14. Кто СОЗДАЛ КЛЕТКУ? —

14. Кто СОЗДАЛ КЛЕТКУ? —: Ученые много и успешно работают в этой области, — опять ответил

14. Кто СОЗДАЛ КЛЕТКУ? —
Ученые много и успешно работают в этой области, — опять ответил Матюхин привычной фразой. — Биология шагнула далеко вперед: давно уже выяснено строение зародышевой клетки, ее состав и способ деления. Это очень сложный процесс… —

Так это ты о готовой клетке говоришь, — прервал его Демьян Лукич, — а я тебя спрашиваю: может ли человек создать клетку заново? —

Попытки в этой области пока ни к чему не привели, — признал Матюхин. — Один ученый даже заявил, что создать 36 клетку так же трудно, как живую лошадь. Однако ученым удалось получить искусственным образом белок, основное органическое вещество. Это очень важное открытие… —

Но я думаю, этому белку до живой клетки, как земле до неба, — опять перебил Матюхина Демьян Лукич.

— Читал я, что есть лаборатория, ученые в ней трудятся, чтобы создать клетку из химических элементов, и, если им удастся, будет событие мирового значения…

Да вот видишь, не удается! Легко сварить кашу, когда под рукой крупа и вода — ты попробуй из ничего ее сварить. А тут под рукой все продукты, все есть, да каша-то не получается… —

И все-таки наука достигла многого, — никак не хотел сдаваться Матюхин. — Сейчас, к примеру, целые институты работают над созданием ис- кусственных продуктов. Слыхали, может, что есть уже искусственная черная икра? —

Слыхали! — отмахнулся Демьян Лукич. — Так эту икру можно еще на хлеб намазать с горем пополам, а рыбка, скажи, из нее выведется? —

Нет, конечно, — улыбнулся Матюхин. —

Можно сделать и зерно искусственное, намолоть и испечь хлеб, но кинь такое зерно в землю — оно не прорастет. Почему? Потому, что в нем нет жизни. Мертвое оно. А жизнь всему дает только Бог!

Матюхин молчал. Ему уже не хотелось говорить, что природа создает клетку, он уже сам не верил в эту из пальца высосанную теорию… И все- таки, кто создал клетку? Кто создал этот мир? Ведь он, Матюхин, уже признал: Разумная, Творящая Сила существует, без нее мир и все в нем не могло появиться. Снова сказать об этом? Но ему еще трудно было перестроиться, трудно мыслить по-новому. —

Можно сделать искусственное сердце, — горячо говорил Демьян Лукич, но любви в нем не будет, ее никто никогда не сделает. Может, создадут даже искусственный мозг, но он не будет мыслить.

Получится только мертвая бездушная материя. А живой, мыслящей она может стать только силою Духа Божия. — Демьян Лукич помолчал, потом добавил с усмешкой: — У вас с вашей химией и люди стали какие-то синтетические.

Сухие, будто сухари.

Матюхин ухмыльнулся. Видно было, что в душе его борются противоречивые чувства. «Да, — думал он, — 20-й век — это век атома, радиоэлектроники, радиоактивной техники, биохимии…

Но может ли наука соревноваться с Тем, Кто создал этот мир? Наука не создала даже атома, а Он сотворил многие миллионы галактик… Наука бессильна изменить чередование дня и ночи, времен года, она не может вырастить без семени ни одного растения. И…

да, этот старик прав, ей никогда не создать ни пчелки, ни птицы!» —

Вот так-то, — проговорил Демьян Лукич. — д теперь скажи, ведь ты так и не ответил: кто создал первую клетку? —

Утверждают, что она возникла сама собой и сама себя строит, — нехотя произнес Матюхин. —

Да как же это так? — изумился Демьян Лукич. — Как она могла себя строить, когда ее еще не было на свете?! Ты что-то странное говоришь, милый мой! Это ведь все равно, что я сам себя родил: вставил себе сердце, легкие, желудок, достал где-то кровь и пустил по жилам, потом голову себе приставил, руки, ноги..

Но, спрашивается, кто я был, когда у меня еще не было ни сердца, ни печенки, ни крови, ни жил, не было ни ГОЛОВЫ, НИ мозгов, ни рук и ног, ни тела? Меня же не было — как мог я сам себя создать? Само по себе ведь ничего не возникает, не делается…

Знаешь, как наказали воров? Украли они у крестьян лошадей, поймали их, а они давай доказывать, что ничего не крали: мол, лошади сами побежали за их возами. «А зачем тогда, — спросили крестьяне, — вы запрягли их в повозки?» — «Да они сами запряглись!» Конечно, никто им не поверил, воров наказали за кражу.

Вот так будут наказаны и те, кто не хочет признавать истину, твердит одно: мир возник сам собой… — Демьян Лукич помолчал. — Так и с клеткой. Кто подбирал для нее материал? Кто этот опытный и умный Мастер? Заставь нас сделать такую постройку — ничего не получится, хотя бы материала нам навозили целые горы…

Мы знаем, из какого материала строится дом, знаем, сколько нужно кирпичей, досок, бревен и прочего. Возьмем все это, свезем в одно место И скажем: «Ну, почтенный дом, все для тебя готово, теперь изволь стройся сам». Век прождешь, а дом не построится без строителя, материал только сгниет.

А живая клетка, ты сказал, куда мудренее самого чудесного дворца, да и материал для нее никто еще не привез… Или надо нам написать картину, к примеру, пожар Москвы.

Приготовим краски, полотно и скажем: «Ну вот, милая картина, все для тебя есть, начинай рисоваться, да смотри не спутай: чтобы непременно вышел пожар Москвы, а не хвост какой-нибудь собаки или старая метла покойного дворника». И что же, появится картина?

Демьян Лукич с таким жаром и задором выпалил все это, что даже Матюхин не вытерпел и рассмеялся. Смеялись и в зале.

Один только директор школы все больше и больше хмурился.

Источник: https://bookucheba.com/religiya-pravoslavie/kto-sozdal-kletku-22967.html

Открытие клетки организма

14. Кто СОЗДАЛ КЛЕТКУ? —

Великий русский физиолог И. П. Павлов писал:

Науку принято сравнивать с постройкой. Как здесь, так и там трудится много народа, и здесь и там происходит разделение труда. Кто составляет план, одни кладут фундамент, другие возводят стены и так далее…

«Постройка» клеточной теории началась почти 350 лет назад.

Итак, 1665 год, Лондон, кабинет физика Роберта Гука. Хозяин настраивает микроскоп собственной конструкции. Профессору Гуку тридцать лет, он окончил Оксфордский университет, работал ассистентом у знаменитого Роберта Бойля. 

Гук был неординарным исследователем. Свои попытки заглянуть за горизонт человеческих познаний он не ограничивал какой-либо одной областью. Проектировал здания, установил на термометре «точки отсчёта» — кипения и замерзания воды, изобрёл воздушный насос и прибор для определения силы ветра… Потом увлёкся возможностями микроскопа.

Он рассматривал под стократным увеличением всё, что попадается под руку, — муравья и блоху, песчинку и водоросли. Однажды под объективом оказался кусочек пробки. Что же увидел молодой учёный? Удивительную картину — правильно расположенные пустоты, похожие на пчелиные соты.

Позднее такие же ячейки он нашёл не только в отмершей растительной ткани, но и в живой. Гук назвал их клетками (англ. cells) и вместе с полусотней других наблюдений описал в книге «Микрография». Однако именно это наблюдение под № 18 принесло ему славу первооткрывателя клеточного строения живых организмов. Славу, которая самому Гуку была не нужна.

Вскоре его захватили другие идеи, и он больше никогда не возвращался к микроскопу, а о клетках и думать забыл.

Зато у других учёных открытие Гука пробудило крайнее любопытство. Итальянец Марчелло Мальпиги называл это чувство «человеческим зудом познания». Он также стал рассматривать в микроскоп разные части растений.

И обнаружил, что те состоят из мельчайших трубочек, мешочков, пузырьков. Разглядывал Мальпиги под микроскопом и кусочки тканей человека и животных. Увы, техника того времени была слишком слаба.

Поэтому клеточное строение животного организма учёный так и не распознал.

Дальнейшая история открытия продолжилась в Голландии. Антони ван Левенгук (1632—1723) никогда не думал, что его имя будет стоять в ряду великих учёных. Сын промышленника и торговца из Делфта, он тоже торговал сукном. Так и прожил бы Левенгук незаметным коммерсантом, если бы не его страстное увлечение да любопытство.

На досуге он любил шлифовать стёкла, изготовляя линзы. Голландия славилась своими оптиками, но Левенгук достиг небывалого мастерства. Его микроскопы, состоявшие лишь из одной линзы, были гораздо сильнее тех, которые имели несколько увеличительных стёкол.

