СУЧАСНА КЛІТИННА ТЕОРІЯ
Розділ 3 Клітинний рівнь організації живої природи
Тема 6. Структура клітинного рівня: біомолекули та органели клітин
§ 33. СУЧАСНА КЛІТИННА ТЕОРІЯ
Терміни та поняття: теорія клітинної будови організму, закон Вірхова, принцип спільності походження всього живого.
Клітин на теорія – це узагальненні уявлення про будову клітин як одиниць живого, про їх розмноження та роль у формуванні багатоклітинних організмів.
Виникненню та формулюванню окремих положень клітинної теорії передував досить тривалий (біля трьохсот років) період
Прогрес у вивченні мікроанатомії та клітини пов’язаний із розвитком мікроскопії у XIX столітті. До цього часу змінилися уявлення про будову клітин: головним в організації клітини почала вважатися не клітинна стінка, а саме її вміст. Усі ці спостереження дозволили Т. Шванну у 1838 році зробити ряд узагальнень. Він показав, що клітини рослин і тварин подібні за будовою (гомологічні). Майже 200 років положення, сформульоване Т. Шванном, залишається ключовим у клітинній теорії та од ним з основоположних принципів науки про живе. Виходячи з теорії клітинної будови організмів, можна стверджувати, що життя і його відтворення поза клітиною неможливі і всі організми, які живуть на Землі, складаються з клітин. Це стосується як мікроскопічних одноклітинних організмів, так і гігантів світу тварин і рослин, тіло яких побудоване з трильйонів клітин.
Подальший розвиток ці уявлення отримали в роботах Р. Вірхова.
Клітина від клітини. “Будь-яка клітина – від клітини” (Omnis cellula e cellula) – цей афоризм пов’язаний з ім’ям видатного вченого Р. Вірхова.
На сьогодні сформульоване Р. Вірховим означення можно вважати біологічним законом.
Розмноження клітин прокаріотичних та еукаріотичних відбувається лише шляхом ділення вихідної клітини, якому передує відтворення її генетичного матеріалу.
Одноклітинні організми розмножуються лише поділом материнської клітини. Головним способом розмноження багатоклітинних організмів є статеве розмноження, яке здійснюється за допомогою спеціальних статевих клітин. Крім того, рослини і гриби утворюють спори – клітини, що слугують для розмноження. (Пригадайте, чим відрізняється спора від статевих клітин.) Саме тому більшість багатоклітинних істот, що складаються з мільярдів клітин, беруть початок від окремих клітин, або двох клітин, що злилися.
Усупереч тому, що принцип “кожна клітина – з клітини”, сформульований у період зародження сучасної біології, був визнаний більшістю вчених того часу, неодноразово робилися спроби переглянути його. Адже протягом майже ста років (аж до 50-х років XX ст.) ще з’являлися псевдонаукові теорії, які пояснювали виникнення клітин з якоїсь “живої речовини”.
Спільность походження всього живого. Клітини, незалежно від їх будови і функцій, складаються з однакових хімічних елементів; най важливішою речовиною живих клітин є вода, а найпоширенішими йонами – K+ і Na+. Основна будівельна і функціональна речовина всіх без винятку клітин – білок; джерело енергії – жири і вуглеводи, а носій спадкової інформації – ДНК.
Основою єдиного плану будови клітин є їх трикомпонентність. Це означає, що всі клітини еукаріотичних організмів (рослин, грибів і тварин) неодмінно мають ядро, зовнішню мембрану і цитоплазму.
У всіх клітинах, попри відмінності в їх будові і функціональному призначенні, відбуваються подібні ключові метаболічні процеси: окиснення жирів і вуглеводів, синтез білків, PHK і ДНК.
Клітини всіх організмів мають хромосоми, у яких містяться одиниці спадковості – гени. У генах “записано” план розвитку і будови організмів, колір волосків, лусок і пір’їн і навіть інстинктивні реакції тварин, форму листка і колір пелюсток квітки рослин. В еукаріотів генетичний апарат розташований у ядрі. У най примітивніших – прокаріотичних організмів – немає ядра як відокремленої структури, хоча в цитоплазмі є чітко визначене місце, що називається ядерною ділянкою. Тут, як і в ядрі еукаріотів, міститься ДНК.
Сучасна клітинна теорія. Створення клітинної теорії стало найважливішою подією в біології, одним із рішучих доказів єдності всієї живої природи. Клітинна теорія мала значний і вирішальний вплив на розвиток біології, слугувала головним фундаментом для розвитку таких дисциплін, як ембріологія, гістологія та фізіологія. Вона дала основу для розуміння життя, для пояснення родинних взаємозв’язків організмів, для розуміння механізму індивідуального розвитку.
Положення класичної клітинної теорії.
1. Усі живі організми побудовані з однієї або більшої кількості клітин.
2. Клітина – це основна одиниця життя.
3. Кожна клітина виникає із клітини.
4. Клітина одиниця структури функціонування й організації живих істот.
5. Клітина існує як самостійна структура і разом з тим є частиною всього організму.
Клітинна теорія, яка відповідає сучасному рівню знань в біології, за багатьма положеннями кардинально відрізняється від уявлень про клітину не лише початку XIX століття, коли Т. Шванн сформулював її перше твердження, але й навіть середини ХХ століття. У наш час це – система наукових поглядів, що набула вигляду теорій, законів і принципів.
Основні положення клітинної теорії зберегли своє значення і до сьогодні, хоча більш ніж за сто п’ятдесят років було отримано нові відомості про структуру, життєдіяльність та розвиток клітин.
Сучасне трактування клітинної теорії
1. Клітина – елементарна одиниця живого: поза клітиною життя не існує.
2. Клітина – єдина система, що складається із багатьох взаємопов’язаних елементів, які являють собою певне цілісне утворення, що складається із функціональних одиниць – органел.
3. Клітини подібні – гомологічні – за будовою та за основними характеристиками.
4. Кожна клітина походить від клітини: кількість клітин збільшується шляхом їх поділу.
5. Багатоклітинний організм являє собою складний ансамбль з багатьох клітин, які об’єднані в тканини і органи, що пов’язані між собою й підпорядковані нервовій і гуморальній регуляції.
6. Клітини багатоклітинних організмів рівнозначні за генетичною інформацією, але відрізняються од на від одної різними функціями різних генів, що приводить до їх морфологічного та функціонального різноманіття. Клітинна теорія, можливо, є найважливішим узагальненням сучасної біології і являє собою систему принципів і положень. Вона є науковим підгрунтям для багатьох біологічних дисциплін, що вивчають питання будови й життєдіяльності живих істот. Клітинна теорія розкриває механізми росту, розвитку й розмноження організмів.
