ทฤษฎีเซลล์: ประวัติศาสตร์สมมุติฐานและผู้แต่ง - ชีววิทยา - 2026

ทฤษฎีเซลล์เป็นทฤษฎีที่เสนอว่าสิ่งมีชีวิตทั้งหมดถูกสร้างขึ้นจากเซลล์ ได้รับการเสนอโดย Matthias Schleiden, Theodor Schwann และ Rudolph Virchow ระหว่างปี พ.ศ. 2381 ถึง พ.ศ. 2402 และถือเป็นทฤษฎีสำคัญในการกำเนิดชีววิทยาของเซลล์

การถือกำเนิดของทฤษฎีนี้ได้ทิ้งแนวคิดของชาวอาริสโตเติลไปอย่างสิ้นเชิงว่าชีวิตอาจเกิดขึ้นได้โดยการสร้างขึ้นเองจากสสารเฉื่อยหรือไม่มีชีวิตซึ่งเป็นแนวคิดที่คงอยู่ในโลกวิทยาศาสตร์มาหลายศตวรรษ

เซลล์ในเนื้อเยื่อที่มีชีวิตของใบพืช (ที่มา: Des_Callaghan จาก Wikimedia Commons)

ทุกวันนี้ไม่ใช่เรื่องบ้าที่จะคิดว่าสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันเช่นสัตว์พืชและแบคทีเรียนั้นประกอบด้วยหน่วยพื้นฐานที่เท่าเทียมกันเช่นเซลล์ แต่เมื่อหลายร้อยปีก่อนความคิดเหล่านี้ดูเหมือนจะเป็นเรื่องที่เข้าใจยาก

ด้วยการสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์อย่างง่าย ๆ เกี่ยวกับใบของพืชผิวหนังของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำขนของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหรือกลุ่มแบคทีเรียสามารถยืนยันได้อย่างรวดเร็วว่าพวกมันทั้งหมดประกอบด้วยหน่วยพื้นฐานที่มีองค์กรและองค์ประกอบที่คล้ายคลึงกัน ; เซลล์

สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวยูคาริโอตชนิดต่าง ๆ และเซลล์ของเนื้อเยื่อสัตว์ที่ซับซ้อนเช่นสมองหรือกล้ามเนื้อมีความแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงทั้งโครงสร้างและหน้าที่ แต่พวกมันทั้งหมดมีเมมเบรนที่ล้อมรอบพวกมันซึ่งเป็นไซโทซอลที่ มีนิวเคลียสและออร์แกเนลล์ที่มีความสามารถในการทำงานบางอย่าง

เซลล์ยูคาริโอตของสัตว์ ที่มา: โดย Nikol valentina romero ruiz จาก Wikimedia Commons

แม้ว่าจะได้รับการจัดตั้งขึ้นเป็นทฤษฎีโดยผู้เขียนหลักสามคน แต่ทฤษฎีเซลล์เกิดขึ้นด้วยความรู้มากมายการสังเกตและการมีส่วนร่วมก่อนหน้านี้จากผู้เขียนหลายคนซึ่งเป็นผู้ให้ชิ้นส่วนของปริศนาที่ Schleiden, Schwann และ Virchow จะรวบรวมไว้ในภายหลังและคนอื่น ๆ จะปรับแต่งในภายหลัง

ความเป็นมาและความเป็นมาของทฤษฎีเซลล์

การกำหนดทฤษฎีเซลล์โดย Schleiden, Schwann และ Virchow จะเป็นไปไม่ได้หากไม่มีการประดิษฐ์กล้องจุลทรรศน์ก่อนหน้านี้ซึ่งเกิดขึ้นในช่วงกลางศตวรรษที่ 17

บุคคลสำคัญสองคนมีส่วนร่วมในการสังเกตเซลล์ด้วยกล้องจุลทรรศน์ตัวแรกและในการผลิตกล้องจุลทรรศน์พื้นฐานตัวแรก: Robert Hooke ในปี 1665 และต่อมา Antoni van Leeuwenhoek

