תורת התא: היסטוריה, מוצבים ומחברים - ביולוגיה - 2025

התיאוריה התא הוא תיאוריה מציעה כי כל היצורים החיים בנויים תאים. היא הוצעה על ידי מתיאס שליידן, תיאודור שוון ורודולף וירשוב בין השנים 1838 - 1859, והיא נחשבת לתורת המפתח ללידת ביולוגיה של התא.

הופעתה של תיאוריה זו השליכה באופן סופי את התפיסה האריסטוטלית כי החיים יכולים להתעורר על ידי דור ספונטני מחומר אינרטי או שאינו חי, רעיון המוחזק בעולם המדעי במשך מאות שנים רבות.

תאים ברקמה חיה של עלה צמח (מקור: Des_Callaghan דרך Wikimedia Commons)

כיום זה לא מטורף לחשוב שאורגניזמים שונים כמו בעלי חיים, צמחים וחיידקים, למשל, מורכבים מיחידות בסיסיות שוות ערך כמו תאים, אבל לפני מאות שנים הרעיונות האלה נראו מעט מופרכים.

בעזרת תצפית מיקרוסקופית פשוטה בעלים של צמח, עור דו-חיים, שערות יונק או מושבה של חיידקים, ניתן לומר במהירות שכולם מורכבים מיחידה בסיסית בעלת ארגון והרכב דומה. ; התא.

אורגניזמים תאיים אוקיארוטים מסוגים שונים ותאים של רקמות בעלי חיים מורכבות כמו המוח או השריר, למשל, שונים זה מזה באופן קיצוני הן במבנה והן בתפקוד, אך למרות זאת לכולם יש קרום המקיף אותם, ציטוזול אשר יש בו גרעין ואורגנלים בעלי יכולות פונקציונליות מסוימות.

תא אוקריוטי בעלי חיים. מקור: מאת Nikol valentina romero ruiz, מתוך ויקימדיה

למרות שהיא הוקמה כתיאוריה על ידי שלושה מחברים עיקריים, תיאוריית התא התקיימה בזכות ידע רב, תצפיות ותרומות קודמות של סופרים שונים, שסיפקו את קטעי הפאזל שליידן, שוון ווירטשוב היו מאוחדים יותר לאחר מכן, ואחרים ישכללו אחר כך.

רקע והיסטוריה של תורת התא

ניסוח תיאוריית התא על ידי שליידן, שוון ווירטשוב לא היה אפשרי ללא ההמצאה הקודמת של המיקרוסקופ, שהתרחשה באמצע המאה ה -17.

שתי דמויות חשובות היו מעורבות בתצפיות המיקרוסקופיות הראשונות של תאים ובייצור המיקרוסקופים האדודיים הראשונים: רוברט הוק בשנת 1665, ואחר כך אנטוני ואן ליוונהוק.

עם זאת, ישנם דיווחים על תצפיותיו של אתנסיוס קירשר שבשנת 1658 צפו ביצורים חיים (בנוסף לתולעים) הנוצרים על רקמות מתפוררות. בערך באותה תקופה תיאר סוואמרדם הגרמני "גופות" כדוריות בדם והבין שעוברי צפרדע מורכבים גם מ"חלקיקים "כדוריים.

רוברט הוק היה זה שטבע את המונח "תא" כדי לתאר את התאים שצפה כשהביט בסדין הפקק באמצעות מיקרוסקופ; ואילו ליוונהוק התמסר בלהט לייצור מיקרוסקופים ולתצפית חוזרת על דגימות ממקומות שונים, ומאשר את קיומם של חיי דקות.

הן הוק והן ליוונהוק היו יכולים להיחשב כ"אבות "של המיקרוביולוגיה, מכיוון שהם היו הראשונים שדיווחו על קיומם של אורגניזמים מיקרוסקופיים בסביבות טבע שונות (גופי מים, גרידות לכלוך מתותבות, זרע וכו ').

שני מחברים אחרים באותה תקופה, מרצ'לו מלפיגי ונחמיה גרו, חקרו כמה רקמות צמחים בפירוט. מפרסומי Malpighi (1671) וגרו עולה כי שני המחברים זיהו את מבנה התאים במהלך התצפיות שלהם, אך התייחסו אליהם כאל "תאים", "נקבוביות" או "סאקולות".

צמח תא אוקריוטי

הפריך תיאוריות על דור ספונטני

במשך מאות שנים, הקהילה המדעית החזיקה בעמדה כי ניתן היה לייצר חיים ספונטניים מחומר דומם (אינרטי, לא חי), בהתבסס על "הכוח החיוני" או "הפוטנציאל" של גורמים כמו מים ואדמה. לייצר חיים.

עם זאת, המוצבים הללו הופרכו על ידי הניסויים שערך הלזארו ספאלנזאני האיטלקי, שהראה בשנת 1767 שכאשר רותחים מים מבריכות או בארות, אמר "כוח חיוני" שנעלם, מה שרמז כי מה שהיה במים היו אורגניזמים חיים. .

