WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 21 |

«Так называемый сложный микроскоп изобрели приблизительно в 1609 году независимо друг от друга Захария Янссен (ок. 1588— ок. 1631) и Галилео Галилей (1564—1642) [367]. ...»

-- [ Страница 1 ] --

ГЛАВА 1.

ЧТО ЗНАЧИТ ВЗЯТЬСЯ

НЕ С ТОГО КОНЦА

Так называемый «сложный микроскоп» изобрели приблизительно

в 1609 году независимо друг от друга Захария Янссен (ок. 1588—

ок. 1631) и Галилео Галилей (1564—1642) [367]. Роберт Гук (1635—

1703), по отзывам современников, «человек не только выдающегося

таланта изобретателя, но и незаурядных добродетелей» [459, 3 p. 295],

при помощи этого микроскопа обнаружил в куске коры пробкового дерева мельчайшие заполненные воздухом полости, которые и на­ звал клетками. Он еще раз использовал это слово в своем сборнике микроскопических наблюдений «Микрография» (“Micrographia”) [368], вышедшем в 1665 году, где назвал клетками наполненные жид­ костью полости, найденные в сердцевине моркови, а также в фенхеле, папоротнике и других растениях. Гук считал, что по этим «клеткам»

осуществляется сообщение между различными частями растения.

Десятилетие спустя Антони ван Левенгук (1632—1723), исследуя под однолинзовым микроскопом водный экстракт острого перца в по­ исках причины его жгучести, увидел крошечные анималькулы (бак­ терии) [367]. Правда, он не мог заключить, что каждая анимальку­ ла представляет собой отдельную клетку: помимо прочих причин, само слово «клетка» тогда имело значение, далекое от нынешнего.

С конца XVII века до начала XIX фактически не существовало об­ щепринятого понимания термина «клетка». Фон Галлер [309, p. 393], Грю [3, p. 380] и, позднее, Бриссо­Мирбель [460], как и сам Гук, на­ зывали клетками полости или пространства биологического объекта, заполненные жидкостью. Мальпиги и Мольденгавер настаивали, что клетки являются замкнутыми мешочками [3, p. 180—184].

Переключение внимания ученых с формы клеток на их содержи­ мое завершилось в 1805 году, когда Готфрид Тревиранус показал, что две соседние клетки почки лютика разделены не одной, а двумя мембранами, так что могут быть разъединены без нарушения их целостности [461]. Именно после этого открытия мнение о клетке как о самостоятельном объекте стало главенствующим. Однако вряд ли можно в полном смысле слова сказать, что одна точка зрения одер­ жала победу над другой: ученые спорили просто о разных структу­ рах [462, 463]. Одни сосредоточили свое внимание на срезах тканей, позже названных ксилемой и флоэмой; другие — на тех самых клет­ ках, о которых мы сейчас так много знаем.

В период с 1835 по 1840 год официально существовали две основ­ ные биологические концепции: клеточная теория Теодора Шванна [1, 335], утверждавшая клетки основными структурными единицами Физическая теория живой клетки: незамеченная революция всех животных и растений, и саркода Феликса Дюжардена [2] — еще более мелкая структурная единица жизни. Безотносительно ис­ торической значимости каждой из этих концепций, ни одна из них не возникла на пустом месте (см. главу 2 и рис. 72).

Любимым объектом первых микроскопических исследований жи­ вых существ с легкой руки Роберта Гука были зрелые растительные клетки. Больших размеров, с четкими границами, всегда доступные для исследования, длительно сохраняющиеся, — они казались пре­ красным материалом для клеточных изысканий. Увы, видимая до­ ступность таила в себе западню, открывшуюся лишь в наши дни.

Рис. 1. Плазмолиз зрелой растительной клетки. A — нормаль­ ная клетка с централь­ ной вакуолью. Б — протопласт, твердая клеточная оболочка, содержащая сжавшу­ юся в гипертоническом растворе цитоплазму с ядром и другими органеллами, заклю­ ченную в плазмати­ ческую мембрану. (По Гласстону [13]) Внимание Шванна было сосредоточено именно на зрелых расти­ тельных клетках [1]. Объектом же исследований Дюжардена были существа, называвшиеся тогда Infusoria [323], а ныне известные как простейшие. При повреждении этих одноклеточных организмов из них истекала студенистая, не смешивающаяся с водой субстанция, описанная Дюжарденом как gelee vivante (живое желе) и названная саркодой [2].