อย่างไรก็ตามมีรายงานการสังเกตของ Athanasius Kircher ซึ่งในปี ค.ศ. 1658 สังเกตเห็นสิ่งมีชีวิต (นอกเหนือจากหนอน) ก่อตัวบนเนื้อเยื่อที่เน่าเปื่อย ในช่วงเวลาเดียวกัน Swammerdam ชาวเยอรมันได้อธิบายถึง“ ก้อนเนื้อ” ในเลือดและตระหนักว่าตัวอ่อนของกบประกอบด้วย“ อนุภาค” ทรงกลมเช่นกัน

โรเบิร์ตฮุคเป็นคนที่บัญญัติศัพท์ "เซลล์" เพื่ออธิบายเซลล์ที่เขาสังเกตเห็นเมื่อมองไปที่แผ่นไม้ก๊อกผ่านกล้องจุลทรรศน์ ในขณะที่ Leeuwenhoek ทุ่มเทแรงกายแรงใจให้กับการผลิตกล้องจุลทรรศน์และการสังเกตตัวอย่างซ้ำ ๆ จากที่ต่างๆเพื่อยืนยันการดำรงอยู่ของชีวิตนาที

ทั้ง Hooke และ Leeuwenhoek ถือได้ว่าเป็น“ บรรพบุรุษ” ของจุลชีววิทยาเนื่องจากเป็นกลุ่มแรกที่รายงานการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตด้วยกล้องจุลทรรศน์ในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติที่แตกต่างกัน (แหล่งน้ำเศษสิ่งสกปรกจากฟันปลอมน้ำอสุจิ ฯลฯ )

ผู้เขียนอีกสองคนในเวลานั้น Marcello Malpighi และ Nehemiah Grew ได้ศึกษารายละเอียดเกี่ยวกับเนื้อเยื่อพืชบางส่วน สิ่งพิมพ์ของ Malpighi (1671) และ Grew ระบุว่าผู้เขียนทั้งสองระบุโครงสร้างของเซลล์ในระหว่างการสังเกต แต่เรียกสิ่งเหล่านี้ว่า "เซลล์", "รูขุมขน" หรือ "saccules"

เซลล์ยูคาริโอตของพืช

การหักล้างทฤษฎีเกี่ยวกับการสร้างที่เกิดขึ้นเอง

เป็นเวลาหลายศตวรรษที่ชุมชนวิทยาศาสตร์ดำรงตำแหน่งว่าสิ่งมีชีวิตสามารถสร้างขึ้นเองได้จากสิ่งไม่มีชีวิต (เฉื่อยไม่มีชีวิต) โดยอาศัย "พลังสำคัญ" หรือ "ศักยภาพ" ขององค์ประกอบต่างๆเช่นน้ำและโลก เพื่อสร้างชีวิต

อย่างไรก็ตามสมมติฐานเหล่านี้ถูกหักล้างโดยการทดลองของ Lazzaro Spallanzani ชาวอิตาลีซึ่งแสดงให้เห็นในปี 1767 ว่าเมื่อน้ำจากบ่อหรือบ่อน้ำถูกต้มกล่าวว่า "พลังสำคัญ" หายไปซึ่งบ่งบอกว่าสิ่งที่มีอยู่ในน้ำคือสิ่งมีชีวิต .

ดังนั้นผลงานของเขาจึงเป็นผู้บุกเบิกการสาธิตว่าชีวิตจะเกิดขึ้นได้จากสิ่งมีชีวิตที่มีอยู่ก่อนแล้วหรือสิ่งที่เหมือนกันคือเซลล์ทั้งหมดมาจากเซลล์อื่นไม่ใช่จากสสารเฉื่อย

ประมาณหนึ่งศตวรรษหลังจากการทำงานของ Spallanzani หลุยส์ปาสเตอร์ชาวฝรั่งเศสได้วางแบบอย่างด้วยการทดลองของเขาเองซึ่งแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าการสร้างที่เกิดขึ้นเองไม่มีที่ใดในโลกวิทยาศาสตร์

