TEÓRIA BUNIEK: HISTÓRIA, POSTULÁTY A AUTORI - BIOLÓGIE - 2026

Bunková teória je teória, ktorá navrhuje, že všetky živé bytosti sú tvorené bunkami. Navrhli ho Matthias Schleiden, Theodor Schwann a Rudolph Virchow medzi rokmi 1838 a 1859 a považuje sa za kľúčovú teóriu pre vznik bunkovej biológie.

Príchod tejto teórie definitívne vyvrhol aristoteliánsku koncepciu, že život môže vzniknúť spontánnou generáciou z inertnej alebo neživej hmoty, čo je myšlienka udržiavaná vo vedeckom svete po mnoho storočí.

Bunky v živom tkanive rastlinného listu (Zdroj: Des_Callaghan prostredníctvom Wikimedia Commons)

Dnes nie je šialené myslieť si, že organizmy, ako sú napríklad zvieratá, rastliny a baktérie, sa skladajú z rovnakých základných jednotiek, ako sú bunky, ale pred stovkami rokov sa tieto myšlienky zdali trochu pritiahnuté za vlasy.

Jednoduchým mikroskopickým pozorovaním listov rastliny, kože obojživelníka, chlpov cicavcov alebo kolónií baktérií sa dá rýchlo potvrdiť, že všetky sú zložené zo základnej jednotky s podobnou organizáciou a zložením. ; bunka.

Eukaryotické jednobunkové organizmy rôznych druhov a bunky komplexných živočíšnych tkanív, napríklad mozgu alebo svalu, sa radikálne odlišujú v štruktúre aj funkcii, všetky však majú membránu, ktorá ich obklopuje, cytosól, ktorý ich obklopuje obsahuje jadro a organely, ktoré majú určité funkčné kapacity.

Živočíšna eukaryotická bunka. Zdroj: Nikol valentina romero ruiz z Wikimedia Commons

Aj keď bola založená ako teória tromi hlavnými autormi, bunková teória sa uskutočnila vďaka mnohým znalostiam, pozorovaniam a predchádzajúcim príspevkom rôznych autorov, ktorí poskytli kúsky skladačky, ktorú by neskôr Schleiden, Schwann a Virchow dali dokopy a iní neskôr vylepšili.

Pozadie a história bunkovej teórie

Formulácia teórie buniek Schleiden, Schwann a Virchow by nebola možná bez predchádzajúceho vynálezu mikroskopu, ktorý sa uskutočnil v polovici 17. storočia.

Do prvých mikroskopických pozorovaní buniek a do výroby prvých mikroskopických mikroskopov boli zapojené dve dôležité postavy: Robert Hooke v roku 1665 a neskôr Antoni van Leeuwenhoek.

Existujú však správy o pozorovaniach Athanasia Kirchera, ktorý v roku 1658 pozoroval živé zvieratá (okrem červov), ktoré sa formovali na rozpadajúcich sa tkanivách. Zhruba v rovnakom čase nemecký Swammerdam opísal guľovité „krvinky“ v krvi a uvedomil si, že žabie embryá boli tiež tvorené guľovitými „časticami“.

Robert Hooke bol ten, kto razil termín „bunka“, aby opísal bunky, ktoré pozoroval pri pohľade na korkový list mikroskopom; zatiaľ čo Leeuwenhoek sa vrúcne venoval výrobe mikroskopov a opakovanému pozorovaniu vzoriek z rôznych miest, čo potvrdzuje existenciu nepatrného života.

Hooke aj Leeuwenhoek mohli byť považovaní za „otcov“ mikrobiológie, pretože ako prví uviedli existenciu mikroskopických organizmov v rôznych prírodných prostrediach (vodné útvary, odreniny špiny z chrupu, spermy atď.).

Dvaja ďalší autori tej doby, Marcello Malpighi a Nehemiah Grew, podrobne študovali niektoré rastlinné tkanivá. Publikácie Malpighiho (1671) a Grewa naznačujú, že obaja autori identifikovali štruktúru buniek počas ich pozorovania, ale označovali sa ako „bunky“, „póry“ alebo „saccules“.

Rastlinná eukaryotická bunka

Vyvrátiť teórie spontánnej generácie

Po mnoho storočí vedecká komunita zastávala názor, že život by sa mohol spontánne vytvárať z neživej hmoty (inertnej, neživej) na základe „vitálnej sily“ alebo „potenciálu“ prvkov, ako je voda a zem. generovať život.

