительной клетки. Это была первая формулировка эндосимбиотической гипотезы , которая объясняет, как эукариотические клетки произошли от предковых бактерий.

Эндосимбиотическая гипотеза Мерешковского была поддержана американским анатомом Иваном Валлином (1883–1969), который начал экспериментально исследовать сходство между митохондриями, хлоропластами и бактериями — другими словами, чтобы проверить эндосимбиотическую гипотезу с помощью объективных исследований.В 1920-х годах Валлин опубликовал серию статей, подтверждающих эндосимбиотическую гипотезу, в том числе публикацию 1926 года, написанную в соавторстве с Мерешковски. Валлин утверждал, что может культивировать митохондрии вне их эукариотических клеток-хозяев. Многие ученые отвергли его культуру митохондрий как результат бактериального заражения. Современные исследования в области секвенирования генома поддерживают несогласных ученых, показывая, что большая часть генома митохондрий была перенесена в ядро ​​клетки-хозяина, что не позволяет митохондриям жить самостоятельно.

Идеи Валлина относительно эндосимбиотической гипотезы в течение следующих 50 лет в значительной степени игнорировались, потому что ученые не знали, что эти органеллы содержат их собственную ДНК. Однако с открытием митохондриальной и хлоропластной ДНК в 1960-х годах эндосимбиотическая гипотеза была возрождена. Линн Маргулис (1938–2011), американский генетик, в 1967 году опубликовала свои идеи относительно эндосимбиотической гипотезы происхождения митохондрий и хлоропластов. За десятилетие до ее публикации достижения в области микроскопии позволили ученым дифференцировать прокариотические клетки. из эукариотических клеток.В своей публикации Маргулис провела обзор литературы и заявила, что эукариотические органеллы, такие как митохондрии и хлоропласты, имеют прокариотическое происхождение. Она представила растущий объем микроскопических, генетических, молекулярно-биологических, ископаемых и геологических данных в поддержку своих утверждений.

Опять же, эта гипотеза изначально не была популярной, но растущие генетические доказательства из-за появления секвенирования ДНК поддержали эндосимбиотическую теорию , которая теперь определяется как теория о том, что митохондрии и хлоропласты возникли в результате установления симбиотических отношений прокариотическими клетками. внутри эукариотического хозяина (рис. 3).Когда первоначальная эндосимбиотическая теория Маргулис получила широкое признание, она расширила эту теорию в своей книге 1981 года « Симбиоз в эволюции клетки» . В нем она объясняет, как эндосимбиоз является основным движущим фактором эволюции организмов. Более недавнее генетическое секвенирование и филогенетический анализ показывают, что митохондриальная ДНК и ДНК хлоропластов тесно связаны со своими бактериальными аналогами как по последовательности ДНК, так и по структуре хромосомы. Однако митохондриальная ДНК и ДНК хлоропластов уменьшены по сравнению с ядерной ДНК, потому что многие гены переместились из органелл в ядро ​​клетки-хозяина.Кроме того, митохондриальные и хлоропластные рибосомы структурно похожи на бактериальные рибосомы, а не на эукариотические рибосомы их хозяев. Наконец, бинарное деление этих органелл сильно напоминает бинарное деление бактерий по сравнению с митозом, выполняемым эукариотическими клетками. Со времени первоначального предложения Маргулиса ученые наблюдали несколько примеров бактериальных эндосимбионтов в современных эукариотических клетках. Примеры включают эндосимбиотические бактерии, обнаруженные в кишечнике некоторых насекомых, таких как тараканы, и органеллы, подобные фотосинтетическим бактериям, обнаруженные у протистов.

Рис. 3. Согласно эндосимбиотической теории, митохондрии и хлоропласты возникают в результате поглощения бактериями. Эти бактерии установили симбиотические отношения со своей клеткой-хозяином, что в конечном итоге привело к развитию бактерий в митохондрии и хлоропласты.

Подумай об этом

• Что утверждает современная эндосимбиотическая теория?
• Какие доказательства поддерживают эндосимбиотическую теорию?

Теория зародышей болезни

До открытия микробов в семнадцатом веке ходили и другие теории о происхождении болезней.Например, древние греки предложили теорию миазмов , согласно которой болезнь возникла из-за частиц, исходящих от разлагающегося вещества, например, в сточных водах или выгребных ямах. Такие частицы заражали людей в непосредственной близости от гниющего материала. Считалось, что болезни, включая «черную смерть», разорившие население Европы в средние века, возникли именно таким образом.