สมมุติฐานของทฤษฎีเซลล์

หนึ่งในสมมติฐานของทฤษฎีเซลล์คือเซลล์มาจากเซลล์ที่มีอยู่แล้ว

แม้ว่าทฤษฎีเซลล์จะถูกกำหนดขึ้นโดยอาศัยการสังเกตของสิ่งมีชีวิตที่ "สูงกว่า" แต่ก็ใช้ได้กับสิ่งมีชีวิตทุกชนิดแม้แต่สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวเช่นปรสิตและแบคทีเรียบางชนิด

สมมติฐานหลักของทฤษฎีเซลล์มีสามประการ:

1- สิ่งมีชีวิตทั้งหมดประกอบด้วยเซลล์

Schleiden นักพฤกษศาสตร์และนักสัตววิทยา T. Schwann เสนอสมมติฐานนี้โดยระบุว่าในระดับกล้องจุลทรรศน์พืชและสัตว์ประกอบด้วยเซลล์

2- เซลล์เป็นหน่วยพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด

หลักการนี้ได้รับการตั้งสมมติฐานโดย Schleiden และ Schwann และเป็นหลักการพื้นฐานในการกำหนดสิ่งมีชีวิต สิ่งมีชีวิตทั้งหมดประกอบด้วยเซลล์ไม่ว่าจะเป็นเซลล์เดียวหรือหลายเซลล์

3- เซลล์สามารถมาจากเซลล์ที่มีอยู่ก่อนแล้วเท่านั้นไม่ใช่โดยการสร้างขึ้นเอง

หลักการนี้กำหนดขึ้นโดยรูดอล์ฟเวียร์ชอว์

ต่อมาผู้เขียนคนอื่น A. Weismann ได้เพิ่มข้อสรุปต่อไปนี้ให้กับทฤษฎี:

- เซลล์ที่เรารู้จักในปัจจุบัน ("สมัยใหม่") มีต้นกำเนิดมาจากเซลล์ "บรรพบุรุษ" กลุ่มเล็ก ๆ

ข้อสรุปที่สามารถพิสูจน์ได้เนื่องจากความคล้ายคลึงกันที่พบระหว่างโปรตีนเชิงซ้อนบางชนิดที่พบในเซลล์ทั้งหมดไซโตโครมเป็นหนึ่งในตัวอย่างที่ดีที่สุดของโปรตีนเหล่านี้เนื่องจากมีการ "อนุรักษ์" ในแง่ของโครงสร้างและหน้าที่ทั้งในแบคทีเรียและ ในพืชและสัตว์

ผู้เขียนหลัก

แม้ว่า M. Schleiden, T. Schwann และ R.Virchow จะเป็นตัวละครเอกในการกำหนดทฤษฎีเซลล์อย่างที่เรารู้จักในปัจจุบัน แต่หลายคนเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่เข้าร่วมในการสร้างขั้นสุดท้ายไม่ว่าจะโดยตรงหรือโดยอ้อม

โรเบิร์ตฮุค (1635-1702)

ภาพเหมือนของ Robert Hooke (ที่มา: Gustav VH ผ่าน Wikimedia Commons)

นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษผู้มีคุณธรรมผู้นี้ไม่เพียง แต่ค้นพบในสาขาชีววิทยาเท่านั้น แต่ยังสนใจในฟิสิกส์และดาราศาสตร์ด้วย

ในปี ค.ศ. 1665 เขาได้นำเสนอหนังสือต่อราชสมาคมแห่งลอนดอนชื่อ "Micrography หรือคำอธิบายทางสรีรวิทยาของร่างกายขนาดเล็กผ่านแว่นขยาย" (จาก Micrographia ภาษาอังกฤษหรือคำอธิบายทางสรีรวิทยาของร่างกายขนาดเล็กโดยแว่นขยาย)

ในหนังสือเล่มนี้ Hooke เน้นการสังเกตที่เขาทำบนแผ่นไม้ก๊อกซึ่งเขาระบุหน่วยที่คล้ายกับ "เซลล์" ที่เขาเรียกว่า "เซลล์" ด้วยการขยายเพียง 30 เท่า Hooke สังเกตเห็นรูปแบบเดียวกันในพืชอื่น ๆ และในกระดูกของสัตว์บางชนิดโดยบอกว่าเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิตประกอบด้วย "รูขุมขน" หรือ "เซลล์" เดียวกัน

Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723)

ภาพเหมือนของ Antoni van Leeuwenhoek (ที่มา: Jan Verkolje (1650-1693) ผ่าน Wikimedia Commons)

ร่วมสมัยกับ Robert Hooke ชาวดัตช์ A. เขาเป็นผู้เขียนคนแรกที่แสดงเซลล์ที่มีชีวิต (ฮุคเห็นเฉพาะเซลล์ที่ตายแล้วจากเปลือกของต้นไม้บางชนิดและกระดูกของสัตว์บางชนิด)

นอกจากนี้การออกแบบกล้องจุลทรรศน์ของเขาทำให้เขาสามารถชื่นชมโครงสร้างของเซลล์ในรายละเอียดที่มากขึ้นและนำเขาไปสู่การค้นพบสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวจำนวนมากที่เขาเรียกว่า "สัตว์เซลล์" ซึ่งปัจจุบันเป็นที่รู้จักกันว่าเป็นทั้งสัตว์และพืชเซลล์เดียว

ในปี 1674 Leeuwenhoek ได้อธิบายเซลล์เม็ดเลือดแดงและอสุจิในน้ำอสุจิของตัวเองเป็นครั้งแรก

Matthias Schleiden (1804-1881)

ภาพเหมือนของ Matthias Schleiden (ที่มา: Fæผ่าน Wikimedia Commons)

นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันซึ่งเป็นศาสตราจารย์ด้านพฤกษศาสตร์เป็นผู้ "กำหนด" ทฤษฎีเซลล์จากการสังเกตของเขาในเนื้อเยื่อพืช นอกจากนี้เขาสนใจเรื่องต้นกำเนิดของเซลล์อย่างมากเขาจึงทุ่มเทให้กับการศึกษาโดยใช้เอ็มบริโอจากเนื้อเยื่อพืช

Schleiden กล้าเสนอว่าเซลล์พัฒนา "de novo" จากมวลของเม็ดเล็ก ๆ ภายในเซลล์ซึ่งก่อตัวเป็น "นิวเคลียส" ที่มีการเจริญเติบโตก้าวหน้ากลายเป็นเซลล์ใหม่

Theodor Schwann (1810-1882)

ภาพเหมือนของ Theodor Schwann (ที่มา: Fæผ่าน Wikimedia Commons)

ผู้เขียนชาวเยอรมันผู้นี้รับผิดชอบในการ "สรุป" ทฤษฎีเซลล์สำหรับสิ่งมีชีวิตทุกชนิดรวมทั้งพืชและสัตว์

Schwann อธิบายเซลล์ที่มีนิวเคลียสในเนื้อเยื่อต่างๆ: ในเซลล์ของ notochord และกระดูกอ่อนในตัวอ่อนคางคกในตับไตตับอ่อนต่อมน้ำลายและเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของตัวอ่อนหมู

ผลการวิจัยของเขาได้รับการรายงานในปี 1838 ใน "Field Notes on Nature and Medicine" ผู้เขียนคนนี้ยังมีส่วนร่วมที่สำคัญต่อระบบประสาทเนื่องจากเขาเป็นคนแรกที่อธิบายถึงเยื่อหุ้มเซลล์ที่ล้อมรอบกระบวนการของเซลล์ประสาท

โรเบิร์ตบราวน์ (1773-1858)

นักพฤกษศาสตร์และแพทย์ชาวสก็อตคนนี้เป็นคนแรก (ในปี พ.ศ. 2374) ที่ยอมรับว่านิวเคลียสเป็นส่วนสำคัญของเซลล์ที่มีชีวิตด้วยการสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์บนใบกล้วยไม้ บราวน์เป็นผู้บัญญัติศัพท์คำว่า "นิวเคลียส" เพื่ออธิบาย "areola วงกลมทึบแสงเดียว" ที่อยู่ใจกลางเซลล์

รูดอล์ฟเวอร์ชอว์ (1821-1902)

ภาพเหมือนของ Rudolf Virchow (ที่มา: http://ihm.nlm.nih.gov/images/B25666 ผ่าน Wikimedia Commons)

