TEORIA CELLULARE: STORIA, POSTULATI E AUTORI - BIOLOGIA - 2025

La teoria cellulare è la teoria che propone che tutti gli esseri viventi siano costituiti da cellule. Fu proposto da Matthias Schleiden, Theodor Schwann e Rudolph Virchow tra gli anni 1838 e 1859, ed è considerato una teoria chiave per la nascita della biologia cellulare.

L'avvento di questa teoria ha definitivamente scartato la concezione aristotelica secondo cui la vita potrebbe nascere per generazione spontanea da materia inerte o non vivente, un'idea mantenuta nel mondo scientifico per molti secoli.

Cellule in un tessuto vivente di una foglia di pianta (Fonte: Des_Callaghan tramite Wikimedia Commons)

Oggi non è folle pensare che organismi così diversi come animali, piante e batteri, per esempio, siano costituiti da unità di base equivalenti come le cellule, ma centinaia di anni fa queste idee sembravano un po 'inverosimili.

Con una semplice osservazione al microscopio delle foglie di una pianta, della pelle di un anfibio, dei peli di un mammifero o di una colonia di batteri, si può rapidamente affermare che sono tutti composti da un'unità base con organizzazione e composizione simili. ; la cellula.

Gli organismi unicellulari eucariotici di diverso tipo e le cellule di tessuti animali complessi come il cervello o il muscolo, ad esempio, sono radicalmente diversi sia nella struttura che nella funzione, eppure hanno tutti una membrana che li circonda, un citosol che ospita un nucleo e organelli che hanno determinate capacità funzionali.

Cellula eucariotica animale. Fonte: di Nikol valentina romero ruiz, da Wikimedia Commons

Sebbene sia stata stabilita come teoria da tre autori principali, la teoria cellulare ha avuto luogo grazie a molte conoscenze, osservazioni e contributi precedenti di diversi autori, che hanno fornito i pezzi del puzzle che Schleiden, Schwann e Virchow avrebbero successivamente messo insieme e che altri avrebbero perfezionato in seguito.

Background e storia della teoria cellulare

La formulazione della teoria cellulare di Schleiden, Schwann e Virchow non sarebbe stata possibile senza la precedente invenzione del microscopio, avvenuta a metà del XVII secolo.

Due importanti figure furono coinvolte nelle prime osservazioni microscopiche delle cellule e nella fabbricazione dei primi microscopi rudimentali: Robert Hooke, nel 1665, e successivamente, Antoni van Leeuwenhoek.

Tuttavia, ci sono rapporti delle osservazioni di Athanasius Kircher che, nel 1658, osservò creature viventi (oltre ai vermi) che si formavano sui tessuti in decomposizione. Più o meno nello stesso periodo, il tedesco Swammerdam descrisse "corpuscoli" globulari nel sangue e si rese conto che anche gli embrioni di rana erano costituiti da "particelle" globulari.

Robert Hooke è stato colui che ha coniato il termine "cellula" per descrivere le cellule che ha osservato guardando un foglio di sughero al microscopio; mentre Leeuwenhoek si dedicò con fervore alla fabbricazione di microscopi e all'osservazione ripetuta di campioni provenienti da luoghi diversi, affermando l'esistenza della vita minuta.

Sia Hooke che Leeuwenhoek potrebbero essere considerati i “padri” della microbiologia, in quanto furono i primi a segnalare l'esistenza di organismi microscopici in diversi ambienti naturali (corpi idrici, raschiature di sporco da protesi, sperma, ecc.).

Altri due autori dell'epoca, Marcello Malpighi e Nehemiah Grew, studiarono in dettaglio alcuni tessuti vegetali. Le pubblicazioni di Malpighi (1671) e Grew indicano che entrambi gli autori identificarono la struttura delle cellule durante le loro osservazioni, ma si riferirono a queste come "cellule", "pori" o "sacculi".

Cellula eucariotica vegetale

Smentire le teorie sulla generazione spontanea

Per molti secoli la comunità scientifica ha sostenuto che la vita potesse essere generata spontaneamente dalla materia inanimata (inerte, non vivente), sulla base della "forza vitale" o del "potenziale" di elementi come l'acqua e la terra. per generare la vita.

