Відкриття та перші дослідження клітин

Клітину відкрив Роберт Гук — англійський фізик, який працював в Оксфордському університеті. Він удосконалив конструкцію мікроскопа й дослідив з його допомогою різні об’єкти, зокрема кору коркового дуба. Розглядаючи корок з допомогою мікроскопа, Гук побачив комірки (це були клітинні стінки), які нагадали йому монастирські келії, і назвав їх англійським словом cell («камера», «клітка», «клітина»). Свої дослідження він описав у статті 1665 р. Пізніше Гук спостерігав і описав клітини таких рослин, як бузина, кріп, морква тощо.

Наступний етап формування цитології як науки пов’язаний з голландцем Антоні ван Левенгуком (мал. 9.1), який працював наприкінці XVII — на початку XVIII ст. Він відкрив одноклітинні організми (першим побачив найпростіших), еритроцити, сперматозоїди та інші клітини.

Роберт Гук (1635-1703)

Антоні ван Левенгук (1632-1723)

Мал. 9.1. Перші дослідники клітин

Маттіас Шлейден (1804-1881)

Теодор Шванн (1810-1882)

Мал. 9.2. Автори клітинної теорії

Клітинна теорія та виникнення цитології

Протягом XVIII ст. суттєвих зрушень у науці щодо дослідження клітин не відбувалося через недосконалу конструкцію мікроскопів.

А от у XIX ст. ці прилади значно модернізували і до того ж винайшли методики забарвлення клітин. Це спричинило появу цілої низки відкриттів.

1827 року Карл Бер відкрив яйцеклітину ссавців. 1831 року Роберт Броун описав ядра рослинних клітин. У той самий період Маттіас Шлейден довів, що всі рослини складаються з клітин. І нарешті, 1839 року Теодор Шванн (мал. 9.2), порівнюючи клітини рослин і тварин і спираючись на висновки Шлейдена, сформулював клітинну теорію.

Основними положеннями цієї клітинної теорії були такі:

— Усі організми складаються з клітин або різними способами утворені з них.

— Клітина є найменшою одиницею живого, а цілий організм є сукупністю клітин.

— Ріст і розвиток рослин і тварин пов’язані з утворенням клітин.

1859 року Рудольф Вірхов довів, що клітини виникають лише з клітин-попередників. Це все зумовило виникнення наприкінці XIX ст. окремої науки про клітини — цитології.

У XX столітті розвиток цитології тривав. Цьому сприяла поява нових методів досліджень — спочатку електронної мікроскопії, а потім центрифугування й методів молекулярної біології.

Методи дослідження клітин

Методи дослідження клітин є тими самими, що й для інших біологічних систем. Через невеликі розміри самих клітин відрізняються тільки деякі особливості їх застосування.

Основні методи сучасної цитології:

— мікроскопія;

— забарвлення клітин;

— мікротомування:

— центрифугування;

— метод мічених атомів.

Мал. 9.3. Мікроскопи

Метод мікроскопії полягає в тому, що клітини або їхні компоненти розглядають у збільшеному вигляді за допомогою спеціальних приладів — мікроскопів. Існує два основні типи мікроскопії — оптична й електронна (мал. 9.3). В оптичній мікроскопії для розглядання структур клітини використовують промені світла, а в електронній — пучки електронів.

Існує кілька видів оптичних мікроскопів (фазово-контрастний, люмінесцентний тощо) і два види електронних мікроскопів (просвічувальний і сканувальний).

Під час використання методу забарвлення клітини обробляють певними речовинами — барвниками. Ці речовини реагують тільки з деякими структурами клітин і забарвлюють їх. Відтак ці структури набагато легше бачити й вивчати.

Метод мікротомування полягає в тому, що через клітини роблять дуже тоненькі зрізи й потім вивчають їх за допомогою мікроскопа.

Під час центрифугування клітини спочатку руйнують, а потім поміщають у пробірки зі спеціальним розчином і крутять на центрифугах (мал. 9.4). Під дією відцентрової сили компоненти клітини концентруються в різних місцях пробірки. Після цього їх можна вивчати окремо одне від одного.

Метод мічених атомів передбачає введення в живі клітини радіоактивних ізотопів певних атомів. Переміщення цих атомів у клітині можна спостерігати за допомогою спеціальних приладів. Таким чином відстежують перебіг біохімічних реакцій.

Мал. 9.4. Прилади для дослідження клітин

Методи дослідження клітин

Клітини живих організмів було відкрито в XVII ст. У XIX ст. Маттіас Шлейден і Теодор Шванн сформулювали клітинну теорію. Вивченням клітин займається окрема наука — цитологія. Основними методами вивчення клітин є мікроскопія (оптична й електронна), забарвлення клітин, мікротомування, центрифугування та метод мічених атомів.