По мнению Шванна, мембраны, окружающие клетку и ядро, являлись гораздо более важной частью клетки по сравнению с жид­ костью (Zwischenraum), заполнявшей пространство между ними [3, p. 193—194]. А зрелая растительная клетка, изображенная на рис. 1А, напоминает слова Шванна об «одной пустой клетке внутри другой» [3, p. 193]. Однако, в отличие от зрелых, молодые раститель­ ные клетки практически лишены вакуолей, как и животные клет­ ки, и представляют собой сплошную массу живого вещества. Через десяток лет после того, как Дюжарден ввел понятие саркоды, два ботаника, Карл фон Негели и Гуго фон Моль, описали вязкую жид­ кость в молодых растительных клетках, которую фон Моль назвал протоплазмой [6, 7]. Во внушительном сравнительном исследовании Фердинанд Кон показал, что саркода животных и протоплазма рас­ тений — одно и то же [8]. Вследствие этого Роберт Ремак предло­ Появление более совершенных микроскопов не только расширило диапазон доступных для исследования клеток, но и повысило точ­ ность наблюдений. В результате появились новые взгляды на приро­ ду типичной клетки. Так, Франц Лейдиг в 1857 году провозгласил:

«Содержимое клетки имеет более высокий ранг, чем мембрана» [10].

А в 1861 году Максом Шульце (1825—1874) была впервые провоз­ глашена его знаменитая «протоплазматическая доктрина»: клет­ ки — это «голые комочки протоплазмы, содержащие ядро» [11].

Ни Лейдиг, ни Шульце не признавали существование мембраны, окружающей клетку и отличающейся от протоплазмы по химиче­ ским свойствам [3, p. 200].



К концу XIX века гистологи договорились считать большинство клеток по своей природе сплошными телами. А в 1928 году Эдмунд Бичер Уилсон, представляя свой эпохальный труд «Клетка и ее роль в развитии и наследственности», подчеркнул неверность самого тер­ мина «клетка»: клетки, «как правило, представляют собой отнюдь не пустые полости, как могло бы показаться из названия, а сплошные тела» [12, p. 4].

ФИЗИОЛОГИ ПОВТОРЯЮТ

ОШИБКИ МОРФОЛОГОВ

До сих пор мы говорили о структуре клетки, ее анатомии. Как уже сказано выше, изучением функционирования клеток занимается физиология клетки. Однако осмыслить клеточные функции можно, лишь познав ее анатомию, которой занимается морфология. И, ко­ нечно, при неправильном понимании строения клетки немыслимо правильное понимание ее физиологии.

В идеале начинать исследования физиологии клетки следовало бы лишь после досконального изучения ее структуры. На практи­ ке же исследования физиологов намного опередили даже осознание того факта, что клетка является сплошным телом. Нечего и удив­ ляться, что внимание первых физиологов, как и первых морфологов, привлекали зрелые растительные клетки. В результате физиологи совершили ту же ошибку — распространили свойства, обнаружен­ ные у достаточно нетипичной зрелой растительной клетки, на клетку вообще. При таких взглядах адекватной моделью любой клетки мог бы служить, например, наполненный жидкостью мочевой пузырь свиньи, как это и произошло в описываемом ниже случае.

Аббат Нолле (1700—1770), наставник короля Франции Людовика XV в области естественных наук, научный оппонент Бенджамина Франклина (1706—1790) в его взглядах на электричество, первым осуществил эксперимент с осмосом в 1748 году. Нолле, погружая в воду свиной мочевой пузырь, наполненный смесью воды и этило­ вого спирта, обнаружил, что вода проникала через стенку пузыря внутрь, в то время как спирт не мог выйти наружу [13, p. 651]. Так было открыто необычное свойство стенки мочевого пузыря, которое позднее Вант­Гофф (1826—1894) назвал полупроницаемостью [14].

Открытие Нолле также стало основой для судьбоносного экспери­ мента на искусственных мембранах Морица Траубе. Тем не менее, интерпретация опытов Нолле и опытов Траубе, описываемых в сле­ дующей главе, дала ученым ложный след в понимании свойств жи­ вой клетки.

Первыми физиологами, ставившими опыты на живых клетках, были Рене Дютроше (1776—1847) [3, p. 184—188] и Вильгельм Пфеффер (1845—1920) [15, p. 10—11]. Оба были ботаниками, и оба работали в основном со зрелыми растительными клетками. Подобно Жану Батисту Ламарку (1744—1829) [308] и Лоренцу Окену (1779— 1851) [5], Дютроше считал клетку основной единицей жизни еще до того, как к этому заключению пришел Теодор Шванн и Матиас Шлейден (1804—1881) [3, p. 188—189].

