SOLUTEORIA: HISTORIA, POSTULAATIT JA KIRJOITTAJAT - BIOLOGIA - 2025

Soluteoria on teoria, jossa ehdotetaan, että kaikkien elävien olentojen koostuvat soluista. Sitä ehdottivat Matthias Schleiden, Theodor Schwann ja Rudolph Virchow vuosina 1838–1859, ja sitä pidetään avaintoteoriana solubiologian syntyessä.

Tämän teorian tulo hylkäsi lopullisesti aristotelilaisen käsityksen, jonka mukaan elämä voi syntyä spontaanin sukupolven avulla inertistä tai elottomasta aineesta, idea, jota tiedemaailmassa on ylläpidetty vuosisatojen ajan.

Kasvislehden elävän kudoksen solut (Lähde: Des_Callaghan Wikimedia Commonsin kautta)

Nykyään ei ole hullu ajatella, että niin erilaiset organismit kuin esimerkiksi eläimet, kasvit ja bakteerit koostuvat vastaavista perusyksiköistä, kuten soluista, mutta satoja vuosia sitten nämä ajatukset näyttivät olevan vähän kauaskantoisia.

Yksinkertaisella mikroskooppitarkistuksella havaitaan kasvin lehdet, sammakkoeläimen iho, nisäkkään karvat tai bakteerikolonni, voidaan nopeasti vahvistaa, että ne kaikki koostuvat perusyksiköstä, jolla on samanlainen organisaatio ja koostumus.; solu.

Eri tyyppiset eukaryoottiset yksisoluiset organismit ja esimerkiksi monimutkaisten eläinkudosten, kuten esimerkiksi aivojen tai lihaksen, solut ovat radikaalisti erilaisia ​​rakenteeltaan ja toiminnaltaan, mutta kaikilla on niitä ympäröivä kalvo, sytosoli, joka siinä on ydin ja organellit, joilla on tietyt toiminnalliset kapasiteetit.

Eläinten eukaryoottinen solu. Lähde: Nikol valentina romero ruiz, Wikimedia Commonsista

Vaikka solujen teoria perustettiin teoriaksi kolmea pääkirjailijaa, se tapahtui monien eri kirjoittajien tiedon, havaintojen ja aikaisempien lausuntojen ansiosta. He tarjosivat palapelin palat, jotka Schleiden, Schwann ja Virchow myöhemmin koottavat ja joita muut tarkentavat myöhemmin.

Soluteorian tausta ja historia

Soluteorian muotoilu Schleidenin, Schwannin ja Virchowin mukaan ei olisi ollut mahdollista ilman aikaisempaa mikroskoopin keksintöä, joka tapahtui 1700-luvun puolivälissä.

Kaksi tärkeää henkilöä osallistuivat solujen ensimmäisiin mikroskooppisiin havaintoihin ja ensimmäisten alkeellisten mikroskooppien valmistukseen: Robert Hooke, vuonna 1665, ja myöhemmin Antoni van Leeuwenhoek.

On kuitenkin raportteja Athanasius Kircherin havainnoista, jotka havaitsivat vuonna 1658 eläviä olentoja (matojen lisäksi) muodostumassa rappeutuvissa kudoksissa. Noin samaan aikaan saksalainen Swammerdam kuvasi veressä olevia globaalisia “elimistöjä” ja tajusi, että sammakkoalkioissa oli myös palloja ”hiukkasia”.

Robert Hooke loi termin "solu" kuvaamaan soluja, joita hän havaitsi katsomalla korkkiarkkia mikroskoopin kautta; Leeuwenhoek omistautui kiihkeästi mikroskooppien valmistukseen ja eri paikkojen näytteiden toistuvaan havaitsemiseen vakuuttaen pienen elämän olemassaolon.

Sekä Hookea että Leeuwenhoekia voidaan pitää mikrobiologian "isinä", koska he olivat ensimmäisiä, jotka ilmoittivat mikroskooppisten organismien esiintymisestä erilaisissa luonnollisissa ympäristöissä (vesistöissä, hammasproteesien lian romutuksessa, siemennesteessä jne.).

Kaksi muuta tuolloista kirjailijaa, Marcello Malpighi ja Nehemiah Grew, tutkivat eräitä kasvakudoksia yksityiskohtaisesti. Malpighin (1671) ja Grew'n julkaisut osoittavat, että molemmat kirjoittajat tunnistivat havaintojensa aikana solujen rakenteen, mutta viittasivat niihin "soluihin", "huokosiin" tai "sakkuloihin".

Kasvien eukaryoottinen solu

Spontaanista sukupolvea koskevien teorioiden kiistäminen

Useiden vuosisatojen ajan tiedeyhteisö oli sitä mieltä, että elämä voi syntyä spontaanisti elottomasta aineesta (inertti, ei elävä), joka perustuu elementtien, kuten veden ja maan, "elintärkeään voimaan" tai "potentiaaliin". luoda elämää.

