نظرية الخلية: التاريخ والمسلمات والمؤلفون - مادة الاحياء - 2025

و نظرية الخلية هي النظرية التي تقترح بأن يتم إجراء جميع الكائنات الحية مكونة من خلايا. تم اقتراحه من قبل ماتياس شلايدن وثيودور شوان ورودولف فيرشو بين عامي 1838 و 1859 ، ويعتبر نظرية أساسية لولادة بيولوجيا الخلية.

لقد تجاهل ظهور هذه النظرية بشكل قاطع المفهوم الأرسطي القائل بأن الحياة يمكن أن تنشأ عن طريق التوليد التلقائي من مادة خاملة أو غير حية ، وهي فكرة ظلت في العالم العلمي لقرون عديدة.

خلايا في نسيج حي لورقة نبات (المصدر: Des_Callaghan عبر ويكيميديا ​​كومنز)

اليوم ليس من الجنون الاعتقاد بأن الكائنات الحية مختلفة مثل الحيوانات والنباتات والبكتيريا ، على سبيل المثال ، تتكون من وحدات أساسية مكافئة مثل الخلايا ، ولكن منذ مئات السنين بدت هذه الأفكار بعيدة المنال بعض الشيء.

من خلال ملاحظة مجهرية بسيطة لأوراق النبات ، أو جلد البرمائيات ، أو شعر حيوان ثديي أو مستعمرة من البكتيريا ، يمكن التأكيد بسرعة على أنها تتكون جميعًا من وحدة أساسية لها نفس التنظيم والتركيب. ؛ الخلية.

الكائنات أحادية الخلية حقيقية النواة من أنواع مختلفة وخلايا الأنسجة الحيوانية المعقدة مثل الدماغ أو العضلات ، على سبيل المثال ، تختلف اختلافًا جذريًا في كل من التركيب والوظيفة ، ومع ذلك فجميعهم لديهم غشاء يحيط بهم ، وهو عصارة خلوية يضم نواة وعضيات لها قدرات وظيفية معينة.

خلية حقيقية النواة الحيوانية. المصدر: بقلم نيكول فالنتينا روميرو رويز ، من ويكيميديا ​​كومنز

على الرغم من أنه تم تأسيسها كنظرية من قبل ثلاثة مؤلفين رئيسيين ، إلا أن نظرية الخلية حدثت بفضل الكثير من المعرفة والملاحظات والمساهمات السابقة من مؤلفين مختلفين ، الذين قدموا قطع اللغز التي وضعها شلايدن وشوان وفيرشو معًا في وقت لاحق ، وسيصقلها آخرون لاحقًا.

خلفية وتاريخ نظرية الخلية

لم تكن صياغة نظرية الخلية من قبل شلايدن وشوان وفيرشو ممكنة لولا الاختراع السابق للميكروسكوب ، الذي حدث في منتصف القرن السابع عشر.

شارك شخصان مهمان في الملاحظات المجهرية الأولى للخلايا وفي تصنيع أول مجاهر بدائية: روبرت هوك ، في عام 1665 ، ولاحقًا ، أنتوني فان ليفينهوك.

ومع ذلك ، هناك تقارير عن ملاحظات أثناسيوس كيرشر الذي لاحظ ، في عام 1658 ، كائنات حية (بالإضافة إلى الديدان) تتشكل على الأنسجة المتحللة. في نفس الوقت تقريبًا ، وصف سواميردام الألماني "كريات" كروية في الدم وأدرك أن أجنة الضفادع تتكون أيضًا من "جسيمات" كروية.

روبرت هوك هو من صاغ مصطلح "خلية" لوصف الخلايا التي لاحظها عند النظر إلى ورقة من الفلين من خلال مجهر. بينما كرس Leeuwenhoek نفسه بشدة لتصنيع المجاهر والمراقبة المتكررة للعينات من أماكن مختلفة ، مؤكدا وجود الحياة الدقيقة.