Tuttavia, questi postulati furono smentiti dagli esperimenti condotti dall'italiano Lazzaro Spallanzani, che dimostrò nel 1767 che quando l'acqua degli stagni o dei pozzi veniva bollita, la "forza vitale" scompariva, il che implicava che ciò che esisteva nell'acqua erano organismi viventi .

Pertanto, le sue opere sono state le pioniere per la dimostrazione che la vita può nascere solo dalla vita preesistente o, ciò che è lo stesso, che tutte le cellule provengono da altre cellule e non da materia inerte.

Circa un secolo dopo il lavoro di Spallanzani, il francese Louis Pasteur ha stabilito il precedente con i suoi stessi esperimenti, dimostrando definitivamente che la generazione spontanea non aveva posto nel mondo scientifico.

Postulati della teoria cellulare

Uno dei postulati della teoria cellulare è che le cellule provengono da cellule già esistenti

Sebbene la teoria cellulare sia stata formulata sulla base di osservazioni fatte in organismi "superiori", è valida per tutti gli esseri viventi, anche per organismi unicellulari come alcuni parassiti e batteri.

I postulati principali della teoria cellulare sono tre:

1- Tutti gli esseri viventi sono costituiti da cellule

Il botanico M. Schleiden e lo zoologo T. Schwann proposero questo postulato, affermando che, a livello microscopico, piante e animali erano costituiti da cellule.

2- Le cellule sono le unità di base di tutti gli esseri viventi

Questo principio è stato postulato anche da Schleiden e Schwann ed è un principio fondamentale per definire un essere vivente; Tutti gli esseri viventi sono costituiti da cellule, siano esse unicellulari o multicellulari.

3- Le cellule possono provenire solo da cellule preesistenti e non per generazione spontanea

Questo principio è stato stabilito da Rudolph Virchow.

Successivamente, un altro autore, A. Weismann, ha aggiunto il seguente corollario alla teoria:

- Le cellule che conosciamo oggi ("moderne") provenivano da un piccolo gruppo di cellule "ancestrali"

Un corollario che si può evidenziare grazie alle somiglianze riscontrate tra alcune proteine ​​complesse presenti in tutte le cellule, essendo il citocromo uno dei migliori esempi di queste proteine, in quanto "conservato" in termini di struttura e funzione sia nei batteri che nelle piante e negli animali.

Autori principali

Sebbene M. Schleiden, T. Schwann e R. Virchow siano stati i principali protagonisti nella formulazione della teoria cellulare come la conosciamo oggi, molti furono gli scienziati che parteciparono, direttamente o indirettamente, alla sua definizione definitiva.

Robert Hooke (1635-1702)

Ritratto di Robert Hooke (Fonte: Gustav VH, tramite Wikimedia Commons)

Questo virtuoso scienziato inglese non solo fece scoperte nel campo della biologia, ma si interessò anche di fisica e astronomia.

Nel 1665 presentò alla Royal Society di Londra il suo libro intitolato "Micrography or Some Physiological Descriptions of Miniature Bodies through a Magnifying Glass" (dall'inglese Micrographia Or Some Physiological Descriptions of Miniature Bodies by Magnifying Glass).

In questo libro, Hooke evidenzia le osservazioni che ha fatto su un foglio di sughero, in cui ha identificato unità simili a "cellule" che ha chiamato "cellule". A solo un ingrandimento di 30 volte, Hooke osservò lo stesso schema in altre piante e nelle ossa di alcuni animali, suggerendo che i tessuti viventi fossero costituiti dagli stessi "pori" o "cellule".

Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723)

Ritratto di Antoni van Leeuwenhoek (Fonte: Jan Verkolje (1650-1693) tramite Wikimedia Commons)

Contemporaneamente a Robert Hooke, l'olandese A. Leeuwenhoek ha dedicato parte della sua vita alla fabbricazione di microscopi e all'osservazione di campioni attraverso di essi. Fu il primo autore a mostrare cellule viventi (Hooke vide solo cellule morte dalla corteccia di alcuni alberi e dall'osso di alcuni animali).