Сам он утверждал, что сконструировал 200 таких приборов, дававших увеличение до 270 раз. А ведь ими было очень трудно пользоваться. Вот что писал об этом физик Д. С. Рождественский: «Вы можете себе представить ужасное неудобство этих мельчайших линзочек. Объект вплотную к линзе, линза вплотную к глазу, носа девать некуда».

Кстати, Левенгук до последних дней, а дожил он до 90 лет, сумел сохранить остроту зрения.

Через свои линзы естествоиспытатель увидел новый мир, о существовании которого не догадывались даже отчаянные фантазёры. Больше всего поразили Левенгука его обитатели — микроорганизмы. Эти мельчайшие существа обнаруживались везде: в капле воды и комке земли, в слюне и даже на самом Левенгуке. С 1673 г.

подробные описания и зарисовки своих удивительных наблюдений исследователь отправлял в Лондонское королевское общество. Но учёные мужи не спешили ему верить. Ведь было задето их самолюбие: «неуч», «профан», «мануфактурщик», а туда же, в науку. Левенгук тем временем неустанно посылал новые письма о своих замечательных открытиях. В итоге академикам пришлось признать заслуги голландца.

В 1680 г. Королевское общество избрало его полноправным членом. Левенгук стал мировой знаменитостью. Отовсюду в Делфт ехали смотреть на диковины, открываемые его микроскопами. Одним из самых знатных гостей был русский царь Пётр I — большой охотник до всего нового… Левенгуку, не прекращавшему исследований, многочисленные гости только мешали.

Любопытство и азарт подгоняли первооткрывателя. За 50 лет наблюдений Левенгук открыл более 200 видов микроорганизмов и первым сумел описать структуры, которые, как мы теперь знаем, являются клетками человека. В частности, он увидел эритроциты и сперматозоиды (по его тогдашней терминологии, «шарики» и «зверьки»). Конечно, Левенгук и не предполагал, что это были клетки.

Зато он рассмотрел и очень подробно зарисовал строение волокна сердечной мышцы. Поразительная наблюдательность для человека с такой примитивной техникой!

Каспар Фридрих Вольф

Антони ван Левенгук был, пожалуй, единственным за всю историю построения клеточной теории учёным без специального образования. Зато все остальные, не менее знаменитые исследователи клеток учились в университетах и были людьми высокообразованными.

Немецкий учёный Каспар Фридрих Вольф (1733—1794), например, изучал медицину в Берлине, а затем в Галле. Уже в 26 лет он написал труд «Теория зарождения», за который был подвергнут на родине резкой критике коллег.

(После этого по приглашению Петербургской академии наук Вольф приехал в Россию и остался там до конца жизни.) Что же нового для развития клеточной теории дали исследования Вольфа? Описывая «пузырьки», «зёрнышки», «клетки», он увидел их общие черты у животных и растений.

Кроме того, Вольф впервые предположил, что клетки могут иметь определённое значение в развитии организма. Его труды помогли другим учёным правильно понять роль клеток.

Теперь хорошо известно, что главная часть клетки — ядро. Впервые, кстати, описал ядро (в эритроцитах рыб) Левенгук ещё в 1700 г. Но ни он, ни многие другие видевшие ядро учёные не придавали ему особого значения. Лишь в 1825 г.

чешский биолог Ян Эвангелиста Пуркинье (1787—1869), исследуя яйцеклетку птиц, обратил внимание на ядро. «Сжатый сферический пузырёк, одетый тончайшей оболочкой. Он…

преисполнен производящей силой, отчего я и назвал его «зародышевый пузырёк», — писал учёный.

Ян Эвангелиста Пуркинье

В 1837 г. Пуркинье сообщил научному миру результаты многолетней работы: в каждой клетке организма животного и человека есть ядро. Это была очень важная новость. В то время было известно лишь о наличии ядра в растительных клетках.

К такому выводу пришёл английский ботаник Роберт Броун (1773—1858) за несколько лет до открытия Пуркинье. Броун, кстати, и ввёл в употребление сам термин «ядро» (лат. nucleus). А Пуркинье, к сожалению, не сумел обобщить накопленные знания о клетках.

Прекрасный экспериментатор, он оказался слишком осторожен в выводах.

К середине XIX в. наука наконец вплотную подошла к тому, чтобы достроить здание под названием «клеточная теория». Немецкие биологи Маттиас Якоб Шлейден (1804—1881) и Теодор Шванн (1810—1882) были друзьями. В их судьбах немало общего, но главное, что их объединяло, — «человеческий зуд познания» и страсть к науке.

Сын врача, юрист по образованию, Маттиас Шлейден в 26 лет решил круто изменить свою судьбу. Он вновь поступил в университет — на медицинский факультет и по окончании его занялся физиологией растений. Целью его работы было понять, как происходит образование клеток.

Шлейден совершенно справедливо полагал, что ведущая роль в этом процессе принадлежит ядру. Но, описывая возникновение клеток, учёный, увы, ошибался. Он считал, что каждая новая клетка развивается внутри старой. А это, конечно же, не так. Кроме того, Шлейден думал, что клетки животных и растений не имеют ничего общего.

Вот почему не он сформулировал основные постулаты клеточной теории. Это сделал Теодор Шванн.

Воспитываясь в очень религиозной семье, Шванн мечтал стать священнослужителем. Для того чтобы лучше подготовиться к духовной карьере, он поступил на философский факультет Боннского университета.

Но вскоре любовь к естественным наукам пересилила, и Шванн перешёл на медицинский факультет.

После его окончания он работал в Берлинском университете, где изучал строение спинной струны — основного органа нервной системы животных из отряда круглоротых (класс водных позвоночных животных, к которым относятся миноги и миксины).

Учёный открыл оболочку нервных волокон у человека (названную позже шванновской). Серьёзной научной работой Шванн занимался всего пять лет. В расцвете сил и славы он неожиданно бросил исследования, уехал в маленький тихий Льеж и стал преподавать. Религия и наука так и не сумели ужиться в этом замечательном человеке.

В октябре 1837 г. в Берлине произошло важнейшее для науки событие. Случилось всё в небольшом ресторанчике, куда зашли перекусить два молодых человека. Годы спустя один из них — Теодор Шванн вспоминал: «Однажды, когда я обедал с господином Шлейденом, этот знаменитый ботаник указал мне на важную роль, которую ядро играет в развитии растительных клеток.

Я тотчас же припомнил, что видел подобный же орган в клетках спинной струны, и в тот же момент понял крайнюю важность, которую будет иметь моё открытие, если я сумею показать, что в клетках спинной струны это ядро играет ту же роль, что и ядро растений в развитии их клеток…

С этого момента все мои усилия были направлены к нахождению доказательств предсуществования ядра клетки».

Усилия оказались не напрасны. Уже через два года вышла в свет его книга «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений». В ней были изложены основные идеи клеточной теории. Шванн не только первым увидел в клетке то, что обьединяет и животные, и растительные организмы, но и показал сходство в развитии всех клеток.

Конечно, авторство со Шванном разделяют и все учёные, возводившие «постройку». А особенно Маттиас Шлейден, подавший другу блестящую идею. Известен афоризм: «Шванн стоял на плечах Шлейдена».

Его автор — Рудольф Вирхов, выдающийся немецкий биолог (1821—1902). Вирхову же принадлежит и другое крылатое выражение: «Omnis cellula е cellula», что с латыни переводится «Всякая клетка от клетки».

Именно этот постулат стал триумфальным лавровым венком для теории Шванна.

Рудольф Вирхов изучал значение клетки для всего организма. Ему, окончившему медицинский факультет, особенно интересна была роль клеток при заболеваниях. Работы Вирхова о болезнях послужили базой для новой науки — патологической анатомии.

Именно Вирхов ввёл в науку о болезнях понятие клеточной патологии. Но в своих исканиях он несколько перегнул палку. Представляя живой организм как «клеточное государство», Вирхов считал клетку полноценной личностью. «Клетка…

да, это именно личность, притом деятельная, активная личность, и её деятельность есть… продукт явлений, связанных с продолжением жизни».

Шли годы, развивалась техника, появился электронный микроскоп, дающий увеличение в десятки тысяч раз. Учёные сумели разгадать немало тайн, заключённых в клетке.

Было подробно описано деление, открыты клеточные органеллы, поняты биохимические процессы в клетке, наконец, была расшифрована структура ДНК. Казалось бы, ничего нового о клетке уже не узнать.

И всё же есть ещё много непонятого, неразгаданного, и наверняка будущие поколения исследователей положат новые кирпичики в здание науки о клетке!

Источник: https://www.what-this.ru/scientists/otkryitie-kletki-organizma.php

17. История открытия клеток

14. Кто СОЗДАЛ КЛЕТКУ? —

Первым человеком, увидевшимклетки, был английский учёный РобертГук (известный намблагодаря закону Гука). В 1665году, пытаясь понять,почему пробковоедерево так хорошоплавает, Гук стал рассматривать тонкиесрезы пробки с помощью усовершенствованногоим микроскопа.

