ZELLTHEORIE: GESCHICHTE, POSTULATE UND AUTOREN - BIOLOGIE - 2025

Die Zelltheorie ist die Theorie, die besagt, dass alle Lebewesen aus Zellen bestehen. Es wurde von Matthias Schleiden, Theodor Schwann und Rudolph Virchow zwischen 1838 und 1859 vorgeschlagen und gilt als Schlüsseltheorie für die Geburt der Zellbiologie.

Das Aufkommen dieser Theorie verwarf definitiv die aristotelische Vorstellung, dass Leben durch spontane Erzeugung aus inerter oder nicht lebender Materie entstehen könnte, eine Idee, die in der wissenschaftlichen Welt seit vielen Jahrhunderten beibehalten wird.

Zellen in einem lebenden Gewebe eines Pflanzenblattes (Quelle: Des_Callaghan über Wikimedia Commons)

Heute ist es nicht verrückt zu glauben, dass Organismen, die so unterschiedlich sind wie Tiere, Pflanzen und Bakterien, aus äquivalenten Grundeinheiten wie Zellen bestehen, aber vor Hunderten von Jahren schienen diese Ideen etwas weit hergeholt.

Mit einer einfachen mikroskopischen Beobachtung der Blätter einer Pflanze, der Haut einer Amphibie, der Haare eines Säugetiers oder einer Bakterienkolonie kann schnell bestätigt werden, dass sie alle aus einer Grundeinheit mit einer ähnlichen Organisation und Zusammensetzung bestehen. ;; die Zelle.

Eukaryontische einzellige Organismen verschiedener Art und die Zellen komplexer tierischer Gewebe wie Gehirn oder Muskel unterscheiden sich in Struktur und Funktion radikal, haben jedoch alle eine Membran, die sie umgibt, ein Cytosol, das Es beherbergt einen Kern und Organellen, die bestimmte Funktionsfähigkeiten haben.

Tierische eukaryotische Zelle. Quelle: Von Nikol valentina romero ruiz, aus Wikimedia Commons

Obwohl es von drei Hauptautoren als Theorie aufgestellt wurde, fand die Zelltheorie dank viel Wissen, Beobachtungen und früheren Beiträgen verschiedener Autoren statt, die die Puzzleteile lieferten, die Schleiden, Schwann und Virchow später zusammenstellten und die andere später verfeinerten.

Hintergrund und Geschichte der Zelltheorie

Die Formulierung der Zelltheorie durch Schleiden, Schwann und Virchow wäre ohne die vorherige Erfindung des Mikroskops, die Mitte des 17. Jahrhunderts stattfand, nicht möglich gewesen.

Zwei wichtige Persönlichkeiten waren an den ersten mikroskopischen Beobachtungen von Zellen und an der Herstellung der ersten rudimentären Mikroskope beteiligt: ​​Robert Hooke (1665) und später Antoni van Leeuwenhoek.

Es gibt jedoch Berichte über die Beobachtungen von Athanasius Kircher, der 1658 beobachtete, wie sich Lebewesen (zusätzlich zu Würmern) auf zerfallenden Geweben bildeten. Etwa zur gleichen Zeit beschrieb der deutsche Swammerdam kugelförmige „Blutkörperchen“ im Blut und stellte fest, dass Froschembryonen auch aus kugelförmigen „Partikeln“ bestehen.

Robert Hooke war derjenige, der den Begriff "Zelle" prägte, um die Zellen zu beschreiben, die er beobachtete, wenn er ein Korkblatt durch ein Mikroskop betrachtete; Leeuwenhoek widmete sich leidenschaftlich der Herstellung von Mikroskopen und der wiederholten Beobachtung von Proben von verschiedenen Orten, um die Existenz eines winzigen Lebens zu bestätigen.

Sowohl Hooke als auch Leeuwenhoek konnten als „Väter“ der Mikrobiologie angesehen werden, da sie als erste über die Existenz mikroskopisch kleiner Organismen in verschiedenen natürlichen Umgebungen (Gewässer, Schmutzkratzer von Zahnersatz, Sperma usw.) berichteten.

Zwei andere Autoren dieser Zeit, Marcello Malpighi und Nehemiah Grew, untersuchten einige Pflanzengewebe im Detail. Die Veröffentlichungen von Malpighi (1671) und Grew zeigen, dass beide Autoren die Struktur der Zellen während ihrer Beobachtungen identifizierten, diese jedoch als "Zellen", "Poren" oder "Saccules" bezeichneten.

Pflanzeneukaryontische Zelle

Theorien über die spontane Erzeugung widerlegen

Viele Jahrhunderte lang vertrat die wissenschaftliche Gemeinschaft die Position, dass Leben spontan aus lebloser Materie (träge, nicht lebend) erzeugt werden könnte, basierend auf der "Lebenskraft" oder dem "Potenzial" von Elementen wie Wasser und Erde. Leben erzeugen.