Inoltre, il design dei suoi microscopi gli ha permesso di apprezzare le strutture cellulari in modo molto più dettagliato e lo ha portato alla scoperta di molti organismi unicellulari che ha chiamato "animalcules", che oggi sono noti per essere sia animali unicellulari che piante.

Nel 1674, Leeuwenhoek descrisse per la prima volta i globuli rossi e lo sperma nel suo seme.

Matthias Schleiden (1804-1881)

Ritratto di Matthias Schleiden (Fonte: Fæ, tramite Wikimedia Commons)

Questo scienziato tedesco, professore di botanica, è stato colui che ha "formulato" la teoria cellulare sulla base delle sue osservazioni nei tessuti vegetali. Inoltre, era molto interessato all'origine delle cellule, quindi si è dedicato al suo studio utilizzando embrioni da tessuti vegetali.

Schleiden osò proporre che le cellule si sviluppassero "de novo" da una massa di minuscoli granuli all'interno delle cellule, che formavano un "nucleo" la cui crescita progressiva diventava una nuova cellula.

Theodor Schwann (1810-1882)

Ritratto di Theodor Schwann (Fonte: Fæ, tramite Wikimedia Commons)

Questo autore tedesco era incaricato di "generalizzare" la teoria cellulare per tutti gli organismi viventi, comprese piante e animali.

Schwann ha descritto cellule nucleate in vari tessuti: nelle cellule della notocorda e della cartilagine, nelle larve del rospo, nel fegato, nei reni, nel pancreas, nelle ghiandole salivari e nel tessuto connettivo degli embrioni di suini.

I suoi risultati furono riportati nel 1838 nelle sue "Field Notes on Nature and Medicine". Questo autore ha anche dato importanti contributi alle neuroscienze, poiché è stato il primo a descrivere la copertura membranosa che circonda i processi delle cellule nervose.

Robert Brown (1773-1858)

Questo botanico e medico scozzese fu il primo (nel 1831) a riconoscere il nucleo come parte essenziale delle cellule viventi, grazie alle sue osservazioni microscopiche sulle foglie di orchidea. Brown è stato colui che ha coniato il termine "nucleo" per descrivere una "singola areola circolare opaca" al centro delle cellule.

Rudolf Virchow (1821-1902)

Ritratto di Rudolf Virchow (Fonte: http://ihm.nlm.nih.gov/images/B25666 tramite Wikimedia Commons)

Questo medico e patologo tedesco fu incaricato di pubblicare per iscritto, nel 1855, l'idea che ogni cellula provenga da una cellula preesistente (omnis cellula e cellula), escludendo la possibilità di generazione spontanea.

Qualche anno prima dichiarava che: "la cellula, in quanto forma più semplice di manifestazione della vita, che tuttavia rappresenta l'idea di vita, è l'unità organica, l'essere vivente indivisibile".

Louis Pasteur (1822-1895)

Ritratto di Louis Pasteur (Fonte: Paul Nadar tramite Wikimedia Commons)

Fu questo microbiologo francese a scartare definitivamente la teoria della generazione spontanea, grazie agli esperimenti da lui condotti negli anni Cinquanta dell'Ottocento, in cui dimostrò che la moltiplicazione di organismi unicellulari avveniva da organismi già esistenti.

La sua ferma convinzione lo portò a progettare una procedura sperimentale attraverso la quale dimostrò che un "brodo di carne" poteva essere sterilizzato facendolo bollire in un pallone "a collo di cigno", in grado di "intrappolare" particelle di polvere e altri contaminanti prima che raggiungere il fondo del contenitore.

Pasteur ha dimostrato che se il brodo veniva bollito e poi il collo del matraccio si rompeva e veniva lasciato esposto all'aria, alla fine veniva contaminato, acquisendo un aspetto torbido a causa della contaminazione microbica.

È importante notare che altri autori come Carl Benda (1857-1933) e Camilo Golgi (1843-1926) (tra gli altri) in seguito diedero importanti contributi riguardo alla chiarificazione della struttura interna delle cellule eucariotiche, descrivendone i principali organelli e le loro funzioni. .

Riferimenti

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