Он обнаружил, что пробка разделена намножество крошечных ячеек, напомнившихему монастырские кельи, и он назвал этиячейки клетками (по-английски cell означает«келья, ячейка, клетка»). В 1675году итальянскийврач М.Мальпиги, а в 1682году —английский ботаник Н.Грю подтвердиликлеточное строение растений. О клеткестали говорить как о «пузырьке, наполненномпитательным соком».

В 1674году голландскиймастер Антонийван Левенгук (AntonvanLeeuwenhoek,1632—1723)с помощью микроскопа впервые увидел вкапле воды «зверьков» —движущиеся живые организмы (инфузории,амёбы,бактерии).Также Левенгук впервые наблюдал животныеклетки —эритроцитыи сперматозоиды.

Таким образом, уже к началу XVIII векаучёные знали, что под большим увеличениемрастения имеют ячеистое строение, ивидели некоторые организмы, которыепозже получили название одноклеточных.В 1802—1808 годахфранцузский исследователь Шарль-ФрансуаМирбель установил,что все растения состоят из тканей,образованных клетками. Ж. Б.

 Ламаркв 1809году распространилидею Мирбеля о клеточном строении и наживотные организмы. В 1825 году чешскийучёный Я.Пуркине открыл ядрояйцеклетки птиц, а в 1839ввёл термин «протоплазма».В 1831 году английский ботаник Р.Броун впервые описалядро растительной клетки, а в 1833году установил, чтоядро является обязательным органоидомклетки растения.

С тех пор главным ворганизации клеток считается не мембрана,а содержимое.Клеточнаятеория строенияорганизмов была сформирована в 1839году немецкимзоологом Т.Шванном и М.Шлейденом и включалав себя три положения.

В 1858 году РудольфВирхов дополнил еёещё одним положением, однако в его идеяхприсутствовал ряд ошибок: так, онпредполагал, что клетки слабо связаныдруг с другом и существуют каждая «самапо себе». Лишь позднее удалось доказатьцелостность клеточной системы.В 1878году русским учёнымИ.Д. Чистяковым открытмитозв растительных клетках; в 1878году В. Флемминг иП. И. Перемежко обнаруживают митоз уживотных. В 1882году В. Флеммингнаблюдает мейоз у животных клеток, а в1888году Э Страсбургер- у растительных.

18. Клеточная теория— одно из общепризнанных биологическихобобщений, утверждающих единствопринципа строения и развития мирарастений,животныхи остальных живых организмов с клеточнымстроением, в которомклетка рассматривается в качествеобщего структурного элемента живыхорганизмов.

19.Основные положения клеточной теории

Современная клеточная теория включаетследующие основные положения:

№1 Клетка — единица строения,жизнедеятельности, роста и развитияживых организмов, вне клетки жизни нет;.

№2 Клетка — единая система, состоящаяиз множества закономерно связанныхдруг с другом элементов, представляющихсобой определенное целостное образование;

№3 Клетки всех организмов сходны посвоему химическому составу, строениюи функциям;

№4 Новые клетки образуются только врезультате деления исходных клеток;

№5 Клетки многоклеточных организмовобразуют ткани, из тканей органы. Жизньорганизма в целом обусловленавзаимодействием составляющих егоклеток;

№6 Клетки многоклеточных организмовимеют полный набор генов, но отличаютсядруг от друга тем, что у них работаютразличные группы генов, следствием чегоявляется морфологическое и функциональноеразнообразие клеток — дифференцировка.

Развитие клеточной теории во второйполовине XIX века

С 1840-х века учение о клетке оказываетсяв центре внимания всей биологии и бурноразвивается, превратившись в самостоятельнуюотрасль науки — цитологию.

Для дальнейшего развития клеточнойтеории существенное значение имело еёраспространение на протистов (простейших),которые были признаны свободно живущимиклетками (Сибольд, 1848).

В это время изменяется представлениео составе клетки. Выясняется второстепенноезначение клеточной оболочки, котораяранее признавалась самой существеннойчастью клетки, и выдвигается на первыйплан значение протоплазмы (цитоплазмы)и ядра клеток (Моль, Кон, Л. С. Ценковский,Лейдиг, Гексли), что нашло своё выражениев определении клетки, данном М. Шульцев 1861 г.:

Клетка — это комочек протоплазмы ссодержащимся внутри ядром.

В 1861 году Брюкко выдвигает теорию осложном строении клетки, которую онопределяет как «элементарный организм»,выясняет далее развитую Шлейденом иШванном теорию клеткообразования избесструктурного вещества (цитобластемы).

Обнаружено, что способом образованияновых клеток является клеточное деление,которое впервые было изучено Молем нанитчатых водорослях. В опровержениитеории цитобластемы на ботаническомматериале большую роль сыгралиисследования Негели и Н.

И. Желе.

Деление тканевых клеток у животных былооткрыто в 1841 г. Ремарком. Выяснилось,что дробление бластомеров есть серияпоследовательных делений (Биштюф, Н. А.Келликер). Идея о всеобщем распространенииклеточного деления как способа образованияновых клеток закрепляется Р. Вирховомв виде афоризма:

«Omniscellulaех cellula».Каждая клетка из клетки.

В развитии клеточной теории в XIX векеостро встают противоречия, отражающиедвойственный характер клеточногоучения, развивавшегося в рамкахмеханистического представления оприроде. Уже у Шванна встречается попыткарассматривать организм как сумму клеток.Эта тенденция получает особое развитиев «Целлюлярной патологии» Вирхова(1858).

Работы Вирхова оказали неоднозначноевлияние на развитие клеточного учения:

-Клеточная теория распространялась имна область патологии, что способствовалопризнанию универсальности клеточногоучения. Труды Вирхова закрепили отказот теории цитобластемы Шлейдена иШванна, привлекли внимание к протоплазмеи ядру, признанными наиболее существеннымичастями клетки.

-Вирхов направил развитие клеточнойтеории по пути чисто механистическойтрактовки организма.

-Вирхов возводил клетки в степеньсамостоятельного существа, вследствиечего организм рассматривался не какцелое, а просто как сумма клеток.

XXвек

Клеточная теория со второй половиныXIX века приобретала всё более метафизическийхарактер, усиленный «Целлюлярнойфизиологией» Ферворна, рассматривавшеголюбой физиологический процесс, протекающийв организме, как простую суммуфизиологических проявлений отдельныхклеток.

В завершении этой линии развитияклеточной теории появилась механистическаятеория «клеточного государства», вкачестве сторонника которой выступалв том числе и Геккель. Согласно даннойтеории организм сравнивается сгосударством, а его клетки — с гражданами.

Подобная теория противоречила принципуцелостности организма.

Механистическое направление в развитииклеточной теории подверглось остройкритике. В 1860 году с критикой представленияВирхова о клетке выступил И. М. Сеченов.

Позднее клеточная теория подвергласькритическим оценкам со стороны другихавторов. Наиболее серьёзные и принципиальныевозражения были сделаны Гертвигом, А.Г. Гурвичем (1904), М. Гейденгайном (1907),Добеллом (1911).

С обширной критикойклеточного учения выступил чешскийгистолог Студничка (1929, 1934).

В 1950-е советский биолог О.Б. Лепешинская,основываясь на данных своих исследований,выдвинула «новую клеточную теорию» впротивовес «вирховианству».

В её основубыло положено представление, что вонтогенезе клетки могут развиватьсяиз некоего неклеточного живого вещества.Критическая проверка фактов, положенныхО. Б.

Лепешинской и её приверженцами воснову выдвигаемой ею теории, неподтвердила данных о развитии клеточныхядер из безъядерного «живого вещества».

Современная клеточная теория

Современная клеточнаятеория исходит из того, что клеточнаяструктура является главнейшей формойсуществования жизни, присущей всемживым организмам, кроме вирусов.Совершенствование клеточной структурыявилось главным направлением эволюционногоразвития как у растений, так и у животных,и клеточное строение прочно удержалосьу большинства современных организмов.

Вместе с тем должны быть подвергнутыпереоценке догматические и методологическинеправильные положения клеточнойтеории:

-Клеточная структура является главной,но не единственной формой существованияжизни. Неклеточными формами жизни можносчитать вирусы. Правда, признаки живого(обмен веществ, способность к размножениюи т.п.

) они проявляют только внутриклеток, вне клеток вирус является сложнымхимическим веществом.

По мнениюбольшинства учёных, в своём происхождениивирусы связаны с клеткой, являютсячастью её генетического материала,»одичавшими» генами.

-Выяснилось, что существует два типаклеток — прокариотические (клеткибактерий и архебактерий), не имеющиеотграниченного мембранами ядра, иэукариотические (клетки растений,животных, грибов и протистов), имеющиеядро, окружённое двойной мембраной сядерными порами. Между клетками прокариоти эукариот существует и множество иныхразличий.