Nämä postulaatit kumottiin kuitenkin italialaisen Lazzaro Spallanzanin tekemissä kokeissa, jotka osoittivat vuonna 1767, että kun lampia tai kaivoja vettä keitettiin, mainittu ”elinvoima” katosi, mikä merkitsi sitä, että vedessä oli eläviä organismeja..

Siksi hänen teoksensa olivat edelläkävijöitä osoittaessaan, että elämä voi syntyä vain olemassa olevasta elämästä tai mikä on samaa, että kaikki solut ovat peräisin muista soluista, ei inertistä aineesta.

Noin vuosisadan Spallanzani-työn jälkeen ranskalainen Louis Pasteur loi ennakkotapauksen omilla kokeillaan osoittaen lopullisesti, että spontaanilla sukupolvella ei ollut paikkaa tiedemaailmassa.

Soluteorian postulaatit

Yksi soluteorian oletuksista on, että solut tulevat soluista, jotka olivat jo olemassa

Vaikka soluteoria muotoiltiin "korkeammissa" organismeissa tehtyjen havaintojen perusteella, se pätee kaikkiin eläviin olentoihin, jopa yksisoluisiin eliöihin, kuten joihinkin loisiin ja bakteereihin.

Soluteorian tärkeimmät postulaatit ovat kolme:

1- Kaikki elävät olennot koostuvat soluista

Kasvitieteilijä M. Schleiden ja eläintieteilijä T. Schwann ehdottivat tätä postulaatiota ja totesivat, että mikroskooppisella tasolla kasvit ja eläimet koostuivat soluista.

2 - Solut ovat kaikkien elävien olentojen perusyksiköitä

Tätä periaatetta myös postitti Schleiden ja Schwann, ja se on perusperiaate elävän olennon määrittelemisessä; Kaikki elävät esineet koostuvat soluista, olivatpa ne yksisoluisia tai monisoluisia.

3 - Solut voivat tulla vain olemassa olevista soluista, ei spontaanin muodostumisen kautta

Tämän periaatteen perusti Rudolph Virchow.

Myöhemmin toinen kirjailija, A. Weismann, lisäsi teoriaan seuraavan seurauksen:

- Solut, jotka tunnemme tänään ("modernit"), ovat peräisin pienestä "esivanhempien" solujen ryhmästä

Seuraus, joka voidaan todistaa kaikissa soluissa olevien joidenkin monimutkaisten proteiinien välillä löydettyjen samankaltaisuuksien avulla, sytokromi on yksi parhaimmista esimerkeistä näistä proteiineista, koska se on "säilynyt" rakenteessaan ja toiminnassaan sekä bakteereissa että kasveissa ja eläimissä.

Pääkirjailijat

Vaikka M. Schleiden, T. Schwann ja R. Virchow olivat päähenkilöitä soluteorian muotoilussa sellaisena kuin sen nykyisen tiedämme, monet olivat tutkijoita, jotka osallistuivat suoraan tai epäsuorasti sen lopulliseen perustamiseen.

Robert Hooke (1635-1702)

Robert Hooken muotokuva (Lähde: Gustav VH, Wikimedia Commonsin kautta)

Tämä hyveellinen englantilainen tiedemies ei vain keksinyt biologiaa, vaan kiinnosti myös fysiikkaa ja tähtitiedettä.

Vuonna 1665 hän esitteli Lontoon kuninkaalliselle yhdistykselle kirjansa "Mikrografia tai joitain fysiologisia kuvauksia miniatyyrilaisista keinoista suurennuslasin avulla" (englanniksi Micrographia tai Fysiologinen kuvaus miniatyyrilaisista keinoista suurennuslasilla).

Tässä kirjassa Hooke korostaa korkkilevylle tekemiään havaintoja, joissa hän tunnisti yksiköt, jotka olivat samanlaisia ​​kuin "solut", joita hän kutsui "soluiksi". Vain 30-kertaisella suurennuksella Hooke havaitsi saman kuvion muissa kasveissa ja joidenkin eläinten luissa, mikä viittaa siihen, että elävät kudokset koostuivat samoista "huokosista" tai "soluista".

Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723)

Antoni van Leeuwenhoekin muotokuva (Lähde: Jan Verkolje (1650-1693) Wikimedia Commonsin kautta)

Nykyään Robert Hooken kanssa hollantilainen A. Leeuwenhoek omistautui osan elämästään mikroskooppien valmistukseen ja näytteiden tarkkailuun niiden kautta. Hän oli ensimmäinen kirjailija, joka näytti eläviä soluja (Hooke näki vain kuolleita soluja joidenkin puiden kuoresta ja joidenkin eläinten luista).

Lisäksi hänen mikroskooppiensa suunnittelu antoi hänelle mahdollisuuden arvioida solurakenteita paljon yksityiskohtaisemmin ja johti hänet löytämään monia yksisoluisia organismeja, joita hän kutsui "eläinkennoiksi", joiden nykyään tiedetään olevan sekä yksisoluisia eläimiä että kasveja.

Vuonna 1674 Leeuwenhoek kuvasi ensin punasoluja ja siittiöitä omassa siemennesteessään.