В 1546 году итальянский врач Джироламо Фракасторо в своем эссе De Contagione et Contagiosis Morbis предположил, что споры, подобные семенам, могут передаваться между людьми при прямом контакте, воздействии на зараженную одежду или по воздуху.Теперь мы признаем Фракасторо одним из первых сторонников микробной теории болезни , которая утверждает, что болезни могут возникать в результате микробной инфекции. Однако в шестнадцатом веке идеи Фракасторо не получили широкого признания и будут в значительной степени забыты до девятнадцатого века.

Рис. 4. Игнац Земмельвейс (1818–1865) был сторонником важности мытья рук для предотвращения передачи заболеваний врачами от одного пациента к другому.

В 1847 году венгерский акушер Игнас Semmelweis (рис. 4) заметил, что матери, рожавшие в больничных палатах, укомплектованных врачами и студентами-медиками, чаще страдали и умирали от послеродовой лихорадки после родов (уровень смертности 10–20%) чем матери в палатах с акушерками (уровень смертности 1%).Земмельвейс наблюдал, как студенты-медики проводят вскрытия, а затем — влагалищные обследования живых пациентов, не мыть руки в перерывах. Он подозревал, что студенты переносили болезнь от вскрытия к обследованным пациентам. Его подозрения были подкреплены безвременной смертью друга, врача, который заразился смертельной раневой инфекцией после патологоанатомического обследования женщины, умершей от послеродовой инфекции. Ранение мертвого врача было нанесено скальпелем, использованным во время обследования, и его последующее заболевание и смерть во многом совпадали с таковой у мертвого пациента.

Хотя Земмельвейс не знал истинной причины послеродовой лихорадки, он предположил, что врачи каким-то образом передают возбудителя болезни своим пациентам. Он предположил, что количество случаев послеродовой лихорадки можно уменьшить, если врачи и студенты-медики просто мыть руки хлорированной известковой водой до и после обследования каждого пациента. Когда эта практика была внедрена, уровень материнской смертности среди матерей, находящихся под присмотром врачей, упал до того же уровня смертности в 1%, который наблюдался среди матерей, за которыми ухаживали акушерки.Это продемонстрировало, что мытье рук было очень эффективным методом предотвращения передачи болезней. Несмотря на этот большой успех, в то время многие недооценивали работу Земмельвейса, а врачи не спешили применять простую процедуру мытья рук для предотвращения инфекций у своих пациентов, поскольку она противоречила установленным нормам для того периода времени.

Примерно в то же время, когда Земмельвейс пропагандировал мытье рук, в 1848 году британский врач Джон Сноу провел исследования для отслеживания источника вспышек холеры в Лондоне. Отследив вспышки до двух конкретных источников воды, оба из которых были загрязнены сточными водами, Сноу в конечном итоге продемонстрировал, что бактерии холеры передаются через питьевую воду. Работа Сноу важна тем, что представляет собой первое известное эпидемиологическое исследование, результатом которого стал первый известный ответ общественного здравоохранения на эпидемию. Работа Земмельвейса и Сноу четко опровергла преобладающую в то время теорию миазмов, показав, что болезнь передается не только по воздуху, но и через зараженные предметы.

Хотя работа Земмельвейса и Сноу успешно продемонстрировала роль санитарии в предотвращении инфекционных заболеваний, причина болезни не была полностью изучена. Последующие работы Луи Пастера , Роберта Коха и Джозефа Листера дополнительно подтвердили микробную теорию болезни.

Изучая причины порчи пива и вина в 1856 году, Пастер открыл свойства ферментации под действием микроорганизмов. Он продемонстрировал своими экспериментами с колбой с лебединой шеей (см. Рис. 3 в Спонтанном зарождении), что переносимые по воздуху микробы, а не спонтанное образование, были причиной порчи пищи, и он предположил, что, если микробы несут ответственность за порчу пищи и ферментацию, они также могут нести ответственность за заражение.Это было основой микробной теории болезней.