У большинства прокариот нетвнутренних мембранных органоидов, а убольшинства эукариот есть митохондриии хлоропласты. В соответствии с теориейсимбиогенеза, эти полуавтономныеорганоиды — потомки бактериальныхклеток.

Таким образом, эукариотическаяклетка — система более высокого уровняорганизации, она не может считатьсяцеликом гомологичной клетке бактерии(клетка бактерии гомологична одноймитохондрии клетки человека).

Гомологиявсех клеток, таким образом, свелась кналичию у них замкнутой наружной мембраныиз двойного слоя фосфолипидов (уархебактерий она имеет иной химическийсостав, чем у остальных групп организмов),рибосом и хромосом — наследственногоматериала в виде молекул ДНК, образующихкомплекс с белками. Это, конечно, неотменяет общего происхождения всехклеток, которое подтверждается общностьюих химического состава.

-Клеточная теория рассматривала организмкак сумму клеток, а жизнепроявленияорганизма растворяла в сумме жизнепроявленийсоставляющих его клеток. Этим игнорироваласьцелостность организма, закономерностицелого подменялись суммой частей.

-Считая клетку всеобщим структурнымэлементом, клеточная теория рассматривалакак вполне гомологичные структурытканевые клетки и гаметы, протистов ибластомеры. Применимость понятия клеткик протистам является дискуссионнымвопросом клеточного учения в том смысле,что многие сложно устроенные многоядерныеклетки протистов могут рассматриватьсякак надклеточные структуры.

В тканевыхклетках, половых клетках, протистахпроявляется общая клеточная организация,выражающаяся в морфологическом выделениикариоплазмы в виде ядра, однако этиструктуры нельзя считать качественноравноценными, вынося за пределы понятия«клетка» все их специфические особенности.

В частности, гаметы животных или растений- это не просто клетки многоклеточногоорганизма, а особое гаплоидное поколениеих жизненного цикла, обладающеегенетическими, морфологическими, аиногда и экологическими особенностямии подверженное независимому действиюестественного отбора.

В то же времяпрактически все эукариотические клетки,несомненно, имеют общее происхождениеи набор гомологичных структур — элементыцитоскелета, рибосомы эукариотическоготипа и др.

-Догматическая клеточнаятеория игнорировала специфичностьнеклеточных структур в организме илидаже признавала их, как это делал Вирхов,неживыми. В действительности, в организмекроме клеток есть многоядерныенадклеточные структуры (синцитии,симпласты)и безъядерное межклеточное вещество,обладающее способностью к метаболизмуи потому живое.

Установить специфичностьих жизнепроявлений и значение дляорганизма является задачей современнойцитологии. В то же время и многоядерныеструктуры, и внеклеточное веществопоявляются только из клеток. Синцитиии симпласты многоклеточных — продуктслияния исходных клеток, а внеклеточноевещество — продукт их секреции, т.е.

образуется оно в результате метаболизмаклеток.

-Проблема части и целого разрешаласьортодоксальной клеточной теориейметафизически: всё внимание переносилосьна части организма — клетки или«элементарные организмы».

Целостность организма есть результатестественных, материальных взаимосвязей,вполне доступных исследованию ираскрытию. Клетки многоклеточногоорганизма не являются индивидуумами,способными существовать самостоятельно(так называемые культуры клеток внеорганизма представляют собой искусственносоздаваемые биологические системы).

Ксамостоятельному существованию способны,как правило, лишь те клетки многоклеточных,которые дают начало новым особям (гаметы,зиготы или споры) и могут рассматриватьсякак отдельные организмы. Клетка не можетбыть оторвана от окружающей среды (как,впрочем, и любые живые системы).

Сосредоточение всего внимания наотдельных клетках неизбежно приводитк унификации и механистическому пониманиюорганизма как суммы частей.

Очищенная от механицизма и дополненнаяновыми данными клеточная теория остаетсяодним из важнейших биологическихобобщений.

Источник: https://studfile.net/preview/2705033/page:3/

Чудесная сложность организма

14. Кто СОЗДАЛ КЛЕТКУ? —

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

А Демьян Лукич с ласковой, понимающей улыбкой смотрел на Матюхина: «Смотри-ка, не ушел с этим Альтшулером! Видать, че­ловек-то неглупый, добрый, просто мозги ему затуманили. А душа ищет правду, чует ее, рвется к свету… Вразуми его, Господи!»

— Расскажи-ка нам, дорогой, — попросил он Матюхина, — как устроен живой организм?

Матюхин откашлялся; подумав немного, начал:

— Наука открыла, что каждое живое существо, будь то растение, животное или насекомое, состоит из многочисленных клеточек. Как кирпичный дом можно разобрать по кирпичу, так ученые рас­членяют каждое тело. Эта их работа называется анализом. Вот, для примера, костюм.

Его можно разобрать или расшить на части, и получатся отдельно полы, рукава, спинка, воротник, карманы. Их, в свою очередь, можно разобрать по ниточкам, а каждую ниточку рассучить на тонкие волокна, и тогда мы узнаем, из каких частей, из какого материала и каким способом сшит костюм, нечто подобное можно сделать с любым предметом или вещью.

Таким путем ученые исследовали природу и установили, что растения и животные состоят из клеточек, столь маленьких, что их нельзя видеть простым глазом. Их рассматривают в особый прибор — микроскоп. Через него можно видеть зародышевые клеточки, из которых постепенно вырастают живые организмы.

Вы правильно заметили, что в той клеточке, как в плане, все уже есть: и форма организма, и все его свойства и качества.

Все внимательноследили за рассуждением Матюхина.

— Знаете, как ничтожно мала зародышевая клеточка человека? И в ней уже есть человек со всеми своими членами и органами, со всеми чувствами, способностями, талантами, с наследственными чертами своего племени и рода!.. Нужно еще знать, что зародыше­вая клетка состоит из множества соединений — молекул, и все они занимают определенное место, все нужны для постройки человече­ского организма.

—А из какого материала состоят те клетки?

—Из разного. В живые клетки организма входят углерод, кис­лород, водород, азот, сера, фосфор, хлор, калий, магний, железо, са­хар, крахмал и другие элементы. Клетка — это чрезвычайно слож­ное соединение.

—Боже мой, как все это дивно! — воскликнул Д. Л. — Значит, каждая клетка — все равно, что дом, чудесный дом, построенный из разных материалов!

—Совершенно верно! С той только разницей, что клетка слож­нее, замысловатее самого великолепного дворца.

—Так кто же строит такие чудесные клеточки? Кто их архитек­тор? Кто вдохнул в них жизнь? — допытывался Д. Л.

14. КТО СОЗДАЛ КЛЕТКУ?

—Ученые много и успешно работают в этой области, — ответил Матюхин привычной фразой. — Биология шагнула далеко вперед: давно уже выяснено строение зародышевой клетки, ее состав и спо­соб деления. Это очень сложный процесс…

—Так это ты о готовой клетке говоришь, — прервал его Демьян Лукич, — а я тебя спрашиваю: может ли человек создать клетку заново?

—Пока что попытки в этой области ни к чему не привели. Один ученый даже заявил, что создать клетку так же трудно, как живую лошадь. Однако ученым удалось получить искусственным образом белок, основное органическое вещество. Это очень важное от­крытие…

Но я думаю, этому белку до живой клетки, как земле до не­ба, — опять перебил Матюхина Демьян Лукич.

— Я читал, что есть какая-то лаборатория, ученые там трудятся, чтобы создать клетку из химических элементов, и, если им удастся, будет событие миро­вое…

Да вот видишь, не удается! Легко сварить кашу, когда под рукой крупа и вода — ты из ничего попробуй ее сварить. A тут и про­дукты все есть, а каша-то не получается…

—И все-таки наука достигла многого, — никак не хотел сдаваться Матюхин. — Сейчас, к примеру, целые институты работают над созданием искусственных продуктов. Слыхали, может, что есть уже искусственная черная икра?

—Слыхали, — отмахнулся Демьян Лукич. — Так эту икру мож­но еще на хлеб намазать с горем пополам, а рыбка из нее выве­дется?

—Нет, конечно, — улыбнулся Матюхин.

—Можно сделать и зерно искусственное, намолоть и испечь хлеб, но кинь такое зерно в землю — оно не прорастет, потому что в нем нет жизни. Жизнь всему дает только Бог!

Матюхин молчал. Всем было ясно, что победа будет за Демья­ном Лукичом… Да Матюхину и самому больше не хотелось гово­рить, что природа создает клетку, он уже не верил в эту из пальца высосанную теорию…

И все-таки, кто создал клетку? Кто создал этот мир? Матюхин мог бы и сейчас назвать Разумную, Творящую Силу, как он уже указывал на нее, когда его вынудил к этому Демь­ян Лукич своими вопросами о пчелах и глазах. Мгновениями эта мысль, точно молния, озаряла его…

Но все-таки ему еще трудно было перестроиться и мыслить по-новому.

