Наталья Стволинская - Цитология

Учебник иллюстрирован как собственными схемами и рисунками, так и иллюстративным материалом, взятым из изданий, указанных в специальном списке литературы.

Автор выражает глубокую благодарность профессору Ю. С. Ченцову за полезное обсуждение и ценные замечания.

Любая наука начинает активно развиваться, когда появляются методы, с помощью которых можно изучать необходимые объекты. Цитология есть наука о клетках – мельчайших живых структурах, имеющих обмен веществ и способных к размножению. Название «цитология» происходит от греческого слова kytos , что означает ячейка, клетка. У большинства организмов размеры клеток так малы, что их невозможно различить невооруженным глазом. Поэтому цитология начала развиваться с появлением и усовершенствованием световой микроскопии. Первые клетки наблюдал английский естествоиспытатель Роберт Гук в 1665 г. под микроскопом собственной конструкции. Это были клетки коры пробкового дуба. Первая книга, которая дает начало цитологии как науке о форме, структуре, функции и эволюции клеток, вышла в свет в 1884 г. Ее автор – Ж.-Б. Карнуа. Он назвал свою книгу «Биология клетки». Таким образом, начиная с первого описания клетки понадобилось больше 200 лет, прежде чем разрозненные знания о ней сложились в систему и дали начало новой науке – цитологии.

Современная цитология – это наука, которая изучает особенности строения, деления и жизнедеятельности клеток, присущие всем клеткам организма. Ученые также выделяют частную цитологию – эта наука изучает клетки конкретных тканей и органов в связи с уникальностью их функций.

Первые шаги в развитии новой науки сопровождались усовершенствованием светового микроскопа и развитием новых методов микротехники – приготовления окрашенных препаратов, на которых под микроскопом можно увидеть не только границы клетки, но и структуры внутри нее: ядро, живую протоплазму, хлоропласты, а также синцитий – структуру из делящихся клеток, соединенных цитоплазматическими мостиками, и изучить процессы деления клеток. Дав своей книге название «Биология клетки», Ж.-Б. Карнуа опередил время. Все чаще в современной биологии с конца XX в. употребляется именно такое название науки цитологии, которая является описательной морфологической наукой. Биология клетки – это современная экспериментальная наука, которая изучает физиологию клетки на молекулярном уровне, регуляцию ее работы, адаптацию к изменяющимся условиям окружающей среды. В основе биологии клетки лежат знания, полученные учеными-цитологами на протяжении полутора веков.

1665 г. – Р. Гук описал небольшие структуры в срезах коры пробкового дуба и назвал их клетками.

1674 г. – А. Левенгук открыл одноклеточные организмы, клеточный состав крови. Спустя 9 лет – увидел бактерии.

1833 г. – Р. Броун описал ядра в клетках орхидей.

1838 г. – Т. Шванн сформулировал клеточную теорию, используя обобщения М. Шлейдена о клеточном строении растений.

1846–1852 г. – Вводится термин «протоплазма» для обозначения тела живой клетки.

1855–1858 г. – Р. Вирхов установил, что клетки не могут образовываться из бесклеточного вещества, всякая клетка происходит только из клетки путем деления.

1876–1879 г. – Э. Страсбургером описана последовательность событий при делении растительных клеток.

1876 г. – Е. ван Бенеден открыл клеточный центр.

1879 г. – В. Флеминг ввел термины «митоз» и «хроматин», описал поведение хромосом в митозе животной клетки, хотя сам термин «хромосома» был предложен В. Вальдейером позднее, в 1888 г.

1875–1884 г. – Открыто, что при оплодотворении сливаются ядра половых клеток как у растений, так и у животных (Э. Страсбургер, Е. ван Бенеден, О. Гертвиг).

1882 г. – В. Флеминг открыл мейоз в клетках животных.

1888 г. – Э. Страсбургер описал мейоз в клетках растений.

1894 г. – Открытие биобластов Р. Альтманом, в 1897 г. эти структуры были названы митохондриями.

1898 г. – Открыт аппарат Гольджи итальянским ученым К. Гольджи.

В первой половине XX в. были описаны микротрубочки и эндоплазматический ретикулум, представляющий собой систему мелких вакуолей и канальцев.

Описанием клеточных структур цитология не заканчивается. После их описания с помощью световой микроскопии начинается изучение функций, проводится исследование сложных процессов деления и оплодотворения, выясняется биологическое значение этих процессов. Данные исследования проводятся с начала XX в., когда в цитологии начинают использоваться совершенно новые методы – культивирования клеток вне организма, цитохимии, а с середины XX в. – методы авторадиографии, фракционирования клеток и электронной микроскопии.