แพทย์และนักพยาธิวิทยาชาวเยอรมันคนนี้ได้รับมอบหมายให้ตีพิมพ์เป็นลายลักษณ์อักษรในปีพ. ศ. 2398 ความคิดที่ว่าเซลล์ทุกเซลล์มาจากเซลล์ที่มีอยู่ก่อน (omnis cellula e cellula) ซึ่งพิจารณาถึงความเป็นไปได้ที่จะเกิดขึ้นเอง

ไม่กี่ปีก่อนหน้านี้เขาประกาศว่า: "เซลล์ในฐานะที่เป็นรูปแบบที่ง่ายที่สุดของการสำแดงชีวิตซึ่งยังคงแสดงถึงความคิดของชีวิตคือเอกภาพทางธรรมชาติสิ่งมีชีวิตที่แบ่งแยกไม่ได้"

หลุยส์ปาสเตอร์ (พ.ศ. 2365-2438)

ภาพเหมือนของ Louis Pasteur (ที่มา: Paul Nadar ผ่าน Wikimedia Commons)

เป็นนักจุลชีววิทยาชาวฝรั่งเศสคนนี้ที่ทิ้งทฤษฎีการสร้างขึ้นเองโดยสิ้นเชิงเนื่องจากการทดลองที่เขาดำเนินการในช่วงทศวรรษที่ 1850 ซึ่งเขาแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มจำนวนของสิ่งมีชีวิตที่มีเซลล์เดียวเกิดขึ้นจากสิ่งมีชีวิตที่มีอยู่แล้ว

ความเชื่อมั่นของเขาทำให้เขาออกแบบขั้นตอนการทดลองโดยเขาแสดงให้เห็นว่า "น้ำซุปเนื้อ" สามารถฆ่าเชื้อได้โดยการต้มในขวด "คอห่าน" ซึ่งสามารถ "ดักจับ" อนุภาคฝุ่นและสิ่งปนเปื้อนอื่น ๆ ก่อนที่จะ ถึงด้านล่างของภาชนะ

ปาสเตอร์แสดงให้เห็นว่าหากต้มน้ำซุปแล้วคอขวดแตกและปล่อยให้สัมผัสกับอากาศในที่สุดก็จะปนเปื้อนกลายเป็นขุ่นเนื่องจากการปนเปื้อนของจุลินทรีย์

สิ่งสำคัญคือต้องเน้นว่าผู้เขียนคนอื่น ๆ เช่น Carl Benda (1857–1933) และ Camilo Golgi (1843–1926) (เป็นต้น) ในภายหลังได้ให้การสนับสนุนที่สำคัญเกี่ยวกับการชี้แจงโครงสร้างภายในของเซลล์ยูคาริโอตโดยอธิบายถึงออร์แกเนลล์หลักและหน้าที่ของพวกมัน .

อ้างอิง

1. Alberts, B. , Bray, D. , Hopkin, K. , Johnson, AD, Lewis, J. , Raff, M. , … & Walter, P. (2013) ชีววิทยาของเซลล์ที่จำเป็น การ์แลนด์วิทยาศาสตร์.
2. Mazzarello, P. (1999). แนวคิดการรวมกัน: ประวัติความเป็นมาของทฤษฎีเซลล์ ชีววิทยาของเซลล์ธรรมชาติ, 1 (1), E13.
3. Nabors, MW (2004). ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับพฤกษศาสตร์ (เลขที่ 580 N117i) เพียร์สัน
4. Ribatti, D. (2018). บันทึกทางประวัติศาสตร์เกี่ยวกับทฤษฎีเซลล์ การวิจัยเซลล์ทดลอง, 364 (1), 1-4.
5. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011) ชีววิทยา (9th edn). Brooks / Cole, Cengage Learning: สหรัฐอเมริกา
6. วิลลานูวาเจอาร์ (1970) เซลล์ที่มีชีวิต
7. Willey, JM, Sherwood, L. , & Woolverton, CJ (2008) Prescott, Harley และ Klein จุลชีววิทยา การศึกษาระดับอุดมศึกษา McGraw-Hill