Движение, согласно взглядам Дютроше, было жизнью, а его пре­ кращение — смертью. Изучая движение воды внутрь зрелых рас­ тительных клеток и из них наружу, он назвал эти процессы соответ­ ственно эндосмосом и экзосмосом [16]. Приставки были впоследствии отброшены, и с тех пор самопроизвольное движение воды в клетку или из нее, а также в соответствующих искусственных системах на­ зывается осмосом.

Из предыдущей главы мы узнали, что морфологи довольно быс­ тро поняли, что клетка вовсе не является лишь полостью, заполнен­ ной жидкостью. Но физиологи, в отличие от них, долго пребывали в заблуждении на этот счет даже после того, как гистологи пере­ смотрели свои взгляды. Более того, это застаревшее заблуждение продолжает владеть их умами по сей день! Как старая мембранная теория, так и ее современная модификация — теория мембранных насосов — изображали и изображают клетку всего лишь раствором веществ, заключенным в мембрану.

РОЖДЕНИЕ МЕМБРАННОЙ ТЕОРИИ

Мориц Траубе (1826—1894), торговец и естествоиспытатель­ любитель из Берлина, однажды сделал простое, но ставшее истори­ ческим открытие [17]. Оказывается, если каплю раствора сульфата меди привести в соприкосновение с каплей раствора ферроцианида калия, то по линии их контакта образуется тончайшая пленка крас­ новато­коричневого преципитата — ферроцианида меди. При этом дальнейшая преципитация прекращается, так как образовавшаяся пленка препятствует перемещению ионов меди и ферроцианида на­ встречу друг другу.

Траубе опубликовал свои наблюдения в 1867 году [17]. Их значе­ ние сразу же оценил Вильгельм Пфеффер. Он провел преципитацию ферроцианида меди в пористой стенке фарфорового цилиндра, в ре­ зультате чего вместо хрупкой пленки Траубе была получена прочная экспериментальная модель мембраны, сопротивлявшаяся не только перемещению ионов, но даже механическому давлению. Помещая растворы сахарозы различных концентраций по разные стороны ферроцианидной мембраны, «армированной» керамикой, Пфеффер обнаружил, что вода перемещается через нее из разбавленного рас­ твора в более концентрированный [18], что соответствовало резуль­ татам опытов аббата Нолле на импровизированной мембране, по­ лученной из мертвого животного, и Дютроше — на живых зрелых растительных клетках.

Пфеффер также обнаружил, что такое осмотическое движение воды можно прекратить, приложив достаточное механическое давле­ ние со стороны более концентрированного раствора сахарозы (вели­ чина необходимого давления была названа осмотическим давлением). Было показано, что, если с одной стороны мембраны помещать растворы сахарозы различных концентраций, а с другой — воду, или же при равных концентрациях сахарозы менять температуру одного из растворов, осмотическое давление (p) изменяется прямо пропорционально концентрации (C) или абсолютной температуре (T) соответственно [18].



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 21 |
 



Похожие работы:

«Утверждено решением методического совета протокол № от _20 г. Приказ № от __20 г. Директор (Нестерова Т.И.) М. П. РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА по ЭКОЛОГИИ 10-12 классы (3 года обучения) Программа факультативного курса Основы экологии разработана на основе федерального компонента государственного стандарта среднего (полного) общего образования на базовом уровне и примерной программы среднего (полного) общего образования по биологии (экологии) (базовый уровень) Программу разработала Коломиец С. Г....»

«Закон Азербайджанской Республики О рыболовстве Настоящий Закон определяет правовые основы организации и управления рыболовством, увеличением рыбных запасов, их использования и охраны в Азербайджанской Республике. Глава I. Общие положения Статья 1. Основные термины и понятия Термины и понятия, используемые в настоящем Законе, выражают следующие значения: рыбоводство - система биологических, биотехнических, технологических и организационных мероприятий, направленных на увеличение,...»

«СОГЛАСОВАНА УТВЕРЖДАЮ Заместитель директора по НМР Директор гимназии №2 _ Т.В.Лимберг _И.А.Шендрик _ _ 2013 года _ _2013 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА По курсу Биология Ступень обучения основное общее образование для 6 А, 6Б, 6 В, 6Г, 6 Я классов РАЗРАБОТЧИК: Передериева Елена Валентиновна учитель биологии ПРИНЯТА На заседании методического объединения Протокол № от _ _ 2013 года Руководитель МО _ Е.В. Белобородова 2013 г. Пояснительная записка Рабочая программа курса биологии составлена на основе...»

