Открытие и изучение клеток тесно связаны с изобретением и усовершенствованием микроскопа, а также с разработкой методики подготовки объекта для микроскопического исследования.

Изготовление первого микроскопа относится к концу XVI (Галилей) или к началу XVII в. (Ганс и Захарий Янсены).

Однако после изобретения микроскопа прошло более полустолетия, прежде чем этот прибор стал применяться для решения научных задач.

Первые дошедшие до нас микроскопические исследования организмов были выполнены в 1665 г. и принадлежат английскому физику Роберту Гуку, который впервые установил клеточное строение пробки и ряда других растительных объектов. Он видел в клетке лишь одни оболочки, отсюда и термин «клетка», предложенный им.

Исследования Гука возбудили интерес ученых того времени к микроскопу и открытому при его помощи невидимому миру.

Среди ученых XVII в. надо упомянуть итальянца Марчелло Мальпиги, имя которого и в настоящее время носят некоторые анатомические и гистологические структуры (мальпигиев слой эпидермиса, мальпигиевы трубочки —органы выделения насекомых). Выдающимися микроскопистами XVII в. были также англичанин Неемия Грю и голландец  Антон Левенгук. Левенгук открыл целый новый мир микроскопических организмов: бактерии, грибки, инфузории и т. д. Он обнаружил также некоторые специализированные животные клетки, как, например, эритроциты, живчики.

Приблизительно в это же время первые сведения о микроскопе проникли в Россию. В 70-е годы XVII в. была переведена на русский язык и размножена в списках «Селенография», или описание луны Иоанна Гевелия. В этом трактате, наряду с другими сведениями, содержится описание микроскопа.

Первым или одним из первых русских, заглянувших в микроскоп, был Петр I. В 1698 г., во время пребывания Петра I в Дельфте, его посетил на корабле Левенгук. Последний показывал под микроскопом движение крови в капиллярах и ряд других объектов. В петровской кунсткамере насчитывалось несколько наиболее совершенных по тому времени, микроскопов.

Вскоре, в начале XVIII в., русские мастера начинают изготовлять первые микроскопы. Особую славу искусных оптиков приобрел род Беляевых. Производство микроскопов в России приняло такой размах, что они стали поступать в продажу.

В первой половине XVIII в. в России было выполнено уже несколько микроскопических исследований. Однако широкое использование для научной работы микроскоп получает лишь в руках Ломоносова, который применил метод микроскопирования в своих химических работах.

В конце XVIII в. Россия становится во главе движения за дальнейшее усовершенствование микроскопа. Такое важнейшее нововведение как расчет ахроматического микроскопа, т. е. прибора, у которого устранена хроматическая аберрация, связано с именем петербургского академика Эйлера. Первый такой микроскоп был изготовлен знаменитым русским механиком И. П. Кулибиным.

Во второй половине XVIII в. русские ученые совершают при помощи микроскопа ряд выдающихся открытий. Здесь нельзя не вспомнить М. М. Тереховского (1775), изучавшего развитие простейших, и А. М. Шумлянского, который в 1782 г. опубликовал свою замечательную диссертацию о строении почек. Шумлянский сделал ряд интереснейших открытий, более чем на полвека опередив в этой области западноевропейскую науку. К сожалению, эти и другие выдающиеся ученые в условиях екатерининской России не нашли почвы для продолжения своих исследований. Позднее самодержавие также отдавало предпочтение иностранцам.

В подготовке и формировании клеточной теории исключительную роль сыграли представители нашей отечественной науки. Здесь следует упомянуть прежде всего три имени.

Петербургский академик К. Ф. Вольф в мемуарах Академии наук опубликовал свой знаменитый труд о развитии кишечника зародыша цыпленка. В нем он нанес удар по теории преформации, согласно которой будущий организм в миниатюрном виде содержится в яйце или живчике и в дальнейшем он лишь растет, развертывает свои органы, наподобие того, как бутон, распускаясь, превращается в цветок. Вольф внес принцип развития в эмбриологию, т. е. науку о зародышевой жизни, и подготовил путь для утверждения, что «наследственной основой является клетка, которая развивается, превращается в организм» (Лысенко). В своей диссертации «Теория зарождения» (1759) Вольф первый указал на общность микроструктур животных и растений. Эту общность он видел и в общности развития этих микроструктур — «зернышек», «пузырьков».