— Можно сделать искусственное сердце, — продолжал горячо Демьян Лукич, — но любовь никто никогда не сделает. Может, со­здадут даже искусственный мозг, но разума у него никогда не будет.

Будет только мертвая бездушная материя. А живой, мыслящей она может стать только силой Духа Божия. — Демьян Лукич помолчал, потом добавил тихо: — У вас с вашей химией и люди стали какие-то синтетические.

Сухие, как сухари.

Матюхин ухмыльнулся. Видно было, что в душе его борются противоречивые чувства. «Да, — думал он, — 20-й век — это век атома, радиоэлектроники, реактивной техники, биохимии.

Но мо­жет ли наука соревноваться с Тем, Кто создал этот мир? Наука не создала даже атома, а Он создал многие биллионы галактик…

Нау­ка бессильна изменить чередование дня и ночи, времен года, она не может вырастить без семени ни одного растения, и… да, этот ста­рик прав, ей никогда не создать ни пчелки, ни птицы».

—Вот так-то, — проговорил Демьян Лукич. — А теперь скажи, ведь ты так и не ответил: Кто создал первую клетку?

—Утверждают, что она возникла сама собой и сама себя стро­ит, — нехотя пробормотал Матюхин.

—Да как же это так? — изумился Демьян Лукич. — Как она могла себя построить, когда ее не было на свете! Ты что-то странное, милый мой, говоришь! Это все равно, что я сам себя родил: вставил
себе сердце, легкие, желудок, достал где-то кровь и пустил по жи­лам, потом голову себе приставил, руки, ноги, и стал ходить.

—Но, спрашивается, кто я был, когда у меня еще не было ни сердца, ни печенки, ни селезенки, ни кровинки, ни жил, не было ни головы, ни мозгов, ни рук, ни ног, ни тела? Меня же совсем не было! Кто самый первый начал меня создавать? Само по себе ведь ничего не возникнет, не делается! Знаешь, как наказали воров? Украли они у крестьян лошадей, их поймали, а они давай доказывать, что ничего не крали: мол, лошади сами побежали за их возами. «А зачем, — спросили крестьяне, — вы запрягли их в повозки?» — «Да они сами запряглись!» Однако никто им не поверил, воров наказали за кражу. Вот так будут наказаны те, кто не хочет признавать истину, твердит одно: мир возник сам собой… — Демьян Лукич помолчал. — Так же и с клеткой. Кто стал подбирать для нее материал? Кто этот опыт­ный и умный мастер? Заставь нас сделать такую постройку — ни­чего не получится, хотя бы материала нам навозили целые горы! Мы знаем, из какого материала строится дом, знаем, сколько нуж­но кирпича, бревен, досок, дверей, навесов, гвоздей и прочего. Возь­мем все это, свезем в одно место и скажем: «Ну, почтенный дом, все для тебя готово, стройся теперь сам». Век прождешь, а дом не построится без строителей, материал только сгниет. А ведь живая клетка, ты сказал, куда мудренее самого великолепного дворца, да и материал-то для нее еще никто не привез… Или надо нам написать какую-нибудь картину, скажем, пожар Москвы. Приготовим кра­ски, полотно и скажем: «Ну вот, милая картина, все для тебя есть, начинай рисоваться, да смотри не спутай: чтобы непременно пожар Москвы вышел, а не хвост какой-нибудь собаки или старая метла покойного дворника». И что же, появится картина?

Демьян Лукич с таким жаром и задором выпалил все это, что даже Матюхин не вытерпел и рассмеялся. Смеялись и в зале.

ПЛАНЫ И ЗАКОНЫ В ПРИРОДЕ.

—Теперь скажи: клеточка строится по плану или как попало? — спросил Демьян Лукич.

—Конечно, по плану, — ответил Матюхин серьезно, — без плана какое-то нелепое нагромождение без смысла и цели. А в клетке, мы видим, есть цель и намерение, заранее продуманное и предусмот­ренное.

Мы заранее знаем, что из человеческой клетки непременно выйдет человек, а не дерево и не корова, а из клеточки розы выра­стет роза, но не яблоня и т. п.

В природе существуют строгие зако­ны, по которым живет весь мир со всеми своими явлениями.

Демьяну Лукичу вдруг стало казаться, что Матюхин хитрит, хочет запутать его, неученого. Между тем Матюхин именно теперь говорил без всякого лукавства.

Он все тверже и основательнее убеж­дался, что вселенной управляет Всемогущая Разумная Сила.

Все сильнее, настойчивее звучал вопрос: что же это за сила? И в ответ какой-то внутренний радостный голос шептал: «Бог есть, безHeгo ничего нет и не может быть. Он — Начало и Творец жизни».

В каждом человеке есть религиозное чувство, но у атеистов оно подавлено, засыпано разным мусором, точно искра пеплом. Но сдуйте пепел, подуйте на искру — и она может разгореться в яркий пламень.

Сегодняшняя беседа с Демьяном Лукичом оказалась для Матюхина таким живительным дуновением: искра религиозности не погасла в его душе, и чем дальше, тем чаще она воспламенялась, тем теплее согревала душу Матюхина.

Он чувствовал эту теплоту и был, поэтому совершенно спокоен.

—Я убежден, — добавил он, — что план мироздания и законы, управляющие вселенной, разумны.

—Слава Богу! — облегченно вздохнул Демьян Лукич. Он по­молчал немного и добавил настойчиво — чтобы дошло до ума и сердца. — Ты, милый мой, вот еще что запомни: одной наукой Бога не найдешь, не познаешь. Церковь наша стоит на вере, а наука — это только как бы костыли, поддержка, не больше…

Филарета Мос­ковского, митрополита (в прошлом веке жил), как-то спросили про пророка Иону: «В Библии написано, что его кит проглотил, так мо­жет ли это быть, ведь у кита горло узкое, он рыбой питается?» И знаешь, что он ответил: «Если бы в Библии было написано, что Иона проглотил кита, я бы и этому поверил».

Потому что Биб­лия — это слово Божие, а оно непреложно… И еще, ты вот в своем
выступлении сказал, что религию надо сдать в музей, что она уже отжила. Вы, и, правда, перенесли из наших церквей в музеи иконы, кресты, даже мощи святые.

Но дух Православной Церкви в музей не сдашь, не выставишь его, как прялку, не уничтожишь… Даже если в какой-то день не станет ни одного христианина, уже на сле­дующий день их будет во много раз больше. Ты знаешь, что в первые века христианства правили Нерон, Диоклетиан, Юлиан, кото­рые хотели уничтожить христиан.

И что же? Где все эти правители? Память их погибла с шумом, а христианство, Церковь Православ­ная живет, и будет жить. Ясно тебе?

Матюхин задумчиво кивнул…

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Дата добавления: 2015-09-15; просмотров: 215. Нарушение авторских прав

Рекомендуемые страницы:

Источник: https://studopedia.info/4-50758.html

Тайна появления жизни на Земле. Часть первая: как создать клетку?

14. Кто СОЗДАЛ КЛЕТКУ? —

Сегодня жизнь завоевала каждый квадратный сантиметр Земли, но когда планета только сформировалась, она была мертвым камнем.

Как и когда произошел знаковый переход? С чего началась жизнь? Едва ли можно придумать более серьезный, большой и сложный вопрос.

На протяжении большей части истории человечества никто не сомневался в том, что это дело богов. Любое другое объяснение было немыслимым.

Больше нет. За последнее столетие многие ученые пытались выяснить, с чего могла начаться первая жизнь. Они даже пытались воссоздать момент Сотворения в своих лабораториях: создать совершенно новую жизнь с нуля.

Пока никому это не удалось, но мы прошли долгий путь. Сегодня многие ученые, изучающие происхождение жизни, уверены, что они на верном пути — и у них есть эксперименты, которые подкрепляют их уверенность в этом.

Это история наших попыток выяснить наше истинное происхождение. Это история одержимости, борьбы и блестящего творчества, которые привели к некоторым из величайших открытий современной науки.

Стремление понять истоки жизни посылало мужчин и женщин в самые отдаленные уголки нашей планеты.

Некоторых ученых считали дьяволами во плоти, другие же продолжали работать под пятой жестоких тоталитарных правительств.

Это история рождения жизни на Земле.

На самом деле динозавры жили не так давно

Жизнь стара. Динозавры — самые известные вымершие создания — появились 250 миллионов лет назад. Но жизнь появилась намного, намного раньше.

Древнейшим из известных окаменелостей порядка 3,5 миллиарда лет, в 14 раз больше, чем самым старым динозаврам. Но окаменевшая летопись может уводить нас еще дальше. К примеру, только в августе 2016 года ученые обнаружили окаменелых микробов, которым 3,7 миллиарда лет.

Этим волнистым узорам может быть 3,7 миллиарда лет

Сама Земля ненамного старше, ей 4,5 миллиарда лет.