Diese Postulate wurden jedoch durch die Experimente des Italieners Lazzaro Spallanzani widerlegt, der 1767 zeigte, dass beim Kochen von Wasser aus Teichen oder Brunnen die „Lebenskraft“ verschwand, was implizierte, dass es sich bei dem im Wasser vorhandenen Lebewesen um lebende Organismen handelte .

Daher waren seine Arbeiten die Pioniere für den Nachweis, dass Leben nur aus vorbestehendem Leben entstehen kann oder dass alle Zellen aus anderen Zellen stammen und nicht aus inerter Materie.

Ungefähr ein Jahrhundert nach Spallanzanis Werk setzte der Franzose Louis Pasteur mit seinen eigenen Experimenten den Präzedenzfall und zeigte definitiv, dass die spontane Erzeugung keinen Platz in der wissenschaftlichen Welt hatte.

Postulate der Zelltheorie

Eines der Postulate der Zelltheorie ist, dass Zellen aus bereits existierenden Zellen stammen

Obwohl die Zelltheorie auf der Grundlage von Beobachtungen in "höheren" Organismen formuliert wurde, gilt sie für alle Lebewesen, auch für einzellige Organismen wie einige Parasiten und Bakterien.

Die Hauptpostulate der Zelltheorie sind drei:

1- Alle Lebewesen bestehen aus Zellen

Der Botaniker M. Schleiden und der Zoologe T. Schwann schlugen dieses Postulat vor und stellten fest, dass Pflanzen und Tiere auf mikroskopischer Ebene aus Zellen bestehen.

2- Zellen sind die Grundeinheiten aller Lebewesen

Dieses Prinzip wurde auch von Schleiden und Schwann postuliert und ist ein Grundprinzip zur Definition eines Lebewesens; Alle Lebewesen bestehen aus Zellen, ob sie einzellig oder mehrzellig sind.

3- Zellen können nur aus bereits vorhandenen Zellen stammen und nicht durch spontane Erzeugung

Dieses Prinzip wurde von Rudolph Virchow aufgestellt.

Später fügte ein anderer Autor, A. Weismann, der Theorie folgende Folgerung hinzu:

- Die Zellen, die wir heute kennen ("modern"), stammen aus einer kleinen Gruppe von "Ahnen" -Zellen

Eine Folge, die dank der Ähnlichkeiten zwischen einigen komplexen Proteinen in allen Zellen nachgewiesen werden kann, wobei Cytochrom eines der besten Beispiele für diese Proteine ​​ist, da es in Bezug auf Struktur und Funktion sowohl in Bakterien als auch in Bakterien "konserviert" ist bei Pflanzen und Tieren.

Hauptautoren

Obwohl M. Schleiden, T. Schwann und R. Virchow die Hauptakteure bei der Formulierung der Zelltheorie waren, wie wir sie heute kennen, waren viele Wissenschaftler direkt oder indirekt an ihrer endgültigen Etablierung beteiligt.

Robert Hooke (1635-1702)

Porträt von Robert Hooke (Quelle: Gustav VH, über Wikimedia Commons)

Dieser tugendhafte englische Wissenschaftler machte nicht nur Entdeckungen auf dem Gebiet der Biologie, sondern interessierte sich auch für Physik und Astronomie.

1665 präsentierte er der Royal Society of London sein Buch mit dem Titel "Mikrographie oder einige physiologische Beschreibungen von Miniaturkörpern durch eine Lupe" (aus der englischen Mikrographie oder einige physiologische Beschreibungen von Miniaturkörpern durch Lupe).

In diesem Buch hebt Hooke die Beobachtungen hervor, die er auf einem Korkblatt gemacht hat, in dem er Einheiten identifiziert hat, die "Zellen" ähnlich sind, die er "Zellen" nannte. Bei nur 30-facher Vergrößerung beobachtete Hooke das gleiche Muster bei anderen Pflanzen und in den Knochen einiger Tiere, was darauf hindeutet, dass lebende Gewebe aus denselben "Poren" oder "Zellen" bestehen.

Antoni van Leeuwenhoek (1632–1723)

Porträt von Antoni van Leeuwenhoek (Quelle: Jan Verkolje (1650-1693) über Wikimedia Commons)

Zeitgenössisch mit Robert Hooke widmete der Niederländer A. Leeuwenhoek einen Teil seines Lebens der Herstellung von Mikroskopen und der Beobachtung von Proben durch diese. Er war der erste Autor, der lebende Zellen zeigte (Hooke sah nur tote Zellen aus der Rinde einiger Bäume und dem Knochen einiger Tiere).