В 1826 г. К. М. Бэр открывает яйцо млекопитающего, кладя тем второй краеугольный камень в фундамент клеточной теории.

Наконец, в 1834 г. П. Ф. Горянинов уже четко формулирует основы этой теории. Он утверждает, что главным признаком, отличающим живые существа от неживой природы, является их клеточное строение. Все организмы, по Горянинову, состоят из клеток и возникают из клеток.

Много сделали для создания клеточной теории чешский естествоиспытатель Ян Пуркинье, а также Шлейден и Шванн. Последнему обычно и приписывалась роль творца клеточной теории. В действительности, она была подготовлена трудами ряда ученых, в том числе и наших соотечественников.

Шванну принадлежит теория цито генеза, согласно которой новые клетки возникают из бесструктурной массы.

Клеточная теория подводила прочный фундамент под назревшее представление об общности происхождения всех организмов. Она подготовляла умы к восприятию дарвиновской теории эволюции органического мира.

Наряду с этим, клеточная теория возбудила огромный интерес к изучению отдельной клетки, ее строения, функции, развития, диференнировки, что направило развитие биологических наук по новому пути.

Первоначальные правильные, но наивные положения клеточной теории были впоследствии извращены немецким патологоанатомом Вирховым, развившим метафизическую и идеалистическую концепцию клеточного государства. В «Целлюлярной патологии» он утверждал, что всякое нарушение функции организма, всякое болезненное явление связано с нарушением нормальной жизнедеятельности клеток этого организма, обусловлено патологическими изменениями клеток.

Единый организм был метафизически расчленен Вирховым на самостоятельные части, — возникло представление об организме как сумме отдельных единиц — клеток. Целостность организма отрицалась. Вирхов считал, что возникновение патологических явлений противоречит целостности организма.

Это обстоятельство и привело к пониманию организма как «государства клеток», — пониманию, которое механистически приравнивало друг к другу совершенно различные категории: организм — категория биологическая — приравнивалась к государству — категории социальной. Это учение соответствовало идеологии реакционного крыла буржуазных ученых — биологов.

«Организм не является ни простым, ни составным, как бы он ни был сложен, — говорит Энгельс. — Механическое соединение костей, крови, хрящей, мускулов, тканей и т. д... не составляет еще животного» .. При современной технике мы можем культивировать разные ткани организма в искусственной культуре, однако мы не создадим, не сложим из этих тканей того сложного единства, которое нам известно под понятием «организм».

Организм — не механическая сумма клеток. Находясь в непрерывном взаимодействии друг с другом, клетки, ткани, органы являют собой новое качество, составляют новое единство. Одним из проявлений этого служит тот факт, что при наличии в настоящее время хорошо разработанной методики культуры тканей тем не менее не удается культивировать отдельные изолированные клетки Уже из этого ясно, что отдельная клетка является качественно иной, чем ткань, которая развивается из клеток.

Представление о клетке как о самостоятельной единице было распространено и на свободно живущие низшие организмы, которые стали приравнивать к клетке многоклеточного организма, стали рассматривать как свободно живущие клетки. Такое сопоставление вполне согласовалось с механистическим пониманием организма как суммы клеток и привело еще к одной модификации этого понимания — к трактовке высшего организма как колонии равноценных и самостоятельных протестов (простейших).

Метафизическая вирховианская трактовка организма привела в дальнейшем к новым идеалистическим извращениям, которые выразились не только в учении о «государстве клеток», но и в ложном в самом корне понимании явлений наследственности.

Вирховское учение «клетка от клетки» создавало представление о неизменном повторении и повлекло за собой в дальнейшем учение «ядро от ядра», «хромосома от хромосомы» и т. д., что исключало возможность развития, влекло за собой представление о повторении неизменного и в передаче наследственных свойств.

Представители передовой научной мысли в нашей стране, в первую очередь такие выдающиеся ученые, как С. П. Боткин, И. М. Сеченов, И. П. Павлов, вели непримиримую борьбу против глубоко вредных вир- ховианских концепций. Они подчеркивали целостность, единство организма, которое обусловливается прежде всего нервной системой. Принцип нервизма, т. е. учение о ведущей роли нервной системы, был противопоставлен ими теории «клеточного государства».

