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【科学阅读】细胞学：生物学发展史上的重要里程碑

来源：花匠小妙招时间：2025-08-14 01:51

1665年,英国的物理学家胡克用自制的显微镜观察了软木(栎树皮)和其他植物组织,发表了《显微图谱》一书,描述了软木是由许多小室组成,状如蜂窝,称之为“细胞”(cell原意为小室) 。实际上,胡克在软木组织中所看到的仅是植物死细胞的细胞壁，但这是人类第一次看到细胞轮廓,人们对生物体形态的认识首次进入了细胞这个微观世界。

1675年科学家用自制的高倍放大镜先后观察了池塘水中的原生动物、动物的精子,在蛙鱼的血液中发现了红细胞；1683年,又在牙垢中看到了细菌；1831年, 英国科学家布朗在兰科植物的叶片表皮细胞中发现了细胞核；1835年,迪雅尔丹在低等动物根足虫和多孔虫的细胞内首次发现了透明的胶状物质的内含物,称之为“肉样质” ；1836年,瓦朗丁在结缔组织细胞核内发现了核仁。至此,细胞的基本结构都被发现了。

德国植物学家施莱登、施旺由此受到启发。分别提出了细胞是构成植物和动物身体的基本单位，由此建立了细胞学说。从胡克发现细胞到1839年细胞学说的建立，期间经过了170多年。

施莱登是19世纪德国著名的植物学家，出生于德国汉堡的一个医生家庭。在海德堡大学获得博士学位之后，回到家乡汉堡从事法庭律师工作，但这份工作让他很暴躁、焦虑，他决定放弃这个令他苦恼的律师职业。1833年他进入哥廷根大学学习医学，而后又对植物学发生了浓厚的兴趣，从而又进入柏林大学学习植物学，开始了对自然科学的研究。那时，施莱登的叔父，一位著名的植物生理学家赫克尔和“布朗运动”的发现者罗伯特·布朗正好都在柏林逗留，他们两人都很关心施莱登，希望他在植物胚胎学方面进行深入研究，这对施莱登一生的科学活动起了决定性影响。

1837年，施莱登完成了他的第一篇论文《论显花植物胚株的发育史》。他认为，只有对植物发育史进行研究才能获得对植物正确的认识，也只有这样才能揭示植物内在的规律性。他把植物学重新定义为是一种综合性的科学，其中应包括植物化学和植物生理学。

1838年，在布朗的影响下，施莱登从事植物细胞的形成和作用的研究，这是他对细胞学说进行的初步探索。同年，他发表了他的代表作《植物发生论》，在这个基础上，施莱登提出了植物细胞学说。

在《植物发生论》一文中，他引用了布朗关于细胞核是细胞的组成部分的观点。施莱登通过对早期花粉细胞、胚株和柱头组织的观察，发现这些胚胎细胞中都有细胞核。他进一步研究了细胞核在细胞发育中的作用，认识到细胞核对细胞的形成和发育起着重要作用。施莱登把注意力集中在细胞核的功能和作用上来，使他走上了正确的研究轨道。不久，他认为细胞核是植物细胞中普遍存在的基本结构。在此基础上，他进行了理论概括，提出了植物细胞学说。

施莱登的植物细胞学说认为：无论多么复杂的植物体都是由细胞构成，细胞是植物体的基本单位。最简单的植物是由一个细胞构成的，多数复杂的植物是由细胞和细胞的变态构成的。施莱登认为，在复杂的植物体内，细胞的生命现象有两重性：一是独立性，即细胞具有独立维持自身生长和发育的重要特性；二是附属性，即细胞属于植物整体的一个组成部分，这是次要的特性。细胞生命现象的这种两重属性是自然界“成形力量”的表现。

同样是在柏林，1837年施旺与施莱登的相遇，使细胞学说扩展到了动物界。施旺后来回忆说：“一天，当我和施莱登一起用餐时，这位著名的植物学家向我指出，细胞核在植物细胞的发生中起着重要的作用。我立刻想起曾在脊索细胞中看见过同样的‘器官’。在这一瞬间，我领悟到，如果我能够成功地证明，脊索细胞中的细胞起着在植物细胞的发生中所起的相同作用，这个发现将是极其重要的”。

用餐结束后，施旺立刻着手证明动物细胞中细胞核的存在。他首先选用的材料是动物的脊索细胞和软骨细胞，因为它们的结构与植物的细胞壁相似。他如愿地观察到了细胞核。此后，他又研究了许多其他种类的动物细胞。在当时的条件下，观察动物细胞远比观察植物细胞要困难得多，因为动物细胞有些非常小，通常都很透明，不宜观察。尽管如此，施旺还是证明了在众多动物的组织形态中，都有细胞核的身影。

1839年,施莱登和施旺根据自己研究和总结前人的工作,首次提出了细胞学说。他们认为“一切生物从单细胞到高等动、植物都是由细胞组成的；细胞是生物形态结构和功能活动的基本单位。”由此论证了生物界的统一性和共同起源。恩格斯曾对细胞学说的建立给予了高度的评价,认为它是19世纪自然科学上的三大发现之一(细胞学说、达尔文进化论、能量转化与守恒定律) 。很显然,细胞学说的创立是生物学发展史上的一个重要里程碑。

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