Клітинний рівень організації життя

8. Короткий історичний нарис розвитку цитології. Перші спроби пізнання живої природи були зроблені античними лікарями та філософами: Гіппократом, Аристотелем, Теофрастом, Галеном та ін. Їх праці, продовжені в епоху Відродження, поклали початок ботаніці та зоології, а також анатомії та фізіології людини.

В ХVІІ – ХVІІІ ст. в біологію проникають експериментальні методи. На основі законів гідравліки був відкритий кровообіг (У. Гарвей). Важливу роль відіграло відкриття мікроскопа та використання його в наукових цілях. Так Р. Гук в Англії (1665р.) побачив під мікроскопом клітинну будову корка, А. Левенгук в Нідерландах (1674-1677р.р.) спостерігав за бактеріями та найпростішими, сперматозоїдами людини, К. Бер (1826р.) відкрив клітинне ядро. Одним з найважливіших досягнень біології ХVІІІ ст. було створення К. Ліннеєм (1735р.) системи класифікації рослин та тварин, а також запровадження бінарної номенклатури видових назв.

Т. Шванн (1839р.), спираючись на дані мікроскопії живих рослинних та тваринних об’єктів, разом зі своїми попередниками, в тому числі М. Шлейденом (1838р.), сформулював клітинну теорію. Основним положенням клітинної теорії стало визнання клітини основною структурною та функціональною одиницею живих організмів.

На основі клітинної теорії Р. Вірхов (1858р.) створив вчення про клітинну патологію, яке відіграло велику роль у медицині. Він показав, що переважна більшість хвороб людини супроводжуються специфічними змінами в клітинах і за характером цих змін можна судити про саму хворобу. Р. Вірхов також сформулював важливий принцип „кожна клітина з клітини”.

Справжній переворот в біології спричинило вчення Ч. Дарвіна (1859р.), який відкрив рушійні сили еволюції і запропонував матеріалістичне пояснення доцільності організації живих організмів.

Важливим етапом розвитку біології стало відкриття Г. Менделем закономірностей успадкування ознак, які поклали початок генетичним дослідженням.

Використання мікроскопа стимулювало розвиток ембріології та мікробіології. В другій половині ХІХ ст. Л. Пастером, І.І. Мечніковим, Р. Кохом в біологічному експерименті були вивчені деякі інфекційні хвороби і розроблені принципи боротьби з ними (використання сироваток і вакцин). І. І. Мечніков створив вчення про клітинний імунітет (фагоцитоз), яке було доповнене П. Ерліхом, який створив теорію про гуморальний імунітет (захисна функція білків сиворотки крові).

До кінця ХІХ ст. конструкція світлового мікроскопа була ускладнена, а техніка мікроскопії – удосконалена. Завдяки цьому були виявлені та описані основні органели клітини, закономірності поділу клітин. Р. Браун (1831-1833р.р.) описав ядро рослинних клітин. Пуркін’є (1840р.) назвав вміст клітини протоплазмою (пізніше цитоплазмою). Геккель (1866р.) встановив, що спадкова інформація міститься в ядрі. Пізніше були відкриті всі органели клітини: пластиди, зокрема хлоропласти (1880-1883р.р.), мітохондрії (1890р.), апарат Гольджі (1898р.) та інші.

З 1946 року в біології почали використовувати електронний мікроскоп, почалось вивчення ультраструктури клітин. В цей час у біології почали використовувати й інші фізико-хімічні методи досліджень: ультрацентрифугування для розділення клітинних компонентів та виділення окремих фракцій, хімічний та рентгеноструктурний методи аналізу, введення у живий організм мічених атомів та спостереження за напрямком та швидкістю обмінний процесів. Для молекулярно-біологічних та молекулярно-генетичних досліджень почали використовувати бактерії, віруси, фаги, що допомогло вивчити матеріальні основи спадковості клітини, її ферментні системи, механізм біосинтезу білків, нуклеїнових кислот та інших біологічно активних сполук. З допомогою електронного мікроскопа вдалося дослідити і вивчити органоїди клітини, невидимі в світловий мікроскоп.

Вчення В. І. Вернадського про біосферу як особливу оболонку Землі розкрило масштаби геохімічної діяльності живих організмів і їх нерозривний зв’язок з неживою природою. Зростає практичне значення біологічних досліджень і методів (в тому числі генної інженерії, біотехнології) для медицини, сільського господарства, промисловості, раціонального використання природних ресурсів та охорони природи. Останнім часом в біологічні науки активно інтегруються ідеї та методи точних наук (моделювання біологічних процесів, моніторингові дослідження, методи статистичної обробки біологічних даних), які дозволяють поступово відходити від описовості в біологічних дослідженнях.

В цілому для розвитку біології в ХХ ст. характерні дві взаємопов’язані тенденції: по-перше, розгляд біологічних явищ на різних рівнях організації: молекулярному, клітинному, організ-менному; по-друге, прагнення до цілісного, синтетичного пізнання живої природи, що привело до розвитку наук, які вивчали природу на всіх її рівнях організації (генетика, систематика, еволюційне вчення та інші).