Історія розвитку біології

Клітину відкрив англійський природодослідник, учений-енциклопедист Роберт Гук у 1665 році. Розглядаючи у мікроскоп дуже тонкі зрізи корка дерева, Гук побачив клітини, а точніше, їх контури — клітинні стінки та порожнечі між ними (рис. 1, 2). Згодом Гук написав, що вони нагадали йому маленькі комірки, які мали правильну будову: пори — стінки, пори — стінки, немов у бджолиному стільнику. Гук назвав ці пори «сells» — клітини. Потім учений поставив питання: чи є така структура загальною для всіх рослин? Щоб відповісти на нього, Гук робив зрізи стрижня бузини, верби, очерету, кропу, реп’яха, моркви, деревини різних порід дерев. На всіх зрізах Гук бачив схожі клітини, але заповнені клітинним соком. Це й зрозуміло, адже клітини корка були мертвими, а клітини на інших зрізах — живими. Свої дослідження Гук узагальнив у праці «Мікрографія», що набула широкої популярності.

	Роберт Гук (1635–1703)

	Рис.1. Мікроскоп Гука

	Рис.2. Рисунок корка, зроблений Гуком

Не менш значний внесок у вивчення клітини на початкових етапах зробив сучасник Гука — голландський натураліст, один із засновників наукової мікроскопії Антоні ван Левенгук. Він жив у Делфті й торгував сукном. Левенгук власноручно виготовив близько 200 однолінзових мікроскопів (рис. 3). Кращі з них мали збільшення у 275 разів і чудову роздільну здатність: у них було видно об’єкти розміром до 1,4 мкм. За допомогою цих мікроскопів Левенгук зміг побачити майже те саме, що й у наш час мають змогу бачити в сучасні мікроскопи учні, які навчаються в школах.

	Антоні ван Левенгук (1632–1723)

	Рис.3. Мікроскоп Левенгука

У чому ж полягає особлива заслуга Левенгука? Він спостерігав кровообіг у хвості личинки вугра та відкрив капілярний кровообіг. Крім того, він довів, що кров не просто червона однорідна рідина, а суспензія особливих частинок, які сьогодні називають еритроцитами. Левенгук провів мікроскопування сперми та довів, що вона складається з елементів — сперматозоїдів. Він описав клітини декількох видів тваринних тканин; зрізав шкіру зі свого пальця та зарисував її клітини. Він досліджував тканини м’яза кита й м’яза серця жаби та описав поперечну посмугованість їхніх волокон. Саме Левенгук відкрив одноклітинних тварин у рослинному настої — інфузумі (звідси й назва цілого типу одноклітинних організмів), у краплях стоячої води, у кишечнику жаби, у кінському гної, у зскрібку свого зуба та у власних випорожнюваннях. Дивно, але Левенгук відзначив і те, що «анімалькулей» (з лат. «звірки») було набагато більше, коли він «бував стурбований проносом». І нарешті, Левенгук відкрив бактерії та описав форму спірил, спірохет, паличок і коків.

У 30-х роках ХIХ століття істотно вдосконалили мікроскопічну техніку, що дуже благотворно позначилося на розвитку біології. Саме в цей час працював видатний німецький біолог Теодор Шванн. Він вивчав нервову тканину й відкрив «шваннівську оболонку» нервових волокон, «шваннівські ядра» та «шваннівські клітини». Саме цей учений є автором клітинної теорії — найфундаментальнішого зі всіх біологічних узагальнень. У січні 1839 року вийшла у світ книга Шванна «Мікроскопічні дослідження про відповідності в структурі й рості тварин і рослин». Головна думка цієї праці така: «Основний підсумок дослідження полягає в тому, що всім окремим елементарним частинкам усіх організмів притаманний один і той самий принцип розвитку, подібно до того, як усі кристали, незважаючи на відмінності їхніх форм, утворюються за одними й тими самими законами». Природно, що таке узагальнення побудовано на основі робіт багатьох учених. Серед них насамперед варто відзначити німецького ботаніка Маттіаса Шлейдена. Він опублікував низку робіт про будову клітин рослин і вперше узагальнив те, що всі рослини складаються з клітин. По суті, це була клітинна теорія, але тільки для рослин.

	Маттіас Шлейден (1804–1881)

Клітинна теорія розвивалася, набувала нових доказів і доповнень. Найважливішим з них був виголошений у 50-х роках ХIХ століття постулат: «Omnis cellula e cellula» — «Кожна клітина — від клітини». Ця фраза належить знаменитому німецькому цитологові Рудольфу Вірхову. Патологічні процеси, що відбуваються в організмі, він пояснював через зміни в структурі клітин і органів, описав функції деяких клітин організму людини. Свої погляди Вірхов опублікував у книзі «Целюлярна патологія», що вийшла друком у 1858 році.

	Рудольф Вірхов (1821–1902)

Значний внесок у розвиток клітинної теорії зробив російський і естонський біолог Карл Бер. Він відкрив яйцеклітину ссавців і довів, що більшість багатоклітинних організмів розвиваються із заплідненої яйцеклітини (зиготи). Отже, клітина є не тільки одиницею будови, але й одиницею розвитку організмів.

	Карл Бер (1792–1876)

У 70-х роках XIX століття було відкрито непрямий поділ клітини, згодом названий мітозом. Уже через десять років після цього, у 1882 році, В. Флеммінгу вдалося встановити головні особливості мітозу — формування в ядрі хромосом і їх рівномірний розподіл між дочірніми клітинами.

Принципово новий науковий опис лізосом, що надав Крістіан де Дюв у 1951–1955 роках, виявився блискучою перемогою клітинної біології, а його автор був удостоєний Нобелівської премії. Проте ще в 1888 році відомий російський учений Ілля Ілліч Мечников, не маючи у своєму розпорядженні ні електронного мікроскопа, ні методів сучасної гістохімії, наполягав на існуванні неспеціалізованих клітинних структур з гідролітичними ферментами, які він називав цитазами. Утворення лізосом — чудова модель формування будь-яких клітинних органел. Цей загальнобіологічний процес вивчено краще за інші. З’ясувалося, і це особливо цікаво, що їм можна управляти за допомогою сполук, які називають циклічними мононуклеотидами (цАМФ, цГМФ). За праці в цій галузі американський біохімік Ерл Уїлбур Сазерлендтакож отримав Нобелівську премію (1971).