Наверное, каждый из нас испытал чувство удивления, когда впервые посмотрел в увеличительное стекло. Рассказывают, что однажды (это случилось в последней трети XVII века) голландец Ян Сваммердам чуть не сошел с ума от увиденных им через чечевицу чудес, а потом уничтожил ее, так как счел святотатством разглядывать то, что намеренно скрыто Творцом от человеческого глаза.
Голландского биолога-микроскописта Антони ван Левенгука (1632—1723) долгое время подозревали в обмане общественности, пока английский физик Роберт Гук не подтвердил наличие найденных Левенгуком в настое перечных зерен мельчайших организмов и не показал их на собрании Лондонского королевского общества. Для этого пришлось составить протокол, подписанный теми, кто лично убедился в правильности наблюдения и у кого от изумления перед увиденным руки не слишком тряслись. Королевское общество должным образом отметило открытие нового мира.
Кстати, реконструкция микроскопа в строго научный инструмент — заслуга Роберта Гука (1635—1703). Благодаря отличной оптике изготовленного им сложного микроскопа Гук обнаружил ячеистое строение тела растения и предложил назвать каждую ячейку «клеткой». К сожалению, для Гука описание микроскопического строения растений, семян и спорангий плесневых грибов было лишь эпизодом недолгого увлечения, прославившего, однако, его имя на века.
Внутреннее строение листьев, плодов, корней, стеблей и в особенности древесины напоминало пчелиные соты. Ячеи некоторых из них были заполнены соком, а некоторые пусты. Не были обойдены вниманием загадочные трубочки и волоконца, разделенные или сгруппированные, образующие сердцевину, древесину, проводящие волокна и кожицу. Выяснилось, что они могут увеличиваться в объеме и размножаться делением.
В 1824 году французский биолог А. Дютроше, обобщая свои исследования, сообщил, что «ткани всех организмов состоят, в сущности, из шариковидных клеток чрезвычайно малой величины». И далее, опережая грядущие выводы немецкого зоолога и гистолога Теодора Шванна, заключал: «…все ткани, все органы животных — это всего лишь клеточная ткань, различным образом видоизмененная». Тем не менее по сей день авторами клеточной теории называют Т. Шванна и М. Шлейдена, сделавших вывод о сходстве строения и происхождения растительных и животных клеток.
В 1831 году Роберт Броун открывает как постоянную структуру клеточное ядро — живую составную часть клетки, имеющую определенную форму и структуру. В 1838 году появилась статья М. Шлейдена о клетке как основной структуре растений. Коллега Шлейдена по лаборатории Т. Шванн, не подозревая о более ранней работе Дютроше, выдвигает и подтверждает экспериментально версию об элементарности ядра и клетки для растений и животных и их подобности. Появление книги Шванна «Микроскопические исследования о соответствии в строении и росте животных и растений» (1838 и 1839) ознаменовало создание клеточной теории.
Клеточная теория была величайшим обобщением, так как показала морфологическое единство растительного и животного мира и послужила фундаментом для укрепления идеи эволюции органического мира. Клеточная теория причислена к числу трех основополагающих открытий XIX века, обеспечивших стремительный прогресс естествознания в XIX и XX веках. В наши дни это открытие соизмеримо с открытием возможности управлять ядерными реакциями и возникновением генной инженерии.
Кратко основные положения клеточной теории исчерпываются тремя выводами: клетка — основной структурный элемент многоклеточных и одноклеточных организмов; каждая клетка в организме выполняет определенную функцию; клетка возникает только от другой клетки путем деления и содержит важнейшие составные части своей предшественницы, которые размножаются делением надвое.
Последнее положение в 50-х годах «опровергла» действительный член Академии медицинских наук СССР, лауреат Сталинской премии О. Б. Лепешинская, доказывавшая возможность образования клеток из живого вещества, не имеющего клеточной структуры. Но все ее исследования оказались блестящей фальсификацией, приведшей в изумление научный мир.
Небезынтересны первые описания клеток. Протоплазму сравнивали с существом студенистой, слизистой консистенции, обитающим в клетке, как моллюск или улитка в своей раковине, — клеточной камере. Вначале она наполняет собой всю камеру, а потом дифференцируется на выстилающую изнутри клетку слизь, складки, тяжи и волокна, растянутые через всю полость клеточной «каморки». Вот это-то вещество «обитателя» клетки немецкий ботаник Хуго Моль, открывший его, и назвал протоплазмой. Замечено было, что протоплазма порой беззащитна — не окружена оболочкой, но затем строит ее, одеваясь на всю оставшуюся жизнь. Чаще всего клеточная стенка переживает свое содержимое; даже мертвая, она сохраняет форму.
Вскоре заметили, что клетки не обособлены друг от друга, а соединены межклеточными ходами, напоминающими междворовые проходы старой Бухары, невидимые с улицы. Иногда клетки словно склеены между собой цементной массой — межклеточным веществом. Впрочем, сравнение с цементом, конечно, не годится: такие клетки легко разделяются механическим или химическим путем.
Как термин «клетка», так и термин «клеточная ткань» ни в коей мере не дают представления об истинном положении вещей. В настоящей ткани, в которую мы одеты, одна часть нитей идет параллельно друг другу в одном направлении и переплетается другими накрест или под углом. В клеточной ткани этого не бывает: клетки не перекрещиваются и не переплетаются, они покоятся рядом и друг над другом.
Сотни видов споровых растений при своем обновлении и размножении образуют голые протопласты — протоплазмы клеток со всеми их органоидами (ядром, пластидами и т. д.). Голые протопласты по форме чаще напоминают птичьи яйца, а по очертаниям приближаются к эллипсоидам. Но. можно встретить грушевидные, веретеновидные, а то и напоминающие волчок или винтообразный пробочник.