Tieto postuláty však boli vyvrátené pokusmi talianskeho Lazzara Spallanzaniho, ktorý v roku 1767 ukázal, že keď sa voda z rybníkov alebo studní prevarila, „vitálna sila“ zmizla, čo znamená, že vo vode sú živé organizmy. ,

Preto boli jeho diela priekopníkmi pre demonštráciu, že život môže vzniknúť iba z už existujúceho života, alebo čo je rovnaké, že všetky bunky pochádzajú z iných buniek a nie z inertnej hmoty.

Asi sto rokov po Spallanzanovej práci Francúz Louis Louis Pasteur postavil precedens svojimi vlastnými experimentmi a definitívne ukázal, že spontánna generácia nemá miesto vo vedeckom svete.

Postuláty teórie buniek

Jedným z postulátov teórie buniek je, že bunky pochádzajú z buniek, ktoré už existovali

Aj keď bola bunková teória formulovaná na základe pozorovaní u „vyšších“ organizmov, platí pre všetky živé bytosti, dokonca aj pre jednobunkové organizmy, ako sú niektoré parazity a baktérie.

Hlavné postuláty teórie buniek sú tri:

1. Všetky živé bytosti sú tvorené bunkami

Botanik M. Schleiden a zoológ T. Schwann navrhli tento postulát, pričom uviedli, že na mikroskopickej úrovni boli rastliny a zvieratá tvorené bunkami.

2 - Bunky sú základné jednotky všetkých živých bytostí

Tento princíp tiež predpokladali Schleiden a Schwann a je základným princípom pri definovaní živej bytosti; Všetky živé bytosti sú tvorené bunkami, či už sú jednobunkové alebo mnohobunkové.

3 - Bunky môžu pochádzať iba z už existujúcich buniek a nie zo spontánneho generovania

Túto zásadu ustanovil Rudolf Virchow.

Neskôr ďalší autor, A. Weismann, do teórie pridal tento dôsledok:

- Bunky, ktoré dnes poznáme („moderné“), pochádzajú z malej skupiny „predkov“ buniek

Dôsledok, ktorý sa dá dokázať vďaka podobnostiam zisteným medzi niektorými komplexnými proteínmi nachádzajúcimi sa vo všetkých bunkách, cytochróm je jedným z najlepších príkladov týchto proteínov, pretože je „konzervovaný“ z hľadiska štruktúry a funkcie v baktériách a v rastlinách a zvieratách.

Hlavní autori

Hoci M. Schleiden, T. Schwann a R. Virchow boli hlavnými protagonistami formulácie teórie buniek, ako ju poznáme dnes, mnohí boli vedci, ktorí sa priamo alebo nepriamo podieľali na jej definitívnom zriadení.

Robert Hooke (1635 - 1702)

Portrét Roberta Hooke (Zdroj: Gustav VH, cez Wikimedia Commons)

Tento ctnostný anglický vedec nielen objavil v oblasti biológie, ale zaujímal sa aj o fyziku a astronómiu.

V roku 1665 predstavil londýnskej Kráľovskej spoločnosti svoju knihu s názvom „Mikrografia alebo niektoré fyziologické popisy miniatúrnych telies pomocou zväčšovacieho skla“ (z anglickej mikrografie alebo Niektoré fyziologické opisy miniatúrnych telies pomocou zväčšovacieho skla).

V tejto knihe zdôrazňuje Hooke pozorovania, ktoré urobil na liste korku, v ktorom identifikoval jednotky podobné bunkám, ktoré nazval „bunky“. Pri iba 30-násobnom zväčšení pozoroval Hooke rovnaký vzorec v iných rastlinách a v kostiach niektorých zvierat, čo naznačuje, že živé tkanivá boli tvorené rovnakými „pórmi“ alebo „bunkami“.

Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723)

Portrét Antoniho van Leeuwenhoeka (Zdroj: Jan Verkolje (1650 - 1693) prostredníctvom Wikimedia Commons)

Holandský A. Leeuwenhoek, súčasník s Robertom Hookom, venoval časť svojho života výrobe mikroskopov a pozorovaniu vzoriek cez ne. Bol prvým autorom, ktorý ukázal živé bunky (Hooke videl iba mŕtve bunky z kôry niektorých stromov az kostí niektorých zvierat).

Okrem toho, jeho mikroskopické usporiadanie mu umožnilo oveľa podrobnejšie oceniť bunkové štruktúry a viedlo ho k objavu mnohých jednobunkových organizmov, ktoré nazval „živočíšne bunky“, o ktorých sa dnes vie, že sú to ako jednobunkové zvieratá, tak rastliny.

V roku 1674 Leeuwenhoek prvýkrát opísal červené krvinky a spermie vo svojej vlastnej sperme.

