> Сельское хозяйство, страница 3 > Клетка

Клетка

Клетка — основная структурная единица сложных (т. н. многоклеточных) животных и растительных организмов.

— Цитология, учение о К., различает во всех клетках две основные составные части (рис.): 1) протоплазматическое тело (цитоплазму) и 2) ядро.

В протоплазме всех К. различают: 1) бесструктурную основу (вязкую, жидкую гиалоплазму), 2) более плотные хондриосомы в виде зерен, палочек, нитей и так далее. и 3) так называемого сетчатый аппарат Гольджи, обнаруживающийся лишь после специальной обработки.

Кроме того протоплазма К. содержит обычно различные включения (капли углеводов, жиров, кристаллы, зерна и так далее). Большинство клеток содержит центросому, или центральное тельце, принимающее участие в процессе деления ядра. Это уплотненный участок протоплазмы, свободный от хондриосом и содержащий одно, два или несколько мельчайших зернышек, так называемым центриолей. У большинства растительных К. имеется плотная клеточная оболочка, являющаяся специфическим видоизменением поверхностного слоя протоплазмы.

Схематическое изображение клетки. Протоплазма, заключающая в себе различные отложения: 1— кариосома; 2—липиновая сеть; 3—ядро и хроматиновая сеть; 4—плазмоза; 5—центросома с двумя цент-риолами; 6, 7, S—вакуоли.

У жив. специальные оболочки имеют лишь немногие виды К. (зрелые яйцеклетки и вероятно красные кровяные шарики — эритроциты), но во всяком случае во всех К. можно различить несколько уплотненный поверхностный слой протоплазмы. Ядро также состоит из ряда структурных частей. В живом покоящемся (то есть не делящемся) ядре различают: 1) оболочку, играющую важную роль в процессах обмена веществ между ядром и протоплазмой, 2) жидкость, заполняющую всю полость ядра, так называемого ядерный сок (кариоплазма, кариолим-фа), 3) одно или несколько округлых ядрышек. Ядерный сок содержит в растворенном виде ряд специфических веществ. При фиксации, то есть обработке ядра спиртом, кислотами и солями тяжелых металлов, одно из этих веществ выпадает в виде оформленных частиц, сильно окрашивающихся специальными красками, почему это вещество и названо хроматином. Т. о. в зафиксированном «покоящемся» ядре помимо упомянутых выше частей обнаруживаются еще хроматиновые зерна или глыбки, залегающие в петлях сети, образованной неокрашивающимся (т. н. лини-новым) веществом. Во время клеточного деления хроматин выпадает из раствора уже независимо от фиксации и, оседая на лининовых или ахроматиновых нитях, образует вместе с ними так называемого хромосомы, то есть образования, в которых согласно представлениям генетики локализуются наследственные зачатки.

Величина и форма К. различных организмов, так же как и различных видов клеток одного и того же организма, очень различны. Так например, яйцеклетка курицы достигает нескольких сантиметров длины, тогда как красный кровяной шарик той же курицы имеет в длину лишь несколько микронов. Форма К. зависит от окружающих условий и от специфических функций самих К., выработанных в длительном процессе эволюции. Основной формой нужно считать шарообразную К., из которой могут быть выведены призматические, веретенообразные, овальные, звездчатые и другие. К. Так, призматические эпителиальные К. возникают из шарообразных путем сдавливания окружающими К., веретенообразные, мышечные К. — путем двустороннего сдавливания, а также вследствие развития в них особых длинных нитей (фибрилл). Величина и форма ядер также сильно варьируют, но для каждого рода К. одного и того же вида организмов можно установить нек-рое количественное отношение между объёмом ядра и плазмы, колеблющееся при определенных условиях около известной средней величины, — это так называемого ядерно-плазменное отношение. Между формой К. и ядра существует зависимость. Так, шарообразные или богатые околоядерной протоплазмой отросча-тые К., например яйцеклетки или нервные К., имеют обычно округлое ядро, в длинных веретенообразных мышечных К. ядра вытянуты—палочковидны и тому подобное.

Размножение клеток происходит путем деления каждой К. на две. Сложный процесс клеточного деления называется кариокинез (движение ядра). Название это возникло вследствие того, что во время кариокинеза происходят резко бросающиеся в глаза структурные изменения ядра. Хроматин выпадает из раствора и оседает на лининовых нитях, образуя хорошо красящиеся нитевидные или палочковидные, реже округлые отрезки—хромосомы. Затем исчезает оболочка ядра, и хромосомы располагаются в экваториальной плоскости К. К этому времени между двумя полюсами К. образуются тонкие нити, так называемым веретено. В К., имеющих центросому, это веретено образуется между разделившейся надвое и разошедшейся по полюсам центросомой. В экваториальной плоскости каждая хромосома расщепляется продольно, затем половинки каждой хромосомы отходят к полюсам. По мере их расхождения происходит постепенная перетяжка тела К. Так возникают две дочерние К. Хромосомы слипаются, восстанавливается ядерная оболочка, хроматин снова переходит в раствор, и возникает ядро, характерное для «покоящейся» клетки. В нек-рых случаях наблюдается и так называемым прямое деление, не сопровождающееся такими сложными изменениями клеточных структур. В этих случаях просто перешнуровывается сначала ядро, а затем и все тело К. В связи с большой редкостью прямого деления и нахождением его гл. обр. в патологических случаях основным способом размножения К. является кариокинез.

