細(xì)胞,1664年

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自從有人類以來,人們就一直想弄清楚世界萬物的由來和構(gòu)成,尤其是各種生物體的構(gòu)成。對于生命體的構(gòu)成,人們的說法千奇百怪。歌德認(rèn)為葉子是各種不同植物的典型單位結(jié)構(gòu),而奧肯則主張脊椎節(jié)是一般動物原型結(jié)構(gòu)的基本單位。雖然列文虎克的顯微鏡的發(fā)明使得人類看到了微觀世界,但因為顯微鏡的倍數(shù)不夠,焦點只能聚集在狹長的形狀上,人們很難使用顯微鏡聚集觀察到更細(xì)微的事物。

胡克的300倍顯微鏡

目錄

細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)

1660年英國物理學(xué)家羅伯特.胡克因在皇家學(xué)會(英國早期的科學(xué)組織)工作,便開始了一系列顯微鏡的研究。1662年,他幫助設(shè)計了一臺300倍的顯微鏡。在顯微鏡的幫助下,他使用顯微鏡觀察干燥的軟木薄片。他發(fā)現(xiàn),軟木薄片由很多小室組成,它們緊緊地排列在一起,呈不規(guī)則狀。胡克稱這些小室為細(xì)胞,這個詞來源于拉丁語,意思是像監(jiān)獄中成排的小室。

羅伯特胡克

因為軟木已經(jīng)干枯,這些細(xì)胞都是空的。胡克猜想,如果軟木不干燥,這些細(xì)胞中應(yīng)該充滿液體----他的猜想是正確的。細(xì)胞這個詞就這樣保存下來了。這一發(fā)現(xiàn)激勵了生物學(xué)家,整個生物領(lǐng)域轉(zhuǎn)移到對細(xì)胞結(jié)構(gòu)和細(xì)胞功能的研究上。

在19世紀(jì)初期,人們更加關(guān)注植物解剖的研究,德國植物學(xué)家特雷維拉努斯和馮莫爾認(rèn)識到細(xì)胞時植物的結(jié)構(gòu)單位。

19世紀(jì)20年代,意大利的亞米奇和其他人制成了改進(jìn)的消色差顯微鏡,使人們得以觀察到有機(jī)細(xì)胞的詳細(xì)情況。

1831年,倫敦醫(yī)生羅伯特布朗觀察到植物細(xì)胞一般具有一個核,可惜的是他沒有重視。

1835年,捷克人普金葉用顯微鏡觀察了一個母雞卵中的胚核,于是他指出動物的組織在胚胎中是由緊密裹在一起的細(xì)胞質(zhì)塊所組成的,這些細(xì)胞質(zhì)塊與植物的組織很類似。

細(xì)胞學(xué)說的建立

終于,耶拿大學(xué)的植物學(xué)教授馬提阿斯.施萊登根據(jù)這些觀察于1838年宣布,細(xì)胞是一切植物結(jié)構(gòu)的基本活的單位和一切植物借以發(fā)展的根本實體的學(xué)說。

施萊登

1839年,盧萬大雪的解剖學(xué)教授泰奧多爾.施旺把細(xì)胞學(xué)說擴(kuò)大到動物界。于是,細(xì)胞學(xué)說正式被提出,人們開始認(rèn)為“一切動物和植物都是由細(xì)胞組成的。”這也是為什么我們的中學(xué)生物學(xué)課本把施萊登和施旺看成是細(xì)胞學(xué)說的創(chuàng)始人。

細(xì)胞學(xué)說的意義

細(xì)胞學(xué)說的建立,具有重要的意義,它明確了植物和動物之間的統(tǒng)一性,有力地推動了生物學(xué)的發(fā)展。因此,細(xì)胞學(xué)說、進(jìn)化論和能量守恒及轉(zhuǎn)換定律被人們稱為19世紀(jì)自然科學(xué)三大發(fā)現(xiàn)。直到電子顯微鏡的出現(xiàn),細(xì)胞的結(jié)構(gòu)更是一目了然,這位醫(yī)學(xué)界做出了非常巨大的貢獻(xiàn)!尤其是研究疾病生理、藥物治療作用等方面具有讓人嘆為觀止的作用。而這一切,都起源于列文虎克的光學(xué)顯微鏡。1669年,列文虎克給英國皇家學(xué)會寫報告,宣布他看到了“大量難以相信的極小的活潑的物體”,他將這些東西稱為“微動物”。所以列文虎克可以說是微生物學(xué)的鼻祖,但由于條件所限等原因,他沒有發(fā)現(xiàn)細(xì)胞??茖W(xué)是一步一步發(fā)展起來的,正如牛頓所說,站在巨人的肩膀上搞科學(xué)才能更上一層樓。需要一代又一代的科學(xué)家努力,才能一步一步地攀上科學(xué)的高峰。

到底誰先發(fā)現(xiàn)細(xì)胞

到底是羅伯特胡克,還是列文虎克先發(fā)現(xiàn)細(xì)胞,現(xiàn)在還真不好說。一般認(rèn)為是羅伯特胡克,因為絕大部分教科書都是這樣認(rèn)為的。中文的胡克和虎克有時候容易搞混亂,我們用英文來表示其名字的話就不容易出錯。

