Меню

Клеточная теория. Клеточное строение организмов как основа единства органического мира

Клетка – элементарная структурна единица живых организмов. Впервые этот термин употребил Роберт Гук в 1665 году, рассматривая под микроскопом срез пробки бузины (увиденные им структуры были клеточными стенками мёртвых клеток механической ткани). К XIX веку усилиями многих учёных (в первую очередь – Маттиаса Шлейдена, Теодора Шванна и Рудольфа Вирхова) сложилась клеточная теория. Ниже представлены ее основные положения.

  • Клетка – основная единица строения и развития всех живых организмов.
  • Клетки всех организмов сходны по своему строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности.
  • Каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки. Принцип был сформулированн Вирховым в форме афоризма «Omnis cellula ex cellula» – «Всякая клетка – из другой клетки».
  • В многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемым ими функциям и образуют ткани. Из тканей состоят органы, которые тесно связаны между собой и подчинены различным системам физиологической регуляции.

Исторически развитие клеточной теории шло параллельно с развитием техники микроскопирования. Первоначально клетка определялась как протоплазма, ограниченная клеточной оболочкой. Затем это определение было уточнено, и клетку описали как «комочек протоплазмы с содержащимся внутри ядром». Позднее были открыты и другие клеточные органоиды.

В ХХ веке на смену классической клеточной теории, опиравшейся прежде всего на результаты цитологических исследований, пришла современная, учитывающая достижения смежных наук, таких, как биохимия и молекулярная биология.

Современная клеточная теория углубила наши представления о структуре живого и переоценила некоторые положения классической клеточной теории. Так, было установлено, что существует не один, а два принципиально разных типа клеток :прокариотические (доядерные) и эукариотические (ядерные). Причем к формированию многоклеточных организмов способны, по-видимому, только клетки второго типа (эукариоты); прокариоты способны образовывать колонии, но не ткани. Между клетками прокариот и эукариот существует и множество иных различий. У большинства прокариот нет постоянных внутренних мембранных органоидов, а у большинства эукариот есть как одномембранные органоиды (эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы, пероксисомы), так и органоиды, образованные двумя слоями плазматической мембраны – митохондрии и хлоропласты. В соответствии с теорией симбиогенеза, эти полуавтономные органоиды – потомки бактериальных клеток. Таким образом, эукариотическая клетка – система более высокого уровня организации, она не может считаться целиком гомологичной клетке бактерии (клетка бактерии гомологична одной митохондрии клетки человека). Сходство всех клеток, таким образом, свелось к наличию у них замкнутой наружной мембраны из двойного слоя фосфолипидов (у архебактерий она имеет иной химический состав, чем у остальных групп организмов), рибосом и хромосом – наследственного материала в виде молекул ДНК, образующих комплекс с белками. Сходство клеток всех организмов является свидетельством того, что все они имеют единое происхождение, доказывает единство органического мира.

С другой стороны, были открыты и исследованы т. н. «неклеточный формы жизни» – вирусы и фаги. Правда, признаки живого (обмен веществ, способность к размножению и т. п.) они проявляют только внутри клеток; вне клеток вирус является сложным химическим веществом, имеющим зачастую кристаллоподобное строение. По мнению большинства учёных, в своём происхождении вирусы связаны с клеткой и являются частью её генетического материала, «одичавшими» генами.

Классическая клеточная теория рассматривала организм как простую механическую сумму составляющих его клеток. Современная клеточная теория признаёт «несамодостаточность» клеток многоклеточного организма, которые в норме не способны к самостоятельному существованию, а сам организм рассматривает как сложную целостную систему.

Раздел биологии, занимающийся изучением клеток, называется цитологией.