《人類科學技術史-291》細胞學的創立

細胞學的創立

細胞的發現始于17世紀中葉，1665年，胡克(1635-1702年，英國）用一臺自制的顯微鏡在觀察軟木片時發現了細胞，他寫道："這些空洞，或'細胞'，并不很深，而是由許許多多的小匣組成，它們是連續的長孔，用橫壁隔開。"細胞這個詞就是由胡克創造的，后來他還觀察過蕁麻葉表皮細胞的薄膜。17世紀70年代后，意大利解剖學家馬爾丕(1628-1694年）和荷蘭的顯微鏡專家列文虎克(1632-1723年）分別觀察過活的細胞和骨細胞等。但在此后的一百多年里對細胞的認識沒有新的發現。

19世紀初，德國的自然哲學家奧肯(1779-1851年）提出一切有機物都是由細胞組成的思想。他認為一切生物都來自某種原始的粘液，然后形成球形的小泡(細胞），中間是液體。小泡則是由大海中的無機物構成的。奧肯的思想啟發一批生物學家去探尋生命的"原始結構"，對細胞學說的提出產生了很大影響。

1828年，馮.莫爾(1805-1872年，德國）用顯微鏡仔細觀察植物的細胞壁結構，以及細胞質的流動現象。他發現細胞通過生成新的間壁完成增殖。

1831年，布朗醫生(1773-1858年，英國）用一臺改進了的消色差顯微鏡發現了著名的"布朗運動"。他在觀察蘭科植物表皮細胞時發現細胞中有一個小核，他稱之為"細胞核"。但這一發現未能引起重視。早在1825年，普金耶(1789-1869年，捷克）在雞卵巢中就曾觀察到雞的卵子中也有一個核，他把卵細胞的物質統稱原生質。1837年，他研究了神經細胞與小腦神經節細胞，他指出細胞不僅是只有一個堅硬的外殼，其內部還包含有原生質，原生質在細胞中應具有更重要的作用。他還宣布在動物脾臟和淋巴腺的細胞中觀察到細胞核。

1838年，生物學家彌勒(1801-1858年，德國）概括了上述成就，指出一切動物組織中都普遍存在細胞結構。舒爾茨(1825-1874年，德國）把細胞定為"一團有核的原生質"，并強調原生質才是生命的物質基礎；他還證明，在不同的植物細胞中，原生質基本上是相同的。在30年代，人們對細胞的研究已取得了一定的成果，這為細胞學說的誕生創造了條件。

細胞學說的建立歸功于植物學家施萊頓(1804-1881年，德國）和動物學家施旺(1810-1882年，德國）的工作。

施萊頓原是一名律師，后改學醫學和植物學。1838年，他發表了著名的論文《論植物的發生》，明確提出細胞是植物結構最基本的單位和借以發展的實體。這樣，他通過細胞找到了動物與植物的共同點。細胞不單是一個獨立的生命單元，而且由細胞組成了不同的生物個體，他把研究結果通知給施旺。施萊頓還在柏林求學時就結識了動物學家施旺，施旺是著名生物學家彌勒的學生，他自1835年起就從事研究發酵和腐敗的現象，并由酵母和微生物的研究認識到細胞的作用。當他得知施萊頓的研究成果后，便決心把它擴大到動物學領域里。1839年，施旺發表了題為《關于動物和植物在構造和生長方面一致性的顯微研究》。在這篇論文中，他通過蝌蚪的鰓軟骨及脊索的觀察與研究，發現了動物細胞的結構與細胞核，這樣，是他把施萊頓的學說成功地擴展到動物界，形成了完整的細胞學說。

細胞學說認為細胞是動、植物的最基本的結構單位。一切動、植物雖然形態千差萬別，但卻在細胞結構的基礎上統一起來。這個學說認為細胞是各自獨立的、完整的生命單位，如施萊頓所說："在每個單獨的細胞中都存在著生命的本質。"動、植物的發育過程就是細胞的形成過程，細胞一旦形成就被安排在一定的結構之中。但這一細胞學說只承認有機體僅是細胞簡單的總和。最低等的生物只有一個細胞，高等生物則由許多細胞組成。施旺還試圖對細胞分類，如血液細胞、皮膚細胞等。

施旺強調："有機體的基本部分不管怎樣不同，總有一個普遍的發育原則，這個原則便是細胞的形成。"而發育過程就是細胞的形成過程。施萊頓把這一過程具體化，他認為一個新細胞起源于一個老細胞的核。每個細胞都有兩個生命，一個屬于細胞自身的，另一個屬于生物組織全體的。細胞則依賴這兩種生命賦予的力量形成，這力量之一是新陳代謝，它把細胞內的物質轉化為可以形成新細胞的物質；另一種是吸引力，即通過濃縮和沉淀形成細胞之間的物質，最終形成新細胞。細胞核的作用是極重要的，它發展出細胞的其余部分。

新的細胞學說沒有細胞用分裂方式增殖的思想，對細胞內各種物質的作用也缺乏更深入的認識，然而施萊頓和施旺的學說發表后立即受到生物學家和醫生們的重視，他們用自己的研究不斷修正和發展了細胞學說。

1842年，生物學家耐格里(德國）研究植物花粉時，看到親細胞的細胞核分裂為兩個子細胞的核。他還發現一種"暫時的細胞形成核"的現象，后來人們才知道他所指的是染色體。同年，動物學家普羅沃斯特(）和杜馬也觀察到蛙卵細胞的分裂。1854年，巴里(1802-1855年）公布了兔卵裂變圖片。接著醫生雷馬克(1815-1865年，德國）和寇力克(1817-1905年，瑞士）把細胞的分裂和胚胎的發育聯系起來，他們證明卵子和精子原來是單細胞，通過細胞分裂完成了胚胎的發育過程。這樣到50年代，細胞通過分裂增殖的現象得到公認。

1861年，解剖學家舒爾茲(1825-1874年，德國）集細胞學研究之大成，把細胞質、原生動物、卵細胞統一起來，把細胞定義為"一團有核的原生質"，并指出原生質是生命的基礎。

1855年，彌勒的學生微耳和(1821-1902年，德國）發表了《細胞病理學》，使細胞學進入了生理和病理學領域。他不同意施旺的細胞的產生是體液物質聚集的結果，他說："正如一個動物只能來自一個動物，一個植物只能來自植物一樣，一個細胞的產生，一定先有一個細胞的存在(一切細胞來自細胞）。"但他不能說明第一個細胞是怎樣產生的。他主張生物體相當于大量細胞構成的一個社會，但是每個細胞又都是一個小王國，所以他認為疾病在本質上是一個或一群細胞的變化。他的理論雖有偏頗但對研究疾病是有一定意義的，他使后來的醫生們把思想都集中在疾病的定位和疾病的原因上來。

細胞學的產生揭示出動物、植物、高等生物和低等生物都是以細胞為共同聯系的基礎；生物體的一切發育過程則是通過細胞的增殖和生長來實現的。恩格斯說："由于這一發現，我們不僅知道一切高等有機體都是按照一個共同規律發育生長的，而且細胞的變異能力指示了使有機體改變自己的物種并從而實現一個比個體發育更高的發育道路。"