回溯细胞的最初生命的基本构建块
从构成生命基石的单细胞,到构筑人体繁复构造的万亿细胞大军,地球上的每一寸生灵,皆由细胞织就。
01
微小世界
尽管在外观上千差万别,但深入内里,大象、向日葵与变形虫是由同样的构造基石堆砌而成。
这便是细胞理论的一部分,生物学殿堂中的核心基石。
细胞理论还阐述了,细胞不仅是生物体的基本功能单元,且所有细胞皆源自先辈细胞。尽管今日看来,这些认知是基础常识,但科学探索之路,并非一帆风顺。
若非显微镜技术的飞跃,细胞的神秘面纱或许至今也难以揭开。1665年,科学家罗伯特·胡克对复合显微镜进行了革新,装备了三枚透镜与一台舞台灯,让标本得以照亮并放大呈现。
正是这一突破,让胡克在审视一块软木塞时,邂逅了一场微观世界的奇遇。他在著作《显微图谱》中,详尽描绘了这个前所未见的微小世界,那些看似由微小孔隙构成的结构,被他命名为“细胞”,因它们令他联想起了修道院中的小室。
02
一条发展线
紧随胡克的脚步,荷兰科学家安东尼·范·列文虎克,又揭开了另一层面纱,发现了隐藏的微生物世界——细菌与原生动物。
范·列文虎克的这一成就,回溯细胞的最初生命的基本构建块绝非偶然。作为显微镜制造的大师,他完善了单镜头简单显微镜的设计,使其放大倍数达到了前所未有的两百至三百倍。透过这些显微镜,范·列文虎克见证了细菌与原生动物的真容,尽管他将这些微小生命称为“动物”。
基于此,1677年,他成为首位观察并描述精子的人。甚至,他还将显微镜对准了牙齿间的牙菌斑,惊叹于那“众多非常小的活体动物,异常美丽地游动”。
步入19世纪,生物学家们开始深入探究动植物组织,进一步完善了细胞理论。植物由细胞构成,因其细胞壁而显而易见。然而,对于缺乏细胞壁的动物细胞而言,这一事实则显得更为隐晦。彼时,众多科学家认为动物是由“小球”构成。
德国科学家西奥多·施万与马蒂亚斯·施莱登,分别深耕于动物与植物细胞的研究。他们揭示了两种细胞类型间的关键差异,并提出了细胞是动植物基本单位的观点。
当然,受限于时代,施万与施莱登对于细胞生长的理解存在误区。施莱登认为细胞由细胞核“播种”而生,施万则主张动物细胞是从其他细胞间的物质中“结晶”而出。
最终,真相由其他科学家逐步揭开。1855年,鲁道夫·维尔乔发现了细胞理论的又一重要环节:所有细胞皆源自现有细胞。
世纪之交,科学界的目光转向了细胞遗传学,旨在将细胞研究与遗传学研究紧密相连。19世纪80年代,沃尔特·萨顿与西奥多·博韦里,将染色体确定为遗传的核心,从而永久地将遗传学与细胞学紧密相连。
随后的发现,如詹姆斯·沃森与弗朗西斯·克里克对DNA结构的研究,进一步证实并巩固了细胞在遗传中的核心作用。
一个世纪之后,随着干细胞的发现,细胞的探索继续引领科学前行。
干细胞,这类尚未分化为更特定细胞的未成熟细胞,成为了研究的新焦点。1980年代,科学家开始从小鼠体内提取胚胎干细胞。
1998年,詹姆斯·汤姆森成功分离出人类胚胎干细胞,并开发了细胞系,其研究成果随后发表在《科学》杂志上。随后,人们发现成体组织,如皮肤,也可被重新编程为干细胞,进而分化为其他细胞类型,这类细胞被称为诱导多能干细胞。
如今,干细胞已被应用于糖尿病、心脏病等多种疾病。
End
写在文末
细胞的发现,对科学的影响远超胡克1665年的想象。它不仅让我们对所有生物的构成有了基本的认识,更推动了医疗技术与治疗的革新。
如今,科学家们正探索个性化医疗的无限可能,期望能从我们自身的细胞中培养出干细胞,进而利用它们来揭示疾病的奥秘。这一切的辉煌成就,皆源自对一块软木塞中细胞的偶然一瞥。