يمكن اعتبار كل من Hooke و Leeuwenhoek "آباء" علم الأحياء الدقيقة ، حيث كانا أول من أبلغ عن وجود كائنات مجهرية في بيئات طبيعية مختلفة (المسطحات المائية ، وكشط الأوساخ من أطقم الأسنان ، والسائل المنوي ، وما إلى ذلك).

درس مؤلفان آخران في ذلك الوقت ، مارسيلو مالبيغي ونحميا غرو ، بعض الأنسجة النباتية بالتفصيل. تشير منشورات Malpighi (1671) و Grew إلى أن كلا المؤلفين حددا بنية الخلايا أثناء ملاحظاتهما ، لكنهما أشارا إليها باسم "الخلايا" أو "المسام" أو "الأكياس".

خلية نباتية حقيقية النواة

دحض النظريات حول التكاثر التلقائي

لعدة قرون ، اتخذ المجتمع العلمي موقفًا مفاده أن الحياة يمكن أن تتولد تلقائيًا من مادة غير حية (خاملة ، وليست حية) ، بناءً على "القوة الحيوية" أو "الإمكانات" لعناصر مثل الماء والأرض. لتوليد الحياة.

ومع ذلك ، تم دحض هذه الافتراضات من خلال التجارب التي أجراها الإيطالي Lazzaro Spallanzani ، الذي أظهر في عام 1767 أنه عند غلي الماء من البرك أو الآبار ، اختفت "القوة الحيوية" ، مما يعني أن ما كان موجودًا في الماء كان كائنات حية.

لذلك ، كانت أعماله رائدة في إثبات أن الحياة لا يمكن أن تنشأ إلا من حياة سابقة أو ، ما هو نفسه ، أن جميع الخلايا تأتي من خلايا أخرى وليس من مادة خاملة.

بعد حوالي قرن من عمل سبالانزاني ، وضع الفرنسي لويس باستور سابقة بتجاربه الخاصة ، حيث أظهر بشكل قاطع أن التوليد التلقائي لا مكان له في العالم العلمي.

مسلمات نظرية الخلية

أحد افتراضات نظرية الخلية هو أن الخلايا تأتي من خلايا موجودة بالفعل

على الرغم من أن نظرية الخلية قد صيغت بناءً على الملاحظات التي تم إجراؤها في الكائنات "الأعلى" ، إلا أنها صالحة لجميع الكائنات الحية ، حتى الكائنات أحادية الخلية مثل بعض الطفيليات والبكتيريا.

الافتراضات الرئيسية لنظرية الخلية هي ثلاثة:

1- كل الكائنات الحية تتكون من خلايا

اقترح عالم النبات M. Schleiden وعالم الحيوان T. Schwann هذا الافتراض ، قائلين أنه على المستوى المجهري ، كانت النباتات والحيوانات مكونة من خلايا.

2- الخلايا هي الوحدات الأساسية لجميع الكائنات الحية

هذا المبدأ افترضه أيضًا شلايدن وشوان وهو مبدأ أساسي لتعريف الكائن الحي ؛ تتكون جميع الكائنات الحية من خلايا ، سواء كانت أحادية الخلية أو متعددة الخلايا.

3- يمكن أن تأتي الخلايا فقط من خلايا موجودة مسبقًا وليس عن طريق التكاثر التلقائي

أسس هذا المبدأ رودولف فيرشو.

في وقت لاحق ، أضاف مؤلف آخر ، أ. وايزمان ، النتيجة الطبيعية التالية إلى النظرية:

- نشأت الخلايا التي نعرفها اليوم ("الحديثة") من مجموعة صغيرة من الخلايا "السلفية"

نتيجة طبيعية يمكن إثباتها بفضل أوجه التشابه الموجودة بين بعض البروتينات المعقدة الموجودة في جميع الخلايا ، ويعتبر السيتوكروم أحد أفضل الأمثلة على هذه البروتينات ، لأنه "محفوظ" من حيث التركيب والوظيفة في كل من البكتيريا و في النباتات والحيوانات.