Если предположить, что жизнь образовалась на Земле — что представляется разумным, учитывая, что мы до сих пор не нашли ее в другом месте, — то это должно было произойти в тот миллиард лет, который протекал между формированием Земли и появлением самых старых известных окаменелостей.

Сужая диапазон времени возможного появления жизни, мы можем делать обоснованные предположения о том, как это произошло.

Древо жизни: больше всего бактерий и архей

С 19 века биологи знают, что все живые существа состоят из «клеток»: крошечных мешочков живой материи, которые бывают разных форм и размеров. Впервые клетки были обнаружены в 17 веке, благодаря изобретению первых микроскопов, но потребовалось более ста лет, чтобы понять, что они были основой всей жизни.

Вы, конечно, не похожи на сома или тираннозавра, но микроскоп покажет, что вы сделаны практически из тех же клеток. Как и растения, и грибы. Но пока что самой многочисленной формой жизни являются микроорганизмы, состоящие из одной клетки. Бактерии — самая известная группа, их можно найти всюду на Земле.

В апреле 2016 года ученые представили обновленную версию «древа жизни»: в некотором смысле фамильного древа каждого живущего вида. Почти все ветви представлены бактериями. Более того, форма этих ветвей говорит о том, что бактерии были общим предком всей жизни. Другими словами, каждое живое существо — включая вас — произошло от бактерий.

Выходит, мы можем точнее определить проблему происхождения жизни. Используя только материалы и условия, которые были на Земле 3,5 миллиарда лет назад, мы должны сделать клетку.

Насколько сложно это будет?

Целая живая клетка

Первые эксперименты

На протяжении почти всей истории никто не считал нужным задаваться вопросом, как появилась жизнь, поскольку ответ казался очевидным. До 1800-х годов большинство людей верили в «витализм». Это интуитивное представление, что живые существа наделены особым, магическим свойством, которое отличает их от неодушевленных предметов.

Витализм часто связывался с религиозными убеждениями. Библия говорит, что Бог использовал «дыхание жизни», чтобы оживить первых людей, и бессмертная душа является формой витализма.

Только вот есть одна проблема. Витализм — это полная чушь.

К началу 1800-х годов ученые обнаружили несколько веществ, которые казались уникальными для жизни. Одно из таких соединений было мочевиной, которую обнаружили в моче и выделили в 1799 году.

Только это все так же укладывалось в концепцию витализма.

Только живые существа были в состоянии производить эти химические вещества, поэтому они, видимо, были заряжены энергией жизни и это делало их особенными.

Но в 1828 году немецкий химик Фридрих Вёлер нашел способ делать мочевину из распространенного химического вещества, цианата аммония, который не имел очевидную связь с живыми существами. Другие последовали его примеру, и вскоре стало ясно, что химические вещества жизни можно сделать из более простых химических веществ, не имеющих ничего общего с жизнью.

Фридрих Вёлер, немецкий химик

Это был конец для витализма в качестве научной концепции. Но людям оказалось трудно расстаться с этой идеей. Очень многим казалось, что говорить, что в химических вещества жизни нет ничего «особенного», это как отнимать у жизни ее магию, делать ее механической или бездушной. Ну и, конечно же, это противоречило Библии.

Даже ученые пытались спасти витализм. Еще в 1913 году английский биохимик Бенджамин Мур горячо проталкивал теорию «биотической энергии», которая была тем же витализмом, но с другим названием. У этой идеи был сильный эмоциональный подтекст.

Да и сегодня, впрочем, эта идея порой всплывает тут и там. Например, существует множество научно-фантастических историй, в которых «энергию жизни» можно увеличить или высосать. Вспомните «энергию регенерации», используемую Повелителями Времени в «Докторе Кто». Кажется необычным, но это очень и очень старая идея.

Тем не менее после 1828 года ученые получили здравые причины искать «безбожное» объяснение первого появления жизни. Но не искали. Казалось бы, эту тему нужно исследовать, но по факту тайну происхождения жизни игнорировали десятилетиями. Возможно, все еще были слишком привязаны к витализму, чтобы сделать следующий шаг.

Чарльз Дарвин показал, что вся жизнь произошла от одного общего предка

Вместо этого гигантским прорывом в биологии 19 века стала теория эволюции, разработанная Чарльзом Дарвином и другими.

Теория Дарвина, изложенная в «Происхождении видов» в 1859 году, объяснила, как все это разнообразие жизни могло появиться из единственного общего предка. Каждый отдельный вид теперь уже не был создан Богом, а произошел от древнего организма, который жил миллионы лет назад: последний универсальный общий предок.

Эта идея оказалась чрезвычайно противоречивой, опять же, потому что не сходилась с Библией. Дарвин и его идеи оказались под шквалом атаки, отчасти возмущенных христиан.

Теория эволюции ничего не говорила о том, как появился самый первый организм.

Дарвин считал, что жизнь появилась в «маленьком теплом пруду»

Дарвин знал, что это глубокий вопрос, но — возможно, опасаясь новых нападок со стороны церкви — осмелился обсудить его лишь в 1871 году. Приподнятый тон письма показывает, что он знал глубокое значение этого вопроса:

«Но если бы (и ох какое это большое «если бы») мы могли представить себе небольшой теплый пруд со всеми видами аммиака и фосфорной соли — со светом, теплом, электричеством — в котором химически образовалось бы белковое соединение, готовое пройти через еще более сложные изменения…»

Другими словами, что если когда-то был небольшой водоем, наполненный простыми органическими соединениями и купающийся в солнечном свете? Некоторые из этих соединений, возможно, в совокупности образовали бы полуживое вещество вроде белка, который мог бы начать развиваться и становиться все более сложным.

Эта идея была поверхностной. Но она легла в основу первой гипотезы появления жизни.

Что любопытно, эта гипотеза появилась в СССР.

Александр Опарин жил и работал в СССР

Во времена Сталина все было под контролем государства. Даже идеи людей, биологов, не связанных с коммунистической политикой. Что примечательно, Сталин фактически запрещал ученым изучать обычную генетику.

Вместо этого он продвигал идеи фермера Трофима Лысенко, которые, по его мнению, больше соответствовали коммунистической идеологии.

Ученые, работающие в области генетики, были вынуждены публично поддерживать идеи Лысенко, чтобы не оказаться в лагерях.

Именно в такой репрессивной среде Александр Опарин проводил свои исследования в области биохимии. Он мог работать, поскольку был преданным коммунистом: поддерживал идеи Лысенко и даже получил орден Ленина, высшую награду времен СССР.

В 1924 году Опарин опубликовал свою работу «Происхождение жизни». В ней он изложил свое видение зарождения жизни, которое было поразительно похоже на маленький теплый пруд Дарвина.

Океаны сформировались после того, как Земля остыла

Опарин пытался представить, какой была Земля после формирования. Поверхность была обжигающе горячей, поскольку на нее падали камни из космоса. Мешанина из полурасправленных пород, содержащих огромный спектр химических веществ, в том числе и на основе углерода.

В конце концов Земля остыла достаточно, чтобы водяной пар конденсировался в жидкую воду и пошел первый дождь. Он наполнил земные океаны, которые были горячими и богатыми углеродсодержащими химическими веществами. То, что нужно для жизни.

Сначала различные химические вещества взаимодействовали между собой с образованием множества новых соединений, некоторые из которых были сложными. Опарин предположил, что молекулы, важнейшие для жизни, сахара и аминокислоты, могли образоваться в водах Земли.

Затем некоторые химические вещества начали формировать микроскопические структуры. Много органических веществ не растворяется в воде: к примеру, масла образуют слой поверх воды. Но когда некоторые из этих веществ контактируют с водой, они образуют сферические шарики «коацерваты», которые могут быть до 0,01 сантиметра в поперечнике.

Если вы взглянете на коацерваты через микроскоп, они ведут себя весьма подвижно, как живые клетки. Они растут и меняют форму, иногда делятся на две части. Они также могут вбирать химические вещества из окружающей воды, поэтому в них могут оказаться подобные жизни химвещества. Опарин предположил, что коацерваты были предками современных клеток.

Пятью годами позже, в 1929 году, английский биолог Джон Бёрдон Сандерсон Холдейн независимо предположил очень похожие идеи в короткой статье, опубликованной в Rationalist Annual.

К тому времени Холдейн уже немало внес в теорию эволюции, помогая интегрировать идеи Дарвина в развивающуюся науку о генетике.

Английский генетик Дж. Холдейн

Как и Опарин, Холдейн описал, каким образом органические вещества могли бы накапливаться в воде, «пока первобытные океаны не дошли бы до консистенции горячего разбавленного супа». Это подготовило бы почву для «первых живых или полуживых вещей», которые сформировались и оказались в тонкой масляной пленке.