Darüber hinaus ermöglichte ihm das Design seiner Mikroskope, die Zellstrukturen viel detaillierter zu erfassen, und führte ihn zur Entdeckung vieler einzelliger Organismen, die er "Tierkapseln" nannte, die heute sowohl als einzellige Tiere als auch als Pflanzen bekannt sind.

Im Jahr 1674 beschrieb Leeuwenhoek erstmals rote Blutkörperchen und Spermien in seinem eigenen Sperma.

Matthias Schleiden (1804-1881)

Porträt von Matthias Schleiden (Quelle: Fæ, via Wikimedia Commons)

Dieser deutsche Wissenschaftler, Professor für Botanik, war derjenige, der die Zelltheorie basierend auf seinen Beobachtungen in Pflanzengeweben "formulierte". Außerdem interessierte er sich sehr für die Herkunft von Zellen, weshalb er sich der Untersuchung mit Embryonen aus Pflanzengeweben widmete.

Schleiden wagte es vorzuschlagen, dass Zellen "de novo" aus einer Masse winziger Körnchen in Zellen entwickelten, die einen "Kern" bildeten, dessen fortschreitendes Wachstum zu einer neuen Zelle wurde.

Theodor Schwann (1810-1882)

Porträt von Theodor Schwann (Quelle: Fæ, via Wikimedia Commons)

Dieser deutsche Autor war verantwortlich für die "Verallgemeinerung" der Zelltheorie für alle lebenden Organismen, einschließlich Pflanzen und Tiere.

Schwann beschrieb kernhaltige Zellen in verschiedenen Geweben: in den Zellen des Notochords und des Knorpels, in Krötenlarven, in Leber, Nieren, Bauchspeicheldrüse, Speicheldrüsen und Bindegewebe von Schweineembryonen.

Seine Ergebnisse wurden 1838 in seinen "Field Notes on Nature and Medicine" veröffentlicht. Dieser Autor leistete auch wichtige Beiträge zur Neurowissenschaft, da er als erster die Membranabdeckung beschrieb, die die Prozesse der Nervenzellen umgibt.

Robert Brown (1773–1858)

Dieser schottische Botaniker und Arzt erkannte als erster (1831) den Kern dank seiner mikroskopischen Beobachtungen an Orchideenblättern als wesentlichen Bestandteil lebender Zellen. Brown war derjenige, der den Begriff "Kern" geprägt hat, um einen "einzelnen undurchsichtigen kreisförmigen Warzenhof" im Zentrum der Zellen zu beschreiben.

Rudolf Virchow (1821-1902)

Porträt von Rudolf Virchow (Quelle: http://ihm.nlm.nih.gov/images/B25666 über Wikimedia Commons)

Dieser deutsche Arzt und Pathologe wurde beauftragt, 1855 schriftlich die Idee zu veröffentlichen, dass jede Zelle aus einer bereits vorhandenen Zelle (omnis cellula e cellula) stammt, was die Möglichkeit einer spontanen Erzeugung ausschließt.

Einige Jahre zuvor erklärte er: "Die Zelle als einfachste Form der Manifestation des Lebens, die dennoch die Idee des Lebens darstellt, ist die organische Einheit, das unteilbare Lebewesen."

Louis Pasteur (1822–1895)

Porträt von Louis Pasteur (Quelle: Paul Nadar über Wikimedia Commons)

Es war dieser französische Mikrobiologe, der die Theorie der spontanen Erzeugung dank der in den 1850er Jahren durchgeführten Experimente, in denen er zeigte, dass die Vermehrung einzelliger Organismen aus bereits vorhandenen Organismen erfolgte, endgültig verwarf.

Seine feste Überzeugung veranlasste ihn, ein experimentelles Verfahren zu entwerfen, mit dem er demonstrierte, dass eine "Fleischbrühe" sterilisiert werden kann, indem sie in einem "Schwanenhalskolben" gekocht wird, der Staubpartikel und andere Verunreinigungen vor ihnen "einfangen" kann Erreichen Sie den Boden des Behälters.

Pasteur zeigte, dass die Brühe, wenn sie gekocht und dann der Kolbenhals gebrochen und der Luft ausgesetzt wurde, schließlich kontaminiert wurde und aufgrund mikrobieller Kontamination ein trübes Aussehen erhielt.

Es ist wichtig hervorzuheben, dass andere Autoren wie Carl Benda (1857–1933) und Camilo Golgi (1843–1926) (unter anderem) später wichtige Beiträge zur Klärung der inneren Struktur eukaryotischer Zellen leisteten und ihre Hauptorganellen und ihre Funktionen beschrieben. .

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