Химический состав клетки

Элементарный анализ К. открывает в ней ряд элементов, встречающихся и в неживой природе. Все эти элементы в веществе протоплазмы и ядра связаны в сложные органическ. соединения специфического характера. Основными из этих соединений являются белки, определяющие качественные особенности протоплазмы и ядра как живого вещества. Кроме того в К. всегда обнаруживаются жиры, углеводы, ферменты. Нормальные К. всегда содержат 60—90% воды. Обмен веществ является основной качественной особенностью К., как и всего живого. К. получает из окружающей среды ряд веществ, перерабатывает их и в то же время постоянно выделяет наружу продукты своей жизнедеятельности. Внутри протоплазмы и ядра неустанно идут процессы восстановления и разрушения живого вещества, при этом решающую роль играют описанные структуры. Здесь с особенной четкостью выступает единство формы (структуры) и функции. Функция обмена К. обусловлена клеточными структурами, которые в свою очередь обусловлены обменом.

Клеточная теория

Клетка была впервые открыта физиком Робертом Гуком в 1 667. Пользуясь очень несовершенным микроскопом, Р. Гук обнаружил в паренхиме пробки отдельные ячейки или К.—отсюда и пошло название К. В течение 17—19 вв. накапливается богатейший материал о микроскопическом строении растительных и животных организмов. В 1 838 ботаник Шлейден и в 1 839 зоолог Шванн впервые широко обобщили накопившиеся сведения о микроскопическом строении организмов и сформулировали так называемого клеточную теорию. Согласно последней все организмы состоят из К., причем каждая К., входящая в состав многоклеточного организма, сама является элементарным организмом. Возникновение клеточной теории оказало огромное влияние на весь ход дальнейших исследований организмов. Открытию К., как и клеточной теории, придавал очень большое значение Энгельс. Он пишет :«Решающее значение имели здесь три великих открытия Вторым открытием является открытие Шванном и Шлейденом органической клетки, как той единицы, из размножения и диференциро-вания которой возникают и вырастают все организмы, за исключением низших» (Маркс К. и Энгельс Ф., Сочинения, т. XIV, стр. 649—650).

Клеточная теория в историческом своем развитии претерпела немало изменений и извращений. Против одного из таких буржуазных извращений, касающихся трактовки клеточной теории знаменитым немецким патологом 40-х гг. Вирховым, уже выступал Энгельс. По Вирхову, организм является суммой индивидуальных клеток, между которыми проведен строгий принцип разделения труда вследствие чего организм есть как бы клеточное государство. На этот абсолютно ненаучный вывод из клеточной теории и обрушивается со всей силой Энгельс. В новейшей биологии клеточная теория не раз подвергалась ревизии и даже полностью отрицалась. Богатый фактический материал, которым обладает современная биология, не может быть весь уложен в рамки классической формулировки клеточной теории. Так, известны организмы, внешне весьма сложные, но в то же время не разделенные на К. (водоросль Caulerpa и другие). Кроме того у огромного большинства высших организмов помимо К. имеются и другие элементарные составные части, обладающие качествами живого вещества. Вот эти факты и послужили основанием для многих биологов в их отрицании значения клеточной теории. («Клеточное строение—факт, но клеточная теория — миф», Добелль, 1910.) У нас в СССР имелись и имеются противники клеточной теории (Рубашкин, Немилов, Кацнельсон). Анализ работ противников клеточной теории показывает, что существо и основное прогрессивное значение теории ими не поняты. Отрицая совершенно справедливо метафизические и механистические установки «классической» клеточной теории, они, оставаясь по существу на механистических и метафизических позициях, делают совершенно ошибочный вывод о полной несостоятельности клеточной теории. Современная материалистическая биология, придавая клеточной теории первостепенное значение как одному из основных обобщений биологии, обосновывающих единство всего органического мира и подводящих фундамент под эволюционный принцип, формулирует ее следующим образом: все организмы состоят или возникли из клеток. Г. Хрущев.

Лит.: Заварзин А., Курс общей гистологии, М., 1 932; его ж е, Живое вещество, Л., 1928; Максимов А., Основы гистологии, часов 1, М., 1925; Маркс, Энгельс, Ленин о биологии, Сборник, М., 1 933; Шелл, Общая биология, часов 1, М., 1 933.