לכן העבודות שלו היו חלוצות ההפגנה שהחיים יכולים להיווצר רק מחיים שקיימו לפני כן, או מה זהה, שכל התאים מגיעים מתאים אחרים ולא מחומר אינרטי.

כמאה שנה לאחר עבודתו של ספלאנזאני, הצרפתי לואי פסטר קבע את התקדים עם ניסויים משלו, והראה באופן סופי כי לדור הספונטני אין מקום בעולם המדעי.

Postulates של תאוריית התא

אחת המוצגות של תיאוריית התאים היא שתאים מגיעים מתאים שכבר היו קיימים

למרות שתורת התאים נוסחה על בסיס תצפיות שנעשו באורגניזמים "גבוהים יותר", היא תקפה לכל היצורים החיים, אפילו לאורגניזמים חד תאיים כמו טפילים וחיידקים מסוימים.

המוצבים העיקריים של תורת התא הם שלושה:

1- כל היצורים החיים מורכבים מתאים

הבוטנאי מ 'שליידן והזואולוג ט. שוון הציעו את התנוחה הזו, וקבעו כי ברמה המיקרוסקופית, צמחים ובעלי חיים מורכבים מתאים.

2- תאים הם היחידות הבסיסיות של כל היצורים החיים

עקרון זה הוצב גם על ידי שליידן ושוואן והוא עיקרון בסיסי להגדרת יצור חי; כל היצורים החיים מורכבים מתאים, בין אם הם חד-תאיים או רב-תאיים.

3-תאים יכולים להגיע רק מתאים קיימים ולא על ידי דור ספונטני

עיקרון זה הוקם על ידי רודולף וירצ'וב.

מאוחר יותר, מחבר אחר, A. Weismann, הוסיף את התיאוריה הבאה:

- התאים המוכרים לנו כיום ("מודרניים") מקורם בקבוצה קטנה של תאים "אבות"

הסבר שניתן להוכיח בזכות הדמיון שנמצא בין כמה חלבונים מורכבים המצויים בכל התאים, כאשר ציטוכרום הוא אחת הדוגמאות הטובות ביותר לחלבונים אלו, מכיוון שהוא "שמור" מבחינת מבנה ותפקוד בשני החיידקים וגם בצמחים ובעלי חיים.

מחברים עיקריים

למרות שמ 'שליידן, ט. שוון ור' וירצ'וב היו הגיבורים העיקריים בניסוח תורת התא כפי שאנו מכירים אותה כיום, רבים היו המדענים שהשתתפו, במישרין או בעקיפין, בהקמתה הסופית.

רוברט הוק (1635-1702)

דיוקן רוברט הוק (מקור: Gustav VH, באמצעות ויקימדיה Commons)

מדען אנגלי וירטואוזי זה לא רק גילה תחומי הביולוגיה, אלא התעניין גם בפיזיקה ואסטרונומיה.

בשנת 1665 הציג בפני החברה המלכותית של לונדון את ספרו בשם "מיקרוגרפיה או כמה תיאורים פיזיולוגיים של גופות זעירות דרך זכוכית מגדלת" (מתוך המיקרוגרפיה האנגלית או כמה תיאורים פיזיולוגיים של גופי מיניאטורות מאת זכוכית מגדלת).

בספר זה הוק מדגיש את התצפיות שעשה על דף הפקק, בהן זיהה יחידות הדומות ל"תאים "שכינה" תאים ". בהגדלה של פי 30 בלבד, הוק הבחין באותה תבנית בצמחים אחרים ובעצמותיהם של בעלי חיים מסוימים, והציע כי רקמות חיות מורכבות מאותם "נקבוביות" או "תאים".

אנטוני ואן ליוונהוק (1632-1723)

דיוקן אנטוני ואן ליוונהוק (מקור: יאן ורקולייה (1650-1693) באמצעות ויקימדיה Commons)

עכשווי עם רוברט הוק, הקדיש ההולנדי א. ליוונהוק ההולנדי חלק מחייו לייצור מיקרוסקופים ולתצפית על דגימות דרכם. הוא היה הסופר הראשון שהראה תאים חיים (הוק ראה רק תאים מתים מקליפת עצים מסוימים ועצם של כמה בעלי חיים).

בנוסף, העיצוב של המיקרוסקופים שלו איפשר לו להעריך את מבני התא ביתר פירוט הרבה יותר, והוביל אותו לגילוי של אורגניזמים חד-תאיים שכינה אותם "בעלי חיים", שכיום ידועים כבעלי חיים חד תאיים וצמחים כאחד.

בשנת 1674 תיאר ליוונהוק לראשונה תאי דם אדומים וזרע בזרע שלו.