Показательно, что среди всех биологов мира только Опарин и Холдейн дошли до этого. Мысль о том, что живые организмы могут образоваться в процессе простых химических реакций, без бога или даже «жизненной силы», была радикальной. Как и теория эволюции Дарвина до нее, она тоже была плевком в лицо христианства.

Но в рамки СССР вписывалась отлично. Советский режим был официально атеистическим, а его лидеры с радостью поддерживали любые материалистические объяснения глубоких явлений вроде жизни. Холдейн тоже был атеистом и еще и коммунистом в придачу.

«В то время принятие или непринятие идеи зависело главным образом от человека: был ли он религиозным, поддерживал ли левые или коммунистические идеи», говорит эксперт по происхождению жизни Армен Мулкиджанян из Университета Оснабрюк в Германии. «В Советском Союзе их принимали с радостью, потому что им был не нужен Бог. В западном мире, если взглянуть на людей, которые мыслили в этом направлении, все они были левыми, коммунистами и так далее».

Мысль о том, что жизнь сформировалась в первичном бульоне органических веществ, стала гипотезой Опарина-Холдейна. Она была аккуратной и убедительной, но была одна проблема. Ее не поддерживали никакие экспериментальные доказательства. И так продолжалось почти четверть века.

Гарольд Юри

К тому времени, когда Гарольд Юри стал интересоваться происхождением жизни, он уже получил Нобелевскую премию по химии 1934 года и помог построить атомную бомбу. Во время Второй мировой войны Юри работал над Манхэттенским проектом, собирая нестабильный уран-235, необходимый для сердечника бомбы. После войны он боролся, чтобы сохранить ядерные технологии под контролем граждан.

Также он заинтересовался химией космоса, в частности тем, что происходило во времена формирования Солнечной системы. Однажды он прочитал лекцию и отметил, что в атмосфере Земли, вероятно, не было кислорода, когда она впервые сформировалась. Это стало идеальным дополнением к первичному бульону Опарина и Холдейна: хрупкие химические вещества могли быть уничтожены при контакте с кислородом.

Докторант по имени Стэнли Миллер был в аудитории, а затем подошел к Юри с вопросом: можно ли проверить эту идею? Юри был скептичен, но Миллер настоял на своем. Поэтому в 1952 году Миллер начал самый известный эксперимент на тему происхождения жизни.

Эксперимент Миллера-Юри

Настройки были простыми. Миллер соединил серию стеклянных колб и пустил по ним четыре химических вещества, которые могли присутствовать на ранней Земле: кипящая вода, газообразный водород, аммиак и метан. Затем он подверг газы многократному воздействию электрического тока, чтобы имитировать удары молнии, которые были обычным явлением на Земле в те времена.

Миллер обнаружил, что «вода во флаконах стала значительно розовее после первого дня, а к концу недели раствор стал красным и мутным». Очевидно, образовалась смесь химических веществ.

Проанализировав смесь, Миллер обнаружил, что в ней есть две аминокислоты: глицин и аланин. Аминокислоты часто называют строительными блоками жизни. Они используются для образования белков, которые управляют большинством биохимических процессов в наших телах. Миллер сделал два важнейших компонента жизни буквально с нуля.

Результаты были опубликованы в престижном журнале Science в 1953 году. Юри поступил весьма необычно для старших ученых, сняв свое имя с работы и отдав все лавры Миллеру. Несмотря на это, исследование часто называют «экспериментом Миллера-Юри».

Стэнли Миллер в лаборатории

«Сила Миллера-Юри в том, что вы можете произвести множество биологических молекул просто из атмосферы», говорит Джон Сазерленд из Лаборатории молекулярной биологии в Кембридже, Великобритания.

Детали оказались неверными, поскольку более поздние исследования показали, что атмосфера ранней Земли была другой смесью газов. Но это не меняет факта. Эксперимент удался, простимулировал воображение публики и разлетелся на цитаты.

После эксперимента Миллера другие ученые начали искать способы создания простых биологических молекул с нуля. Решение тайны происхождения жизни, казалось, вот-вот появится.

Но потом выяснилось, что жизнь была сложнее, чем кто-либо думал. Живые клетки были не только мешками с химическими веществами: они были сложнейшими крошечными машинами. Внезапно создание клетки с нуля оказалось гораздо более сложной задачей, чем думали ученые.

Продолжение следует…

Источник: https://Hi-News.ru/science/tajna-poyavleniya-zhizni-na-zemle-chast-pervaya-kak-sozdat-kletku.html

Первая в мире искусственная жизнь создана

14. Кто СОЗДАЛ КЛЕТКУ? —

Ученым впервые удалось создать искусственный геном и заставить живую клетку жить с этим генетическим кодом.

Команда исследователей под руководством Крейга Вентера химическим путем синтезировала геном бактерии Mycoplasma mycoides и вставила его в клетку другого микроорганизма — Mycoplasma capricolum, из которой перед этим были удалены все гены.

Полученный «франкенштейн» ожил, стал размножаться и вообще повел себя как обычная бактерия Mycoplasma mycoides. Описание этой замечательной работы опубликовано в четверг в журнале Science.

До сих пор ученые умели только «читать» ДНК живых существ, а вот создать геном de novo (заново) еще никому не удавалось.

Получение искусственного организма имеет не только научный интерес, но даже философский: создав жизнеспособное существо с использованием искусственной ДНК, ученые наглядно доказали, что жизнь можно получить из десятка баночек с реактивами. Теоретически этот тезис всем очевиден, но на практике никто никогда его напрямую не подтверждал.

Прежде чем рассказать о деталях незаурядного эксперимента Вентера и коллег, стоит напомнить, кто такой Крейг Вентер.

Это своего рода медийная звезда, исследователь, известный не только в биологических кругах, но и широкой публике: впервые его имя зазвучало на рубеже нового тысячелетия, когда вовсю осуществлялся проект «Геном человека» — ученые всего мира коллективными усилиями пытались определить последовательность ДНК Homo sapiens. Несмотря на все старания, работа продвигалась медленно — проект стартовал в 1990 году, и за девять лет была целиком расшифрована всего одна маленькая хромосома. Вентер и специалисты созданной им компании Celera Genomics усовершенствовали технологии работы с ДНК и подключились к «Геному человека». В 2001 году черновая расшифровка генома была наконец завершена.

На расшифровке генома человека основатель Celera Genomics не остановился — его следующим амбициозным проектом (а Вентера интересуют только амбициозные проекты) стало создание организма с синтетическим геномом.

Казалось бы, ничего сложного здесь нет: надо лишь воссоздать уже известную нам последовательность букв генетического кода и вставить ее в подходящую клетку.

Но на самом деле на этом пути исследователи сталкиваются со множеством трудностей — не в последнюю очередь потому, что пока ученые доподлинно не знают всех особенностей работы генома как комплексной системы. Это не просто цепочка букв.

Нить ДНК каждого организма снабжена навешанными на нее молекулами-«маячками», так называемыми эпигенетическими маркерами, без которых считывание генома будет проходить некорректно. На то, чтобы научиться вносить в искусственный геном Mycoplasma mycoides необходимые маркеры, у исследователей ушел не один год.

Эксперимент по созданию жизни был спланирован так: ученые синтезируют геном какой-нибудь бактерии (назовем ее бактерией-донором, так как она дает исследователям последовательность своей ДНК) и вставляют его в клетку бактерии другого вида, из которой предварительно удаляют собственный геном (это будет бактерия-реципиент). Если получившийся организм живет, питается и размножается, а также в точности напоминает донорные бактерии, а не бактерии-реципиенты или что-то промежуточное, то эксперимент удался.

Фото первых в мире бактериий с синтетическим геномом

В качестве донора ученые выбрали бактерию-паразита Mycoplasma mycoides, отчасти из-за того, что у нее очень маленький геном — всего около миллиона «букв» (для сравнения: в геноме человека их 3 миллиарда).

Реципиентом выступала родственная бактерия Mycoplasma capricolum. Самой сложной частью эксперимента был синтез целого бактериального генома: современные технологии не позволяют за раз получать такие длинные цепи.

Чтобы преодолеть эту трудность, ученые синтезировали небольшие «кассеты» из ДНК, содержащие только часть генома Mycoplasma mycoides, а затем соединяли их вместе. Пока самым эффективным инструментом для объединения «кассет» являются живые организмы — никакие химические ухищрения не позволяют делать это столь же точно.

Исследователи как мозаику складывали геном Mycoplasma mycoides сначала в клетках кишечной палочки, а потом, когда им удалось получить достаточно крупные куски ДНК, в клетках дрожжей.

В итоге им удалось по кусочкам собрать весь геном. «Запихнуть» его в очищенную от ДНК клетку бактерии-реципиента также было нетривиальной задачей.

Полученные бактерии-гибриды выглядели так же, как Mycoplasma mycoides, росли так же, как Mycoplasma mycoides, поглощали питательные вещества так же, как Mycoplasma mycoides, и размножались так же.

