процесса образования органических веществ в растениях под действием солнечного света, разработал методы экспериментального изучения физиологических процессов, протекающих в растениях.
13.5. Цитология
Цитология (от греч. цитос - клетка, ячейка) - наука о клетке. Современная цитология изучает строение клеток, их функционирование как элементарных живых систем, исследует функции отдельных клеточных компонентов, процесс воспроизведения клеток, их репарации, приспособления к условиям среды и многие другие процессы, позволяющие судить об общих для всех клеток свойствах и функциях. Цитология рассматривает также особенности специализированных клеток, этапы становления их особых функций и развития специфических клеточных структур. За последние 20-25 лет из описательно-морфологической цитология превратилась в экспериментальную науку, ставящую перед собой задачи изучения физиологии клетки, ее основных жизненных функций и свойств. Другими словами, современная цитология - это физиология клетки. Возможность такого переключения интересов исследователей возникла в связи с тем, что цитология тесно сопряжена с научными и методическими достижениями биохимии, биофизики, молекулярной биологии и генетики.
В целом цитология - наука довольно молодая. Из среды других биологических наук она вырвалась почти сто лет назад. Впервые обобщенные сведения о строении клеток были собраны в книге Ж.Б.Карнуа «Биология клетки», вышедшей в 1884 г. Появлению этой книги предшествовал длительный и бурный период поисков, открытий, дискуссий, который привел к формированию так называемой клеточной теории, имеющей огромное общебиологическое значение.
Клеточное строение живых существ было известно ученым давно - еще с конца XVII в., с появлением первых микроскопов. Имеются сведения о том, что около 1590 г. прибор типа микроскопа был построен Э.Янсеном в Нидерландах. В 1609-1610 гг. Г.Галилей использовал сконструированную им зрительную трубу в качестве микроскопа, с тех пор микроскоп быстро совершенствовался ремеслен-никами-оптиками и получил широкое распространение.
Клеточное строение впервые было обнаружено английским ученым Р.Гуком в ряде растительных тканей в 1665 г. блогодаря использованию микроскопа. До конца XVII в. появились работы микроскопистов М.Мальпиги (Италия), Н.Грю (Великобритания), А.Левенгука (Нидерланды) и других, показавших, что ткани многих растительных объектов построены из ячеек или клеток. Левенгук, кроме того, описал эритроциты (1674), одноклеточные организмы (1675, 1681), сперматозоиды позвоночных животных (1677), бактерии (1683). Но исследователи XVII в. видели в клетке лишь оболочку, заключавшую в себе полость.
В первые десятилетия XIX в. представления о роли клеток в строении организмов значительно расширились. Блогодаря трудам немецких и францусских ученых в ботанике утвердился взгляд на клетки как на структурные единицы. На клетки стали смотреть как на индивидуумы, обладающие жизненными
свойствами. Но только в XIX в. чешский биолог Ян Пуркине (1787-1869) открыл ядро яйцеклетки (1825), а в 1831-33 гг. английский ботаник Р.Броун описал ядро как составную часть клетки, назвав его нуклеус. Так называлось по латыни ядро незрелого лесного ореха. Это открытие привлекло внимание исследователей к содержимому клетки и дало критерий для сопоставления растительных и животных клеток.
В 1835 г. Моль впервые наблюдал деление растительных клеток, а Пуркине в 1839 г. ввел понятие «протоплазма» (протос - первичное, плазма - нечто аморфное, слизь) и был близок к созданию клеточной теории.
Но одно дело увидеть, что в организме имеются клетки, а совсем другое -сделать вывод, что клетки - это строительный материал, из которого созданы тела животных и растений. Основы теории клеток были созданы немецким ученым Теодором Шванном (1838-1839) и описаны в его труде «Микроскопические исследования о единстве строения животных и растений». Для изучения строения клеток Шванн применял специальную технику и делал скальпелем тонкие срезы тканей. Сделанные им рисунки со срезов плотных тканей - хрящевой, сухожильной - дают вполне удовлетворительное представление о составных частях клетки - цитоплазме, ядре, ядрышке. Шванн изучал мышцу у эмбрионов и нашел момент, когда они еще состоят из клеток и не переродились в волокна и тяжи. Именно Шванн искал и обнаружил в разнообразии единичных факторов единообразие, отражающее всеобщие закономерности (рис. 13.2).
Клеточная теория, созданная Шванном вместе с другим немецким ученым М.Шлейденом, содержала следующие основные положения:
а) клетка - элементарная единица живого и основная единица строения и развития всех живых организмов;
б) клетки сходны по своему строению и химическому составу;
в) размножение клеток происходит путем деления материнской клетки;
г) клетки связаны между собой и выполняют различные функции.
Эти положения клеточной теории почти не изменились до нашего времени.
Ф.Энгельс относил открытие клеточного строения животных и растений к числу величайших достижений естествознания XIX столетия.
Создание клеточной теории стало важнейшим событием в биологии, одним из решающих доказательств единства всей живой природы. Клеточная теория оказала значительное влияние на развитие биологии, послужила главным фундаментом для развития таких дисциплин, как эмбриология, гистология и физиология. Она дала основу для объяснения эволюционной взаимосвязи организмов и для понимания индивидуального развития.
Однако одно время первый постулат клеточной теории подвергался многочисленным нападкам и критике. Некоторые авторы указывали, что в многоклеточных организмах, особенно у животных, кроме клеток существуют и межклеточные, промежуточные вещества, которые тоже, казалось, обладали свойствами живого. Но вскоре было показано, что межклеточные вещества представляют собой не самостоятельные образования, а продукты активности отдельных групп клеток.