מתיאס שליידן (1804-1881)

דיוקנו של מתיאס שליידן (מקור: Fæ, באמצעות Wikimedia Commons)

המדען הגרמני הזה, פרופסור לבוטניקה, היה זה ש"ניסח "את תורת התא על סמך תצפיותיו ברקמות הצמח. בנוסף, הוא ממש התעניין במוצאם של תאים, ולכן הקדיש את עצמו למחקרם באמצעות עוברים מרקמות צמחיות.

שליידן העז להציע כי התאים פיתחו "דה נובו" ממסה של גרגירים זעירים בתוך תאים, שיצרו "גרעין" שצמיחתו המתקדמת הפכה לתא חדש.

תיאודור שוון (1810-1882)

דיוקן תיאודור שוון (מקור: Fæ, באמצעות ויקימדיה Commons)

מחבר גרמני זה היה האחראי על "הכללה" של תורת התא לכל האורגניזמים החיים, כולל צמחים ובעלי חיים.

שוון תיאר תאים גרעיניים ברקמות שונות: בתאי הנגיעה והסחוס, בזחלי הקרפדה, בכבד, בכליות, בלבלב, בבלוטות הרוק ורקמות חיבור של עוברים של חזירים.

תוצאותיו דווחו בשנת 1838 ב"הערות שדה על טבע ורפואה ". מחבר זה גם תרם תרומות חשובות למדעי המוח, מכיוון שהיה הראשון שתיאר את הכיסוי הקרומי העוטף את תהליכי תאי העצב.

רוברט בראון (1773-1858)

הבוטנאי והרופא הסקוטי הזה היה הראשון (בשנת 1831) שהכיר בגרעין כחלק חיוני מתאים חיים, בזכות התצפיות המיקרוסקופיות שלו על עלי הסחלב. בראון היה זה שטבע את המושג "גרעין" כדי לתאר "אורולה עגולה אטומה אחת" במרכז התאים.

רודולף וירצ'וב (1821-1902)

דיוקנו של רודולף וירצ'וב (מקור: http://ihm.nlm.nih.gov/images/B25666 דרך ויקימדיה Commons)

הרופא והפתולוג הגרמני הזה הוזמן לפרסם בכתב, בשנת 1855, את הרעיון שכל תא מגיע מתא שקיים מראש (omnis cellula e cellula), תוך פסק האפשרות של דור ספונטני.

כמה שנים קודם לכן הוא הצהיר כי: "התא, כצורת הביטוי הפשוטה ביותר של החיים, שמייצגת בכל זאת את רעיון החיים, היא האחדות האורגנית, הישות החיה שאינה ניתנת לחלוקה."

לואי פסטר (1822-1895)

דיוקן לואי פסטר (מקור: Paul Nadar באמצעות Wikimedia Commons)

זה היה המיקרוביולוג הצרפתי הזה שהפסיק באופן סופי את תיאוריית הדור הספונטני, הודות לניסויים שערך בשנות החמישים של המאה העשרים, בהם הוא הדגים כי הכפל של אורגניזמים חד-תאיים התרחש מאורגניזמים שכבר היו קיימים.

הרשעתו הנחרצת הובילה אותו לתכנן נוהל ניסיוני שבאמצעותו הוא הדגים כי ניתן לעקר "מרק בשר" על ידי הרתחתו בבקבוק "צוואר אווז", המסוגל "לכוד" חלקיקי אבק ומזהמים אחרים לפני שהם להגיע לתחתית המכולה.

פסטר הראה שאם המרק היה מבושל ואז צוואר הבקבוק נשבר והוא הושאר חשוף לאוויר, הוא בסופו של דבר היה מזוהם, וכך הוא זכה למראה מעונן בגלל זיהום מיקרוביאלי.

חשוב להדגיש כי מחברים אחרים כמו קרל בנדה (1857–1933) וקמילו גולגי (1843–1926) (בין השאר) תרמו מאוחר יותר תרומות חשובות בנוגע לבירור המבנה הפנימי של תאים אוקיוטריים, תוך תיאור האברונים העיקריים שלהם ותפקידיהם. .

הפניות

1. אלברטס, ב., בריי, ד., הופקין, ק., ג'ונסון, א.ד., לואיס, ג'., רף, מ., … & וולטר, פ. (2013). ביולוגיה חיונית של תאים. גרלנד מדע.
2. Mazzarello, P. (1999). מושג מאחד: ההיסטוריה של תורת התא. ביולוגיה של תאי טבע, 1 (1), E13.
3. Nabors, MW (2004). מבוא לבוטניקה (מס '580 N117i). פירסון.
4. ריבטי, ד (2018). הערה היסטורית על תורת התא. מחקר תאים ניסיוני, 364 (1), 1-4.
5. סולומון, EP, ברג, LR ומרטין, DW (2011). ביולוגיה (edn 9). ברוקס / קול, לימוד Cengage: ארה"ב.
6. Villanueva, JR (1970). התא החי.
7. Willey, JM, Sherwood, L., and Woolverton, CJ (2008). המיקרוביולוגיה של פרסקוט, הארלי וקליין. McGraw-Hill השכלה גבוהה.