Matthias Schleiden (1804-1881)

Portrét Matthiasa Schleidena (Zdroj: Fæ, prostredníctvom Wikimedia Commons)

Tento nemecký vedec, profesor botaniky, bol tým, ktorý „formuloval“ teóriu buniek na základe svojich pozorovaní v rastlinných tkanivách. Okrem toho sa skutočne zaujímal o pôvod buniek, preto sa venoval štúdiu embryí z rastlinných tkanív.

Schleiden sa odvážil navrhnúť, že bunky sa vyvinuli „de novo“ z množstva malých granúl v bunkách, ktoré vytvorili „jadro", ktorého progresívny rast sa stal novou bunkou.

Theodor Schwann (1810-1882)

Portrét Theodora Schwanna (Zdroj: Fæ, prostredníctvom Wikimedia Commons)

Tento nemecký autor bol zodpovedný za „zovšeobecnenie“ teórie buniek pre všetky živé organizmy vrátane rastlín a zvierat.

Schwann opísal jadrové bunky v rôznych tkanivách: v bunkách notochordu a chrupavky, v larvách ropuchy, pečeni, obličkách, pankrease, slinných žľazách a spojivovom tkanive embryí ošípaných.

Jeho výsledky boli zaznamenané v roku 1838 v jeho „Terénnych poznámkach o prírode a medicíne“. Tento autor tiež významne prispel k neurovedy, pretože ako prvý opísal membránové pokrytie, ktoré obklopuje procesy nervových buniek.

Robert Brown (1773-1858)

Tento škótsky botanik a lekár bol prvý (v roku 1831), ktorý vďaka mikroskopickým pozorovaniam na listoch orchideí rozpoznal jadro ako nevyhnutnú súčasť živých buniek. Brown bol ten, kto razil termín „jadro“, aby opísal „jednu nepriehľadnú kruhovú dvorcu“ v strede buniek.

Rudolf Virchow (1821-1902)

Portrét Rudolfa Virchowa (Zdroj: http://ihm.nlm.nih.gov/images/B25666 prostredníctvom Wikimedia Commons)

Tento nemecký lekár a patológ boli poverení, aby v roku 1855 písomne ​​uverejnili myšlienku, že každá bunka pochádza z už existujúcej bunky (omnis cella e celula), čím sa vylučuje možnosť spontánnej generácie.

Pred niekoľkými rokmi vyhlásil, že „bunka ako najjednoduchšia forma prejavu života, ktorá napriek tomu predstavuje ideu života, je organická jednota, nedeliteľná živá bytosť.“ “

Louis Pasteur (1822-1895)

Portrét Louisa Pasteura (Zdroj: Paul Nadar prostredníctvom Wikimedia Commons)

To bol francúzsky mikrobiológ, ktorý definitívne vyradil teóriu spontánnej generácie, a to vďaka experimentom, ktoré uskutočnil v 50. rokoch 20. storočia, v ktorých preukázal, že k množeniu jednobunkových organizmov došlo už z existujúcich organizmov.

Jeho pevné presvedčenie ho viedlo k navrhnutiu experimentálneho postupu, ktorým preukázal, že „mäsový vývar“ by sa mohol sterilizovať jeho varom v „husacej krkovici“, ktorý je schopný „zachytávať“ prachové častice a iné kontaminanty skôr, ako sa dostanú do obehu. dosiahnuť dno nádoby.

Pasteur ukázal, že ak sa vývar varil a potom sa zlomilo hrdlo banky a nechalo sa vystavené vzduchu, nakoniec sa kontaminovalo a vďaka mikrobiálnej kontaminácii získalo zakalený vzhľad.

Je dôležité poznamenať, že ďalší autori, ako napríklad Carl Benda (1857 - 1933) a Camilo Golgi (1843 - 1926) (okrem iného), neskôr významne prispeli k objasneniu vnútornej štruktúry eukaryotických buniek, pričom opísali svoje hlavné organely a ich funkcie. ,

Referencie

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Základná bunková biológia. Garland Science.
2. Mazzarello, P. (1999). Zjednocujúci koncept: história bunkovej teórie. Nature Cell Biology, 1 (1), E13.
3. Nabors, MW (2004). Úvod do botaniky (č. 580 N117i). Pearson.
4. Ribatti, D. (2018). Historická poznámka o teórii buniek. Experimentálny výskum buniek, 364 (1), 1-4.
5. Solomon, EP, Berg, LR a Martin, DW (2011). Biológia (9. vydanie). Brooks / Cole, Cengage Learning: USA.
6. Villanueva, JR (1970). Živá bunka.
7. Willey, JM, Sherwood, L. a Woolverton, CJ (2008). Prescott, Harley a Kleinova mikrobiológia. McGraw-Hill Higher Education.