المؤلفون الرئيسيون

على الرغم من أن M. Schleiden و T. Schwann و R.Virchow كانوا الأبطال الرئيسيين في صياغة نظرية الخلية كما نعرفها اليوم ، كان العديد من العلماء الذين شاركوا ، بشكل مباشر أو غير مباشر ، في تأسيسها النهائي.

روبرت هوك (1635-1702)

صورة روبرت هوك (المصدر: Gustav VH ، عبر ويكيميديا ​​كومنز)

لم يقم هذا العالم الإنجليزي الفاضل باكتشافات في مجال علم الأحياء فحسب ، بل كان مهتمًا أيضًا بالفيزياء وعلم الفلك.

في عام 1665 قدم إلى الجمعية الملكية في لندن كتابه بعنوان "التصوير الدقيق أو بعض الأوصاف الفسيولوجية للأجسام المصغرة من خلال عدسة مكبرة" (من الرسم الميكروي الإنجليزي أو بعض الأوصاف الفسيولوجية للأجسام المصغرة بواسطة العدسة المكبرة).

في هذا الكتاب ، يسلط هوك الضوء على الملاحظات التي قام بها على لوح من الفلين ، حيث حدد وحدات مشابهة لـ "الخلايا" التي أطلق عليها اسم "الخلايا". وبتكبير 30 ضعفًا فقط ، لاحظ هوك نفس النمط في النباتات الأخرى وفي عظام بعض الحيوانات ، مما يشير إلى أن الأنسجة الحية تتكون من نفس "المسام" أو "الخلايا".

أنتوني فان ليوينهوك (1632-1723)

صورة أنتوني فان ليوينهوك (المصدر: جان فيركولجي (1650-1693) عبر ويكيميديا ​​كومنز)

معاصر لروبرت هوك ، كرس الهولندي أ. ليوينهوك جزءًا من حياته لتصنيع المجاهر ومراقبة العينات من خلالها. كان أول مؤلف أظهر الخلايا الحية (رأى هوك الخلايا الميتة فقط من لحاء بعض الأشجار وعظام بعض الحيوانات).

بالإضافة إلى ذلك ، سمح له تصميم مجاهره بتقدير الهياكل الخلوية بمزيد من التفصيل ، وقاده إلى اكتشاف العديد من الكائنات وحيدة الخلية التي أطلق عليها اسم "حويصلات الحيوانات" ، والتي يُعرف اليوم بأنها حيوانات ونباتات وحيدة الخلية.

في عام 1674 ، وصف ليوينهوك لأول مرة خلايا الدم الحمراء والحيوانات المنوية في السائل المنوي الخاص به.

ماتياس شلايدن (1804-1881)

صورة لماتياس شلايدن (المصدر: Fæ ، عبر ويكيميديا ​​كومنز)

كان هذا العالم الألماني ، أستاذ علم النبات ، هو من "صاغ" نظرية الخلية بناءً على ملاحظاته في الأنسجة النباتية. بالإضافة إلى ذلك ، كان مهتمًا حقًا بأصل الخلايا ، لذلك كرس نفسه لدراستها باستخدام أجنة من الأنسجة النباتية.

تجرأ شلايدن على اقتراح أن الخلايا طورت "دي نوفو" من كتلة من الحبيبات الدقيقة داخل الخلايا ، والتي شكلت "نواة" أصبح نموها التدريجي خلية جديدة.

تيودور شوان (1810-1882)

صورة لثيودور شوان (المصدر: Fæ ، عبر ويكيميديا ​​كومنز)

كان هذا المؤلف الألماني مسؤولاً عن "تعميم" نظرية الخلية لجميع الكائنات الحية ، بما في ذلك النباتات والحيوانات.

وصف شوان الخلايا المنواة في الأنسجة المختلفة: في خلايا الحبل الظهري والغضاريف ، في يرقات الضفدع ، في الكبد والكلى والبنكرياس والغدد اللعابية والنسيج الضام لأجنة الخنازير.