Сокрушительный удар по вейсманистским и вирховианским концепциям в учении о клетке был нанесен работами О. Б. Лепешинской, которая в результате многолетних исследований доказала, что новые клетки могут происходить не только путем деления существующих клеток, но и из живого вещества, не имеющего клеточного строения. Еще Энгельс указывал на то, что «лишь путем наблюдения можно выяснить, каким образом совершается процесс развития от простого пластического белка к клетке и, следовательно, к организации».

Развитие клеток из живого вещества было изучено Лепешинской на ряде объектов. Применяя современные методы исследования: наблюдение живого в сочетании с микрокиносъемкой, культивирование вне организма, методы выявления нуклеопротеидов и т. д., Лепешинская исследовала все стадии развития желточных шаров яиц рыб, рептилий и птиц до образования клеток. Содержащиеся в желточных шарах в диффузном состоянии нуклеопротеиды обособлялись в клеточное ядро. Образовавшиеся клетки были способны делиться кариокинетическим путем и шли на построение тела зародыша.

Эти данные способствуют изучению процессов образования различных тканей в процессе развития организма и появления качественно новых клеток при видообразовании.

Далее, Лепешинская проследила новообразование клеток из живого вещества, выделенного из тела таких низкоорганизованных животных, как гидра. Гидры растирались в ступке, затем получившаяся кашица, разбавленная водой, центрифугировалась. В капельке, взятой из верхних слоев центрифугата, не содержащих клеток, под микроскопом удавалось наблюдать формирование клеток заново.

Исследования Лепешинской разбивают вирховианский принцип: «всякая клетка из клетки», вместе с тем они доказывают, что жизнь не обязательно связана с клеткой. Живыми являются и межклеточные вещества, а также неклеточные и доклеточные формы.

К внеклеточным формам живого могут быть отнесены инфузории. Длинный путь эволюции привел современных инфузорий к значительным качественным изменениям, отличающим их, с одной стороны, от первобытной клетки, с другой — в еще большей мере — от клеток — частей тела высших организмов, с которыми они и морфологически не сравнимы. Инфузории развивались по совсем особому пути — по пути неклеточного строения.

Из ныне живущих организмов мы можем отметить и в растительном мире примеры развития высокодиференцированного тела, достигающего подчас значительных размеров и не имеющего клеточного строения,, несмотря на присутствие многочисленных ядер.

Из водорослей сюда относятся сифонниковые (рис.), из грибов — низшие грибы, например, мукор (часто встречающийся плесневой гриб). Эти неклеточные организмы в настоящее время часто неправильно называют «одноклеточными», несмотря на то, что их тело достигает крупных размеров и сложного расчленения, сходного с другими родственными растениями, имеющими клеточное строение.

К доклеточным формам живого относятся вирусы и бактериофаги. Вирусы, субмикроскопические возбудители различных заболеваний человека, животных и растений, были открыты в 1892 г. Д. И. Ивановским, который на примере возбудителя мозаичной болезни табака доказал возможность перехода вируса в кристаллическое строение. Бактериофагов, т. е. невидимых пожирателей микробов, впервые обнаружил Н. Ф. Гамалея в 1899 г. Советские ученые М. Д. Утенков, В. В. Сукнев, Г. М. Бошьян показали возможность перехода бактериальных клеток в вирусную форму и обратное превращение вирусов в клеточные формы бактерий.

Таким образом, по-новому ставится вопрос о границах делимости живого. Низшей границей жизни является не клетка, а более просто организованные тела, которые, слагаясь между собой, формируют клетку.

Бошьян, далее, показал, что при соответствующих условиях как вирусы, так и микробы могут переходить в кристаллическое состояние.

Исследования неклеточных форм жизни и происхождения клеток представляют выдающийся интерес для различных отраслей биологии и медицины. Дальнейшее изучение этих вопросов является одной из увлекательных задач современной науки.
 

Практические занятия медицинские биологические препараты для профилактики и лечения инфекционных заболеваний Занятие 1-е. Вакцины и анатоксины. Вопросы для обсуждения. 1. Искусственный иммунитет, активный и пассивный. 2. Препараты для создания искусственного активного иммунитета: вакцины и анатоксины. 3. Виды вакцин: живые, убитые и химические. 4. Способы приготовления вакцин. 5. Анатоксины нативные и очищенные, их получение и титрован... Читать далее...