Клетка есть единица функции. Функции целостного организма распределены по его клеткам. Совокупная деятельность организма есть сумма жизнедеятельности отдельных клеток.

3. Клетка есть единица развития. «Имеется всеобщий принцип развития для всех организмов, и этот принцип развития есть образование клеток».

Клеточная теория Шванна–Шлейдена принадлежит к величайшим научным открытиям XIX в. В то же время, Шванн и Шлейден рассматривали клетку лишь как необходимый элемент тканей многоклеточных организмов. Вопрос о происхождении клеток остался нерешенным; считалось, что клетки образуются в ходе цитогенеза из зернышек–цитобластов, которые могут зарождаться в самих клетках (М. Шлейден) и вне клеток (Т. Шванн).

В это же время русский ботаник Павел Федорович Горянинов («Система природы», 1837) экспериментально установил, что цитогенез был возможен только в эволюционном прошлом, а в настоящее время клетки возникают или путем деления, или путем почкования, или путем слияния.

Однако только Рудольф Вирхов (ученик И. Мюллера) в работе «Целлюлярная патология...» (1858) сформулировал представление о том, что любая клетка происходит только от клетки.

Р. Вирхов создал собственную клеточную теорию, основанную на трех основных положениях:

1. Клетка есть последний морфологический элемент, способный к жизнедеятельности.

2. Каждая клетка от клетки.

3. Организм есть федерация клеточных государств.

Последнее положение клеточной теории Р. Вирхова постоянно подвергалось критике за расплывчатость формулировки. Р. Вирхова обвиняли в непонимании сущности жизни, в редукционизме, то есть в сведении сложных физиологических процессов к простому суммированию функций. В действительности метафоричность теории клеточного государства должна была подчеркнуть сложный характер взаимодействия клеток в организме.

В конце XIX в. окончательно формируются представления о клеточном уровне организации жизни. Понятие «клетка» отделяется от понятия ткани, органа, организма. Возникает особый раздел биологии – биология клетки (Жан Батист Карнуа, 1884).

Ганс Дриш (1891) пришел к выводу, что организм не равен сумме клеток. Клетка – не элементарный организм, а элементарная биологическая система. Такое представление о клетке дало возможность изучать некую обобщенную клетку, абстрагируясь от свойств клеток как элементов тканей. Цитология оформляется как самостоятельная наука.

Немецкий зоолог-эволюционист Эрнст Геккель создал теорию происхождения многоклеточных организмов путем дифференциации клеток колоний одноклеточных организмов (теория гастреи). При этом возможно слияние отдельных клеток с образованием синцития («соклетия»).

Макс Шультце (1861) дал морфологическое определение клетки: клетка – комочек протоплазмы, внутри которого лежит ядро. Этим определением он попытался решить проблему неклеточных структур, например, волокон поперечно-полосатых мышц, которые образуются путем слияния одноядерных миобластов (эмбриональных мышечных клеток): при этом индивидуальные оболочки (мембраны) утрачиваются, но каждое ядро сохраняет окружающую его саркоплазму (эндоплазму с органоидами). Таким образом, М. Шультце подчеркивает сохранение индивидуальности клеток даже при их слиянии.

Современный этап в развитии цитологии начался в середине XX века в связи с развитием электронной микроскопии, а также биохимических, биофизических методов исследований и развитием общебиологических наук (синтетическая теория эволюции, молекулярная генетика, популяционная биология, биологическая статистика и др.).

В настоящее время сложилось следующее представление о клетке:

Клетка – элементарная биологическая система, обладающая всеми свойствами и признаками жизни. Клетка есть единица структуры, функции и развития организмов.

Теория биологических систем начала формироваться в первой половине ХХ века (Л. фон Берталанфи, М. П е трович, Т. Котарбинский, А.А. Богданов).

Система – совокупность элементов, образующих единое целое. Биологические системы характеризуются рядом особенностей (принципов):

1 принцип – принцип лимитирующего звена. Биологические системы являются активными системами, то есть сильное звено может повышать устойчивость всей системы, а слабое звено – снижать.

2 принцип – принцип обратных связей. Элементы биологической системы связаны обратными отрицательными, положительными и двойными отрицательными связями. Отрицательные связи повышают устойчивость системы (например, накопление конечного продукта биохимической реакции замедляет скорость этой же реакции). Положительные обратные связи снижают устойчивость системы и могут привести к ее гибели ((например, накопление конечного продукта биохимической реакции увеличивает скорость этой же реакции). При двойной отрицательной обратной связи создается неустойчивое равновесие, которое приводит к подавлению одного из элементов (например, при конкуренции субстратов реакции).

3 принцип – возникновение новых свойств и функций при объединении элементов в систему. Например, целостная система биосинтеза белка включает: носитель генетической информации (ДНК), посредник при передаче информации (мРНК), рабочий орган (рибосомы). Даже если элементы системы однородны, то их определенное взаиморасположение может привести к возникновению нового качества (например, при образовании молекул ДНК из нуклеотидов, молекул белков из аминокислот).

Клеточная теория — одно из общепризнанных биологических обобщений, утверждающих единство принципа строения и развития мира растений и мира животных, в котором клетка рассматривается в качестве общего структурного элемента растительных и животных организмов.

Клеточная теория — основополагающая для общей биологии теория, сформулированная в середине XIX века, предоставившая базу для понимания закономерностей живого мира и для развития эволюционного учения. Маттиас Шлейден и Теодор Шванн сформулировали клеточную теорию, основываясь на множестве исследований о клетке (1838).

Шлейден и Шванн, обобщив имеющиеся знания о клетке, доказали, что клетка является основной единицей любого организма. Клетки животных, растений и бактерий имеют схожее строение. Позднее эти заключения стали основой для доказательства единства организмов. Т. Шванн и М. Шлейден ввели в науку основополагающее представление о клетке: вне клеток нет жизни.