Клетка — наименьшая структурная единица организма, наделенная всеми основными признаками живого, а именно: обменом веществ и преобразованием энергии, наследственностью и изменчивостью, саморегуляцией, размножением, ростом и развитием, раздражимостью. В более мелких единицах материи все эти свойства в совокупности не проявляются. Из клеток построены тела всех организмов — бактерий, протистов, грибов, растений и животных. Свободноживущих неклеточных форм жизни не существует.
Многие процессы, характерные для живых организмов, протекают именно в клетках (например, синтез органических веществ, дыхание и т. д.), т. е. клетка является единицей функционирования живых организмов.
Организмы начинают свое развитие с одной клетки (делящаяся клетка одноклеточных организмов, спора или зигота) или группы клеток (почкование, фрагментация и т. п.). Это означает, что клетка является также единицей развития живых организмов.
Наука о клетке — цитология — изучает химический состав клетки, ее структуру и процессы жизнеобеспечения. В настоящее время цитология — одна из интенсивно развивающихся дисциплин биологии. Начало изучению клетки было положено английским физиком Р. Гуком еще в 1665 г. Именно Р. Гук с помощью созданного им микроскопа впервые рассмотрел срез пробки и увидел ее ячеистое строение. Ячейку он назвал латинским словом «cellula» — клетка. Тогда он видел стенки мертвых клеток из целлюлозы (обратите внимание на сходство названий). Позже клеточное строение растений подтвердили итальянец М. Мальпиги (1675), англичанин Н. Грю (1682). Животные клетки (эритроциты и сперматозоиды) впервые увидел голландец А. ван Левенгук (1674). Он также впервые описал одноклеточные организмы — инфузории, амебы, бактерии. В дальнейшем проводились работы на разных объектах, совершенствовалась техника микроскопирования, что позволило получить много ценного материала по изучению клетки. Были открыты цитоплазма, ядро и другие органоиды клетки. Все научные достижения того времени были обобщены немецким зоологом Т. Шванном в виде клеточной теории (1839). Основу теории составляло положение о том, что все живые организмы состоят из клеток, а клетки растений и животных принципиально сходны между собой. Впоследствии это положение дополнил немецкий врач Р. Вирхов постулатом «клетка — от клетки? (1858). В настоящее время благодаря комплексному изучению клетки с использованием современных методов исследования удалось развить и углубить теорию Шванна. Выделяют следующие положения клеточной теории.
1. Клетка как элементарная открытая живая система способна к самообновлению, саморегуляции и самовоспроизведению, является основой строения и развития всех живых организмов.
2. Клетки всех организмов построены по единому принципу, сходны (гомологичны) по химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ.
3. Размножение клеток происходит путем их деления, и каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки.
4. В многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемым функциям и образуют ткани. Из тканей состоят органы и системы органов.
Клеточная теория служит фундаментальным обобщением биологии. Она устанавливает связь проявлений жизни на Земле с клеткой, отмечает универсальность принципов клеточной организации, определяет клетку не только как самостоятельную единицу, но и как составную часть живых организмов.
|