Тем временем британский хирург Джозеф Листер (рис. 5а) пытался определить причины послеоперационных инфекций. Многие врачи не верили в то, что микробы на их руках, на их одежде или в воздухе могут инфицировать хирургические раны пациентов, несмотря на то, что в среднем 50% хирургических пациентов умирают от послеоперационных инфекций. Листер, однако, был знаком с работами Земмельвейса и Пастера; поэтому он настаивал на мытье рук и крайней чистоте во время операции.В 1867 году, чтобы еще больше снизить частоту послеоперационных раневых инфекций, Листер начал использовать дезинфицирующее / антисептическое средство в виде спрея карболовой кислоты (фенола) во время операции. Его чрезвычайно успешные усилия по уменьшению послеоперационной инфекции сделали его методы стандартной медицинской практики.

Несколькими годами позже Роберт Кох (рис. 5b) предложил ряд постулатов (постулатов Коха), основанных на идее, что причину определенного заболевания можно отнести к конкретному микробу. Используя эти постулаты, Кох и его коллеги смогли окончательно определить возбудителей конкретных заболеваний, включая сибирскую язву, туберкулез и холеру.Концепция Коха «один микроб — одна болезнь» стала кульминацией сдвига парадигмы девятнадцатого века от теории миазмов к микробной теории болезни. Постулаты Коха более подробно обсуждаются в книге «Как патогены вызывают заболевания».

Рис. 5. (a) Джозеф Листер разработал процедуры надлежащего ухода за хирургическими ранами и стерилизации хирургического оборудования. (b) Роберт Кох разработал протокол для определения причины инфекционного заболевания. Оба ученых внесли значительный вклад в принятие микробной теории болезней.

Подумай об этом

• Сравните и противопоставьте теорию миазмов болезни и микробную теорию болезни.
• Как работа Джозефа Листера способствовала спору между теорией миазмов и теорией микробов и как это увеличило успех медицинских процедур?

Клиническая направленность: Аника, часть 2

Этот пример продолжает историю Аники, начатую в Spontaneous Generation.

После нескольких дней лихорадки, заложенности носа, кашля, усиливающихся болей и болей Аника подозревает, что у нее грипп.Она решает посетить поликлинику в своем университете. ПА сообщает Анике, что ее симптомы могут быть вызваны целым рядом заболеваний, таких как грипп, бронхит, пневмония или туберкулез.

Во время медицинского осмотра PA отмечает, что частота сердечных сокращений у Аники немного повышена. Используя пульсоксиметр, небольшое устройство, которое крепится к ее пальцу, он обнаруживает, что у Аники гипоксемия — более низкий, чем обычно, уровень кислорода в крови. С помощью стетоскопа PA слушает аномальные звуки, издаваемые сердцем, легкими и пищеварительной системой Аники.Когда Аника дышит, ПА слышит потрескивающий звук и отмечает легкую одышку. Он собирает образец мокроты, обращая внимание на зеленоватый цвет слизи, и заказывает рентгенограмму грудной клетки, которая показывает «тень» в левом легком. Все эти признаки указывают на пневмонию , состояние, при котором легкие наполняются слизью (рис. 6).

Рис. 6. Это рентгенограмма грудной клетки, типичная для пневмонии. Поскольку рентгеновские изображения являются негативными, «тень» рассматривается как белая область в легком, которая в противном случае должна быть черной.В этом случае на левом легком видна тень в результате карманов в легком, заполненных жидкостью. (кредит слева: модификация работы «Christaras A» / Wikimedia Commons)

• Какие инфекционные агенты вызывают пневмонию?

Мы вернемся к примеру Аники на следующих страницах.

Рисунок 7 (кредит «Лебединая фляжка»: модификация работы Wellcome Images)

Основные понятия и краткое изложение

• Хотя клетки впервые были обнаружены в 1660-х годах Робертом Гуком, теория клеток не получила широкого распространения в течение следующих 200 лет.Работа таких ученых, как Шлейден, Шванн, Ремак и Вирхов, способствовала его принятию.
• Эндосимбиотическая теория утверждает, что митохондрии и хлоропласты, органеллы, обнаруженные во многих типах организмов, происходят от бактерий. Значительная структурная и генетическая информация поддерживает эту теорию.
• Теория миазмов болезни была широко принята до девятнадцатого века, когда она была заменена микробной теорией болезни благодаря работам Земмельвейса, Сноу, Пастера, Листера и Коха и других.

Множественный выбор

Кто из следующих людей не внес вклад в создание клеточной теории?

1. Джироламо Фракасторо
2. Маттиас Шлейден
3. Роберт Ремак
4. Роберт Гук

 «Теодор Шванн». Известные ученые. famousscientists.org. 6 мая 2016 г. Интернет.
.