«Глава 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОЗЕЛЕНЕНИЯ ГОРОДОВ LANDSCAPE PLANNING ON (IN) THE RIVER – ON VISIONS AND THEIR REALISATION Raderbauer HansJorg Freiland Umweltconsulting Ziviltechniker GmbH Graz, the capital of Styria, has undergone a dynamic transformation. A comparison of old maps reveals the rapid expansion of the city centre. If the settlement growth seen hitherto continues, we can expect Graz and the towns in the surrounding area to have merged together by 2050. The River Mur...»

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ДОКЛАД О СОСТОЯНИИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ РЕСПУБЛИКИ КАРЕЛИЯ В 2011 ГОДУ Петрозаводск 2012 ББК 20.1(2Рос.Кар) УДК 502/504 Г 72 Г 72 Государственный доклад о состоянии окружающей среды Республики Карелия в 2011 году / Министерство по природопользованию и экологии Республики Карелия; [редкол.: А.Н. Громцев (гл. ред.) и др.]. – Петрозаводск: Андреев П.Н., 2012. – 294 с. Электронный вариант на сайте: gov.karelia.ru ББК 20.1(2Рос.Кар) УДК 502/504 ISBN 978-5-905578-05-2 © Мин-во по...»

«ГОРЫ И ГОРЦЫ АЛТАЯ И ДРУГИХ СТРАН ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЕВРАЗИИ Материалы международного симпозиума Горно-Алтайск 2000 Печатается по решению редакционно-издательского совета ГАГУ Горы и горцы Алтая и других стран Центральной Евразии: Материалы международного симпозиума / Под. Ред.: А.М. Маринина. Горно-Алтайск: РИО Универ-Принт, ГАГУ, 2000, 234 с. Международный симпозиум Горы и горцы Алтая и других стран Центральной Евразии посвящен важной географической проблеме – устойчивому развитию горных территорий....»

«.00.14–.00.11– – 2013 НПЦ АРМБИОТЕХНОЛОГИЯ НАН РА БЕЛЯЕВА ОЛЬГА АЛЕКСАНДРОВНА ИЗУЧЕНИЕ АГРОБИОЦЕНОЗОВ ГОРНОРУДНЫХ РАЙОНОВ АРМЕНИИ И БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальностям 03.00.14–Биотехнология и 03.00.11–Экология Ереван – 2013 ` -...,. `.,..,. `. 2013. 5-, 16:00, - - 018 : ` 0056,., 14, / (+374 10) 65 41 83 - : 2013. 5-:.. Тема диссертации утверждена в Центре...»

«Программа предназначена для поступающих на факультеты: биолого-почвенный: Биология, Почвоведение; фармацевтический факультет: Фармация; философии и психологии: Психология, Психолого-педагогическое образование, сокращенная программа бакалавриата на базе высшего профессионального образования по направлению Психология. Программа разработана на основе примерной программы по биологии (письмо Министерства образования РФ от 18 февраля 2000 г. № 14-51-129ин/12 О примерных программах вступительных...»

«КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ЛЕСНАЯ ФИТОПАТОЛОГИЯ 6.040102 БИОЛОГИЯ (шифр и название направления подготовки) Специализации микология и фитоиммунология (название специализации) Биологического факультета (название факультета) ХАРЬКОВ 2013 ЛЕСНАЯ ФИТОПАТОЛОГИЯ. Курс лекций по учебной дисциплине для студентов по направлению подготовки 6.040102 - биология, 2013. 62 с. Составитель: Усиченко Андрей Сергеевич, к.б.н., старший преподаватель 2 ЛЕКЦИЯ №1. ИСТОРИЯ ЛЕСНОЙ ФИТОПАТОЛОГИИ. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ. Лесная...»

«Период господства лысенковщины в биологии поставил своего рода грандиозный эксперимент по социальной психологии, подлежащий серьезному изучению. Так спустя много лет после 1948 г. писал известный биолог В. Я. Александров, с достоинством выдержавший смертоносный шквал.1 Эксперимент выявил пределы прочности моральных устоев людей и поведение научного сообщества в условиях жестокого стресса. Несогласие с официально утвержденными установками мичуринской биологии расценивалось как недопустимая...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.