تم الإبلاغ عن نتائجه في عام 1838 في "ملاحظات ميدانية على الطبيعة والطب". قدم هذا المؤلف أيضًا مساهمات مهمة في علم الأعصاب ، حيث كان أول من وصف الغطاء الغشائي الذي يحيط بعمليات الخلايا العصبية.

روبرت براون (1773-1858)

كان عالم النبات والطبيب هذا الاسكتلندي أول (في عام 1831) يتعرف على النواة كجزء أساسي من الخلايا الحية ، وذلك بفضل ملاحظاته المجهرية على أوراق السحلبية. كان براون هو من صاغ مصطلح "النواة" لوصف "الهالة الدائرية المفردة غير الشفافة" في مركز الخلايا.

رودولف فيرشو (1821-1902)

صورة لرودولف فيرشو (المصدر: http://ihm.nlm.nih.gov/images/B25666 عبر ويكيميديا ​​كومنز)

تم تكليف هذا الطبيب واختصاصي علم الأمراض الألماني بالنشر كتابيًا ، في عام 1855 ، فكرة أن كل خلية تأتي من خلية موجودة مسبقًا (omnis cellula e cellula) ، مما يستبعد إمكانية التولد التلقائي.

قبل بضع سنوات أعلن أن: "الخلية ، كأبسط شكل من مظاهر الحياة ، والتي مع ذلك تمثل فكرة الحياة ، هي الوحدة العضوية ، الكائن الحي غير القابل للتجزئة".

لويس باستور (1822-1895)

صورة لويس باستور (المصدر: بول نادار عبر ويكيميديا ​​كومنز)

كان عالم الأحياء المجهرية الفرنسي هذا هو الذي تجاهل بشكل قاطع نظرية التوليد التلقائي ، وذلك بفضل التجارب التي أجراها في خمسينيات القرن التاسع عشر ، والتي أظهر فيها أن تكاثر الكائنات الحية أحادية الخلية حدث من كائنات موجودة بالفعل.

قاده اقتناعه الراسخ إلى تصميم إجراء تجريبي أظهر من خلاله أن "مرق اللحم" يمكن تعقيمه عن طريق غليه في دورق "معقوف" ، قادرًا على "حبس" جزيئات الغبار والملوثات الأخرى قبل تصل إلى قاع الحاوية.

أوضح باستير أنه إذا تم غلي المرق ثم كسر عنق القارورة وتركها مكشوفًا للهواء ، فإنها تلوث في النهاية ، وتكتسب مظهرًا غائمًا بسبب التلوث الجرثومي.

من المهم تسليط الضوء على أن المؤلفين الآخرين مثل كارل بيندا (1857-1933) وكاميلو جولجي (1843-1926) (من بين آخرين) قدموا لاحقًا مساهمات مهمة فيما يتعلق بتوضيح الهيكل الداخلي للخلايا حقيقية النواة ، ووصف عضياتها الرئيسية ووظائفها..

المراجع

1. ألبرتس ، بي ، براي ، دي ، هوبكين ، كيه ، جونسون ، إيه دي ، لويس ، جيه ، راف ، إم ،… و والتر ، بي (2013). بيولوجيا الخلية الأساسية. علوم جارلاند.
2. مازاريلو ، ب. (1999). مفهوم موحد: تاريخ نظرية الخلية. بيولوجيا خلية الطبيعة، 1 (1) ، E13.
3. نابورز ، ميغاواط (2004). مقدمة في علم النبات (رقم 580 N117i). بيرسون.
4. ريباتي ، د. (2018). ملاحظة تاريخية حول نظرية الخلية. أبحاث الخلايا التجريبية ، 364 (1) ، 1-4.
5. سولومون ، إي بي ، بيرج ، إل آر ، ومارتن ، دي دبليو (2011). علم الأحياء (التاسع إدن). بروكس / كول ، Cengage Learning: USA.
6. فيلانويفا ، جونيور (1970). الخلية الحية.
7. Willey ، JM ، Sherwood ، L. ، & Woolverton ، CJ (2008). بريسكوت ، وهارلي ، وعلم الأحياء الدقيقة كلاين. ماكجرو هيل للتعليم العالي.