與羅伯特胡克生活在同一時代的荷蘭人列文虎克(Antoni Van Leeuwenhoek 1632~1723)在對生物的顯微觀察方面做出了巨大貢獻(xiàn)。Leeuwenhoek的出身、家境和學(xué)歷遠(yuǎn)不及Hooke,他在布店中當(dāng)過學(xué)徒,1671年才開始了科學(xué)技術(shù)生涯,是年他已近40歲??墒撬炭嚆@研,自強(qiáng)不息,掌握了一手磨制優(yōu)質(zhì)透鏡的絕技。最初他磨制透鏡的目的是檢驗布匹的質(zhì)量,后來他進(jìn)一步把磨制的透鏡裝配成了顯微鏡,對許多物體進(jìn)行了觀察。同時他又認(rèn)真閱讀了當(dāng)時的一些重要生物學(xué)著作,為他進(jìn)行生物標(biāo)本的研究奠定了基礎(chǔ)。他利用顯微鏡在液體標(biāo)本中發(fā)現(xiàn)了許多微生物,他認(rèn)為他所觀察到的那些能動的物體是小動物。1673年(Hooke發(fā)表《Micrographia》專著后的8年),他把所觀察到的結(jié)果寫信報告給了英國皇家學(xué)會,他的報告在學(xué)會中引起了轟動,因為這是第一次觀察到了過去誰也沒有看到過的微小生物。此后,他又陸續(xù)把觀察到的結(jié)果不斷向皇家學(xué)會報告,先后共寫了30幾封信。這些信實際上就是Leeuwenhoek的學(xué)術(shù)論文,報告了他的許多重大發(fā)現(xiàn),如細(xì)菌、原生動物、輪蟲和性細(xì)胞等。他還測量了一些細(xì)胞的大小,如紅細(xì)胞為7.2μm;細(xì)菌為2~3μm。他認(rèn)為能動的精子不是動物,而是精液中的正常成分。40余年中,他觀察了節(jié)肢動物、軟體動物、魚類、兩棲類、鳥類和哺乳動物(包括人)的精子。他在研究動物和植物生殖活動方面也做出了突出貢獻(xiàn)。由此可見,Leeuwenhoek是一位名符其實的卓越的生物學(xué)家。他雖然沒有使用cell一詞,然而他確實首先觀察到了完整的活細(xì)胞。由于Leeuwenhoek所報告的都是一些重大發(fā)現(xiàn),英國皇家學(xué)會把他的信件全部由荷蘭文譯成了英文,并匯編成了論文集,冠名為《Phiosophical Transaction》(《哲學(xué)匯報(1673~1724)》。他所觀察到的細(xì)菌紅細(xì)胞、精子都是游離的活細(xì)胞,因此之故把細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)歸功于Leeuwenhoek,他是當(dāng)之無愧的。鑒于Leeuwenhoek在生物學(xué)研究中做出的卓越貢獻(xiàn),1680年他當(dāng)選為英國皇家學(xué)會會員;1699年獲得了巴黎科學(xué)院通訊院士的榮譽(yù)稱號。

1985年出版的中學(xué)《生物》教科書中就明確寫道:“細(xì)胞是英國物理學(xué)家羅伯特·虎克于1665年發(fā)現(xiàn)的。”1996年出版的《生物》中學(xué)教科書第一冊雖沒有寫得像1985年版的那樣明確,但仍認(rèn)為:他(指羅伯特胡克)給這些“小房間”取名叫做細(xì)胞。中國內(nèi)高等學(xué)校教材也大都肯定是Hooke首先發(fā)現(xiàn)細(xì)胞。作者在《分子細(xì)胞生物學(xué)》一書中把Hooke在1665年發(fā)表的軟木顯微結(jié)構(gòu)圖中的小孔看作是細(xì)胞學(xué)史上的第一個細(xì)胞模式圖。在《中國大百科全書·生物學(xué)》分冊的細(xì)胞學(xué)部分中也肯定了:“1665年英國物理學(xué)家R.胡克發(fā)現(xiàn)細(xì)胞?!眹庥械臅舶袶ooke看作是細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)者。

Hooke和A.Leeuwenhoek都是17世紀(jì)下半葉在學(xué)術(shù)上貢獻(xiàn)卓著的學(xué)者。我們不是要評價兩位學(xué)者的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)大小,而只是想就誰首先發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的問題做出客觀的評說,以期今后在教學(xué)中能對此問題有一個準(zhǔn)確的介紹。有部分學(xué)者認(rèn)為,根據(jù)兩位學(xué)者(羅伯特胡克及列文虎克)報道的研究結(jié)果來看,首先發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的應(yīng)當(dāng)是Leeuwenhoek,而Hooke的發(fā)現(xiàn)則為后人進(jìn)一步研究生物體的細(xì)胞結(jié)構(gòu)起了啟迪作用。

細(xì)胞圖示


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