Matthias Schleiden (1804-1881)

Matthias Schleidenin muotokuva (Lähde: Fæ, Wikimedia Commonsin kautta)

Tämä saksalainen tiedemies, kasvitieteen professori, oli "muotoillut" soluteorian havaintojensa perusteella kasvakudoksissa. Lisäksi hän oli todella kiinnostunut solujen alkuperästä, joten hän omistautui sen tutkimukselle kasvien kudosten alkioiden avulla.

Schleiden uskalsi ehdottaa, että solut kehittivät "de novo" pienten rakeiden massasta solujen sisällä, mikä muodosti "ytimen", jonka asteittaisesta kasvusta tuli uusi solu.

Theodor Schwann (1810-1882)

Theodor Schwannin muotokuva (Lähde: Fæ, Wikimedia Commonsin kautta)

Tämä saksalainen kirjailija vastasi soluteorian "yleistämisestä" kaikille eläville organismeille, mukaan lukien kasvit ja eläimet.

Schwann kuvasi nukleoituja soluja erilaisissa kudoksissa: notokordin ja ruston soluissa, rupikonna toukissa, maksassa, munuaisissa, haimassa, sylkirauhasissa ja sikojen alkioiden sidekudoksessa.

Hänen tuloksistaan ​​ilmoitettiin vuonna 1838 hänen julkaisussaan "Field Notes on Nature and Medicine". Tämä kirjoittaja antoi myös merkittävän panoksen neurotieteeseen, koska hän kuvasi ensimmäisenä hermosolujen prosesseja ympäröivän kalvopeitteen.

Robert Brown (1773-1858)

Tämä skotlantilainen kasvitieteilijä ja lääkäri oli ensimmäinen (vuonna 1831), joka tunnisti ytimen olennaisena osana eläviä soluja hänen mikroskooppisten havaintojensa ansiosta orkideanlehdillä. Brown oli se, joka loi termin "ydin" kuvaamaan "yksittäistä läpinäkymätöntä pyöreää areolaa" solujen keskellä.

Rudolf Virchow (1821-1902)

Rudolf Virchow'n muotokuva (Lähde: http://ihm.nlm.nih.gov/images/B25666 Wikimedia Commonsin kautta)

Tämä saksalainen lääkäri ja patologi sai tehtäväkseen julkaista kirjallisesti vuonna 1855 ajatuksen, että jokainen solu tulee jo olemassa olevasta solusta (omnis cellula e cellula), sulkeen pois mahdollisuuden spontaaniin syntymiseen.

Muutamaa vuotta aikaisemmin hän totesi, että "solu elämän yksinkertaisimpana ilmenemismuotona, joka kuitenkin edustaa ajatusta elämästä, on orgaaninen yhtenäisyys, jakamaton elävä olento".

Louis Pasteur (1822-1895)

Louis Pasteurin muotokuva (Lähde: Paul Nadar Wikimedia Commonsin kautta)

Juuri tämä ranskalainen mikrobiologi hylkäsi lopullisesti spontaanin sukupolven teorian 1850-luvulla tekemiensä kokeiden ansiosta, joissa hän osoitti, että yksisoluisten organismien lisääntyminen tapahtui jo olemassa olevista organismeista.

Vakaan vakaumuksensa johdosta hän suunnitteli kokeellisen menettelyn, jolla hän osoitti, että "lihalieme" voidaan steriloida keittämällä sitä "kaulakaula" -pullossa, joka kykenee "vangitsemaan" pölyhiukkaset ja muut epäpuhtaudet ennen kuin ne päästä astian pohjalle.

Pasteur osoitti, että jos liemi keitettiin ja sen jälkeen pullon kaula murtui ja se jätettiin alttiiksi ilmalle, se lopulta saastuttui, jolloin se sai sameaksi mikrobikontaminaation vuoksi.

On tärkeätä huomata, että muut kirjailijat, kuten Carl Benda (1857–1933) ja Camilo Golgi (1843–1926) (muun muassa), myöhemmin antoivat tärkeän panoksen eukaryoottisolujen sisäisen rakenteen selkeyttämiseen kuvaten niiden tärkeimpiä elimiä ja toimintoja..

Viitteet

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… ja Walter, P. (2013). Oleellinen solubiologia. Garland Science.
2. Mazzarello, P. (1999). Yhdistävä käsite: soluteorian historia. Nature Cell Biology, 1 (1), E13.
3. Nabors, MW (2004). Johdanto kasvitiedeen (nro 580 N117i). Pearson.
4. Ribatti, D. (2018). Historiallinen huomautus soluteoriasta. Kokeellinen solututkimus, 364 (1), 1-4.
5. Solomon, EP, Berg, LR, ja Martin, DW (2011). Biologia (9. edn). Brooks / Cole, Cengage-oppiminen: Yhdysvallat.
6. Villanueva, JR (1970). Elävä solu.
7. Willey, JM, Sherwood, L., ja Woolverton, CJ (2008). Prescottin, Harleyn ja Kleinin mikrobiologia. McGraw-Hill -yliopisto.