Основы цитологии

ЦИТОЛОГИЯ

(от цито . и .логия), наука о клетке. Ц. изучает клетки много­клеточных животных, растений, ядерно-цитоплазматич. комплексы, не расчле­нённые на клетки (симпласты, синцитии и плазмодии), одноклеточные животные и растит, организмы, а также бактерии. Ц. занимает центральное положение в ряду биологич. дисциплин, т. к. кле­точные структуры лежат в основе строе­ния, функционирования и индивидуаль­ного развития всех живых существ, и, кроме того, она является составной частью гистологии животных, анатомии растений, протистологии и бактериологии.

Развитие цитологии до начала 20 в.

Прогресс Ц. связан с развитием методов исследования клеток. Клеточное строение впервые было обнаружено англ. учёным Р. Гуком в ряде растит, тканей в 1665 благодаря использованию микроскопа. До кон. 17 в. появились работы микропистов М. Мальпиш (Италия), Грю (Великобритания), А. Левенгука (Нидерланды) и др., показавшие, что ткани мн. растит, объектов построены из ячеек, или клеток. Левепгук, кроме того, впервые описал эритроциты (1674), одноклеточные организмы (1675, 1681), сперматозоиды позвоночных животных (1677), бактерии (1683). Исследователи 17 в., положившие начало микроскопич. изучению организмов, в клетке видели лишь оболочку, заключающую в себе полость.

В 18 в. конструкция микроскопа была несколько улучшена, гл. обр. за счёт усовершенствования механич. частей и осветит, приспособлений. Техника иссле­дования оставалась примитивной; изуча­лись в основном сухие препараты.

В первые десятилетия 19 в. представ­ления о роли клеток в строении организ­мов значительно расширились. Благо­даря трудам нем. учёных Г. Линка, Я. Мольдсйхавера, Ф. Мейена, X. Мо­ля, франц. учёных П. Мирбеля, П. Тюрпена и др. в ботанике утвердился взгляд на клетки как на структурные единицы. Было обнаружено превращение клеток в проводящие элементы растений. Стали известны низшие одноклеточные расте­ния. На клетки начали смотреть как на индивидуумы, обладающие жизненными свойствами. В 1835 Моль впервые наблю­дал деление растит, клеток. Исследова­ния франц. учёных А. Мильн-Эдвардса, А. Дютроше, Ф. Распая, чеш. учёного Я. Пуркине и др. к сер. 30-х гг. дали боль­шой материал по микроскопич. структу­рам животных тканей. Мн. исследова­тели наблюдали клеточное строение раз­личных органов животных, а нек-рые проводили аналогию между элементар­ными структурами животных и растит. организмов, подготовляя тем самым поч­ву для создания общебиологич. клеточ­ной теории. В 1831—33 англ. ботаник Р. Броун описал ядро как составную часть клетки. Это открытие привлекло внимание исследователей к содержимому клетки и дало критерий для сопоставле­ния животных и растит, клеток, что и сделал, в частности, Я. Пуркине (1837). Нем. учёный Т. Шванн, опираясь на тео­рию развития клеток нем. ботаника М. Шлейдена, где особое значение при­давалось ядру, сформулировал общую клеточную теорию строения и развития животных и растений (1838—39). Вскоре клеточная теория была распространена и на простейших (нем. учёный К. Зибольд, 1845—48). Создание клеточной теории явилось сильнейшим стимулом к изучению клетки как основы всего живого. Большое значение имело введение в микроскопию иммерсионных объективов (водная иммерсия, 1850. масляная. 1878), конденсора Э. Аббе (1873) и апохроматов (1886). В сер. 19 в. начали применяться различные методы фиксации и окраски тканей. Для изготовления срезов были разработаны /методы заливки кусочков ткани. Вначале срезы изготовлялись с по­мощью ручной бритвы, а в 70-х гг. для этого использовались особые приборы — микротомы. В ходе развития клеточ­ной теории постепенно выяснилась ве­дущая роль содержимого клетки, а не её оболочки. Представление об общности

содержимого различных клеток нашло своё выражение в распространении при­менённого к нему Молем (1844, 1846) термина “протоплазма”, введённого Пур­кине (1839). Вопреки взглядам Шлейдена и Шванна на возникновение клеток из бесструктурного неклеточного вещества— цитобластемы, с 40-х гг. 19 в. начинает укрепляться убеждение, что умножение числа клеток происходит путём их деле­ния (нем. учёные К. Негелн, Р. Келлп-кер и Р. Ремак). Дальнейшим толчком к развитию Ц. послужило учение нем. патолога Р. Вирхова о “целлюлярной патологии” (1858). Вирхов рассматривал животный организм как совокупность клеток, каждая из к-рых обладает всеми свойствами жизни; он выдвинул прин­цип «omnis cellula e cellula» [каждая клетка (происходит только) из клетки]. Выступая против гуморальной теории патологии, к-рая сводила болезни орга­низмов к порче организменных соков (крови и тканевой жидкости), Вирхов доказывал, что в основе всякого заболе­вания лежит нарушение жизнедеятельно­сти тех или иных клеток организма. Уче­ние Вирхова заставило патологов занять­ся изучением клеток. К сер. 19 а. “оболочечный” период в изучении клетки закан­чивается, и в 1861 работой нем. учёного М. Шульце утверждается взгляд на клет­ку как на <комок протоплазмы с лежащим внутри него ядром» В том же году авст­рийский физиолог Э. Брюкке, считавший клетку элементарным организмом, пока­зал сложность строения протоплазмы. В последней четв. 19 в. был обнаружен ряд постоянных составных частей прото­плазмы — органоидов: центросомы (1876, белы. учёный Э. ван Бенеден), митохонд-рпн (1897—98, нем. учёный К- Бенда, у животных; 1904, нем. учёный Ф. Ме-вес, у растений), сетчатый аппарат, или комплекс Гольджи (1898, итал. учёный К. Гольджи). Швейц. учёный Ф. Мишер (1868) установил в ядрах клеток наличие нуклеиновой к-ты. Открыто кариокинетич. деление клеток (см. Митоз) у расте­ний (1875, Э. Страсбурге), затем у животных (1878, рус. учёный П. И. Перемежко; 1882, нем, учёный В. Флемминг). Создана теория индивидуальности хро­мосом и установлено правило постоян­ства их числа (1885, австр. учёный К. Рабль; 1887, нем. учёный Т. Боверп). Открыто явление редукции числа хромо­сом при развитии половых клеток; уста­новлено, что оплодотворение состоит в слиянии ядра яйцевой клетки с ядром сперматозоида (1875, нем. зоолог О. Гертвиг, у животных; 1880—83, рус. ботаник И. Н. Горожанкин. у растений). В 1898 рус. цитолог С. Г. Навашин обнаружил у покрытосеменных растений двойное оплодотворение, заключающееся в том, что, помимо соединения ядра спермия с ядром яйцеклетки, ядро второго спер­мия соединяется с ядром клетки, дающей эндосперм. При размножении растений обнаружено чередование диплоидных (бесполых) и гаплоидных (половых) по­колений.