Чтобы дополнительно убедиться в успехе эксперимента, ученые выделили из гибридных клеток белки, разделили их на фракции и сравнили полученную картину с тем, что получается при выделении белков из обычной Mycoplasma mycoides. Получилось то же самое.

Сейчас созданные исследователями бактерии растут в лаборатории и ничем не отличаются от своих соседей из чашки Петри.

Читатель может спросить, а в чем же глубинный смысл экспериментов Вентера? Что дадут человечеству искусственно созданные бактерии? Авторы статьи объясняют суть своей работы так: отработанная ими технология получения жизнеспособных организмов, геномы которых созданы искусственно, в будущем позволит не только делать копии уже существующих в природе живых существ, как сегодня сделал Вентер, но и создавать абсолютно новые организмы, которые не входили в генеральный план Создателя, или природы, или эволюции — как хотите. И речь не обязательно идет о каких-то неведомых чудищах: имея на руках работающую методику, можно переписывать генетическую программу привычных организмов таким образом, чтобы они сочетали в себе максимальное число полезных признаков. Можно создать абсолютно новый организм, который, например, одновременно давал бы молоко, синтезировал антибиотики и при этом представлял собой всего лишь культуру клеток в пробирке.

Источник: https://snob.ru/go-to-comment/118476

История открытия клетки

14. Кто СОЗДАЛ КЛЕТКУ? —

Цитология («cytos» — ячейка, клетка) наука о клетке. Современная цитология изучает: строение клеток, их формирование как элементарных живых систем, исследует формирование отдельных клеточных компонентов, процессы воспроизведения клеток, репарации, приспособления к условиям среды и другие процессы. Другими словами, современная цитология – это физиология клетки.

Развитие учения о клетке тесно связано с изобретением микроскопа (от греческого «микрос» – небольшой, «скопео» – рассматриваю). Это связано с тем, что человеческий глаз не способен различать объекты с размерами менее 0,1 мм, что составляет 100 микрометров (сокращ. микрон или мкм). Размеры же клеток (а тем более, внутриклеточных структур) существенно меньше.

Например, диаметр животной клетки обычно не превышает 20 мкм, растительной – 50 мкм, а длина хлоропласта цветкового растения – не более 10 мкм. С помощью светового микроскопа можно различать объекты диаметром в десятые доли микрона.

Первый микроскоп был сконструирован в 1610 г. Галилеем и представлял собой сочетание линз в свинцовой трубке (рис. 1.1). А до этого открытия в 1590 г. изготовлением стекол занимались голландские мастера Янсены.

Рис. 1.1. Галилео Галилей (1564-1642)

Впервые микроскоп для исследований применил английский физик и естествоиспытатель Р. Гук (рис. 1.2, 1.4). В 1665 г. он впервые описал клеточное строение пробки и ввел термин «клетка»(рис. 1.3). Р. Гук сделал первую попытку подсчитать количество клеток в определенном объеме пробки.

Он сформулировал представление о клетке как о ячейке, полностью замкнутой со всех сторон и установил факт клеточного строения растительных тканей. Эти два основных вывода и определили направление дальнейших исследований в этой области.

Рис. 1.2. Роберт Гук (1635-1703гг)

Рис. 1.3. Клетки пробки, которые изучал Роберт Гук

Рис. 1.4. Микроскоп Роберта Гука

В 1674 году голландский торговец Антонио ван Левенгук с помощью микроскопа впервые увидел в капле воды «зверьков» — движущиеся живые организмы (одноклеточные организмы, форменные элементы крови, сперматозоиды) и сообщил об этом научному обществу (рис. 1.5, 1.6). Описания этих «анималькусов» снискали голландцу мировую известность, пробудили интерес к изучению живого микромира.

Рис. 1.5. Антонио ван Левенгук (1632—1723)

Рис. 1.6. Микроскоп Антонио ван Левенгука

В 1693 г. во время пребывания Петра I в Дельфе А. Левенгук продемонстрировал ему, как движется кровь в плавнике рыбы. Эти демонстрации произвели на Петра I такое большое впечатление, что вернувшись в Россию, он создал мастерскую оптических приборов. В 1725 году организована Петербургская академия наук.

Талантливые мастера И.Е. Беляев, И.П. Кулибин изготавливали микроскопы (рис. 1.7, 1.8, 1.9), в конструировании которых принимали участие академики Л.Эйлер, Ф. Эпинус.

Рис. 1.7. И.П. Кулибин (1735-1818)

Рис. 1.8. И.Е. Беляев

Рис. 1.9. Микроскопы, изготовленные русскими мастерами

В 1671–1679 гг. итальянский биолог и врач Марчелло Мальпиги дал первое систематическое описание микроструктуры органов растений, положившее начало анатомии растений (рис. 1.10).

Рис. 1.10. Марчелло Мальпиги (1628-1694)

В 1671–1682 гг. англичанин Неемия Грю подробно описал микроструктуры растений; ввел термин «ткань» для обозначения понятия совокупности «пузырьков», или «мешочков» (рис. 1.11).

Оба эти исследователя (они работали независимо друг от друга) дали изумительные по точности описания и рисунки.

Они пришли к одному и тому же выводу относительно всеобщности построения растительной ткани из пузырьков.

Рис. 1.11. Неемия Грю (1641-1712)

В 20-х г. XIX в. наиболее значительные работы в области изучения растительных и животных тканей принадлежат французским ученым Анри Дютроше (1824 г.), Франсуа Распайлю (1827 г.), Пьеру Тюрпену (1829 г.). Они доказывали, что клетки (мешочки, пузырьки) являются элементарными структурами всех растительных и животных тканей. Эти исследования подготовили почву для открытия клеточной теории.

Один из основоположников эмбриологии и сравнительной анатомии, академик Петербургской академии наук Карл Максимович Бэр показал, что клетка – единица не только строения, но и развития организмов (рис. 1.12).

Рис. 1.12. К.М. Бэр (1792-1876гг)

В 1759 г немецкий анатом и физиолог Каспар Фридрих Вольф доказал, что клетка есть единица роста (рис. 1.13).

Рис. 1.13. К.Ф. Вольф (1733–1794)

1830-е гг. чешский физиолог и анатом Я.Э. Пуркине (рис. 1.14), немецкий биолог И.П. Мюллер доказали, что клеточная организация является универсальной для всех видов тканей.

Рис. 1.14. Я.Э. Пуркине (1787-1869)

В 1833 г. британский ботаник Р. Броун (рис. 1.15)описал ядро растительной клетки.

Рис. 1.15. Роберт Броун (1773—1858)

В 1837 году Маттиас Якоб Шлейден (рис. 1.16)предложил новую теорию образования растительных клеток, признавая решающую роль в этом процессе клеточного ядра. В 1842 он впервые обнаружил ядрышки в ядре.

Согласно современным представлениям, конкретные исследования Шлейдена содержали ряд ошибок: в частности, Шлейден считал, что клетки могут зарождаться из бесструктурного вещества, а зародыш растения — развиваться из пыльцевой трубки (гипотеза самозарождения жизни).

Рис. 1.16. Маттиас Якоб Шлейден (1804-1881гг)

Немецкий цитолог, гистолог и физиолог Теодор Шванн (рис. 1.17)ознакомился с трудами немецкого ботаника М. Шлейдена, которые описывали роль ядра в растительной клетке. Сопоставляя эти работы с собственными наблюдениями, Шванн разработал собственные принципы клеточного строения и развития живых организмов.

https://www.youtube.com/watch?v=GWkjZKXFGfU

В 1838 году Шванн опубликовал три предварительных сообщения клеточной теории, а в 1839 году — труд «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений», где опубликовал основные принципы теории клеточного строения живых организмов.

Ф. Энгельс утверждал, что создание клеточной теории было одним из трёх величайших открытий в естествознании XIX века, наряду с законом превращения энергии и эволюционной теории.

Рис. 1.17. Теодор Шванн (1810- 1882гг)

В 1834–1847 гг. профессор Медико-хирургической академии в Петербурге П.Ф. Горянинов (рис. 1.18)сформулировал принцип, согласно которому клетка является универсальной моделью организации живых существ.

Горянинов делил мир живых существ на два царства: царство бесформенное, или молекулярное, и органическое, или клеточное. Он писал, что «…органический мир есть прежде всего клеточное царство …».

Он отметил в своих исследованиях, что все животные и растения состоят из соединенных между собой клеток, которые он назвал пузырьками, то есть высказал мнение об общем плане строения растений и животных.

Рис. 1.18. П.Ф. Горянинов (1796-1865)

В истории развития клеточной теории можно выделить два этапа:

1) период накопления наблюдений над строением различных одноклеточных и многоклеточных организмов растений и животных (около 300 лет);

2) период обобщения имеющихся данных в 1838 году и формулирование постулатов клеточной теории;

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/9_35263_istoriya-otkritiya-kletki.html

Book for ucheba
Добавить комментарий