Lý thuyết về tế bào

Trong lĩnh vực sinh học, lý thuyết tế bào hay thuyết tế bào là một lý thuyết khoa học mô tả các đặc tính của tế bào và giải thích nguồn gốc của sự sống từ tế bào, đồng thời là nền tảng cho thuyết tiến hóa của Darwin. Tế bào được xem như đơn vị cấu trúc cơ bản của tất cả các sinh vật và là nền tảng của sự sống. F. Engel (1870) coi lý thuyết tế bào là một trong ba phát minh vĩ đại nhất trong khoa học tự nhiên thế kỷ XIX (cùng với thuyết tiến hóa và nguyên lý bảo toàn năng lượng).

Lịch sử phát triển

Với sự tiến bộ liên tục trong kính hiển vi, công nghệ đã đủ điều kiện cho phát hiện của tế bào vào thế kỷ XVII. Robert Hooke là người đầu tiên sử dụng kính hiển vi để quan sát khoa học ban đầu về tế bào, mở ra lĩnh vực sinh học tế bào. Năm 1665, Hooke đã nghiên cứu mẫu mô bần bị bần hóa và đã chết bằng kính hiển vi thô sơ có độ phóng đại 30 lần. Ông quan sát thấy mô bần gồm nhiều ô rỗng bao quanh, xếp chồng lên nhau giống tổ ong, do đó ông gọi chúng là tế bào (gốc từ tiếng Latinh cellulae, có nghĩa là ô rỗng). Khi Hooke quan sát, tế bào thực vật đã chết và chỉ còn lại thành tế bào, có hình dạng của ô rỗng.

Sau đó, với sự phát triển của kính hiển vi, ngày càng có nhiều nhà khoa học phát hiện ra nhiều loại tế bào khác nhau như tế bào vi sinh vật, động vật, thực vật và nhận thấy rằng tế bào có cấu trúc rất phức tạp. Antonie van Leeuwenhoek, một nhà khoa học người Hà Lan, trong những năm 1674 - 1683, sử dụng kính hiển vi với độ phóng đại khoảng 300 lần, phát hiện ra các loại tế bào như vi sinh vật trong giọt nước ao, tế bào máu, tế bào tinh trùng của động vật. Từ những quan sát này, ông kết luận rằng tế bào có cấu trúc phức tạp bao gồm màng sinh chất, tế bào chứa các bào quan và nhân, không chỉ đơn giản như Hooke nhìn thấy. Mặc dù vậy, vì lý do lịch sử, thuật ngữ tế bào vẫn được sử dụng để chỉ chúng.

Trong thế kỷ tiếp theo, đã có nhiều tranh luận về tế bào giữa các nhà khoa học. Hầu hết những tranh luận này xoay quanh sự tái sinh của tế bào và ý tưởng rằng tế bào là đơn vị cơ bản của sự sống. Học thuyết tế bào cuối cùng được hình thành vào khoảng năm 1838 - 1839, với sự đóng góp của nhà thực vật học Matthias Schleiden và nhà động vật học Theodor Schwann: Tất cả sinh vật đều được cấu thành từ tế bào và tế bào là đơn vị sống cơ bản của sinh thái. Tuyên bố này đánh dấu sự xuất hiện của Sinh học tế bào (theo quy ước).

Tuy nhiên, nhiều nhà khoa học khác như Rudolf Virchow (bác sĩ người Đức) và Louis Pasteur (nhà khoa học người Pháp) cũng đóng góp ý kiến vào học thuyết này. Năm 1858, Virchow cũng cho biết rằng: Tế bào sinh ra từ tế bào có sẵn. Năm 1862, Pasteur đã chứng minh rằng: Sự sống không tự nảy sinh ngẫu nhiên từ các chất vô sinh

Nội dung của học thuyết tế bào

Ngày nay, dưới ánh sáng của khoa học hiện đại, học thuyết tế bào vẫn giữ nguyên giá trị và thường được phát biểu bao gồm ba nhận định chính sau:

1. Tế bào là đơn vị cấu trúc và chức năng nhỏ nhất của mọi sinh vật sống.

   Tế bào là cấu trúc nhỏ nhất có đầy đủ các đặc tính cơ bản của sự sống, bao gồm 4 đặc tính chính sau:

   • Trao đổi vật chất và năng lượng
   • Sinh trưởng và phát triển
   • Sinh sản
   • Cảm ứng và thích nghi

   Ngoài ra còn có một số đặc tính khác của sự sống như: sự biệt hóa tế bào, sự chết theo chương trình tế bào, điều hòa hoạt động gen,...

2. Mọi sinh vật đều được tạo thành từ một hoặc nhiều tế bào. Các quá trình chuyển hóa vật chất và di truyền diễn ra bên trong tế bào.

   Sự sống có cơ sở phân tử, nhưng không có phân tử nào, bao gồm cả DNA, tự sống và hoạt động bên ngoài tế bào. Sau này, có những tranh luận về sự tồn tại của sự sống dưới dạng không có tế bào, như ở virus. Tuy nhiên, virus khi bên ngoài tế bào tồn tại ở dạng tinh thể phân tử, không thể hiện đầy đủ các đặc tính cơ bản của sự sống, do đó chúng chưa được coi là sinh vật mà thường được gọi là 'dạng sống' hay 'thực thể sống', là một dạng chuyển tiếp từ sự không sống đến sự sống.

3. Tế bào chỉ được sinh ra từ tế bào có sẵn.

   Mặc dù tế bào đầu tiên có thể được hình thành ngẫu nhiên trong môi trường Trái Đất nguyên thủy (khoảng 3,5 tỷ năm trước), nhưng tế bào hiện nay không thể tự ngẫu sinh và chỉ có thể được tạo ra từ tế bào đã tồn tại trước đó. Tất cả các tế bào hiện nay đều là kế thừa của tế bào đầu tiên.

Ý nghĩa

Học thuyết tế bào cho thấy tính thống nhất trong sự đa dạng của sinh giới, rằng tất cả các sinh vật hiện nay đều bắt nguồn từ một tế bào đầu tiên. Đây là một trong ba điểm quan trọng của triết học vật lý biện chứng, chứng minh sự sống phát sinh từ các quá trình hóa học ngẫu nhiên và tiến hóa lâu dài, không phải do bất kỳ sức mạnh siêu nhiên nào.

Chú thích

Liên kết ngoài

• Cell theory là gì? tại study.com
• Lý thuyết tế bào tại thoughtco.com