1831 год. Роберт Броун, натуралист из Англии изучал образцы растений, добытых им во время поездки в Австралию. Броун умел обращать внимание на детали, больше всего его интересовали клетки растений. Изучая их под микроскопом, он заметил кое-что интересное: у каждой клетки была похожая структура – круговая, непрозрачная. Он назвал это ядром. Когда о работе Броуна узнал немецкий физиолог Теодор Шванн, то начал искать схожую структуру клеток в головастиках и нашел ее: у каждой клетки головастика было ядро. Открытие было революционным. У них появилось подтверждение, что все живое взаимосвязано. В своей книге Шванн описывает разные типы клеток разных организмов и определяет их по наличию ядра в клетке. Понимание того, что есть общее в структуре всех организмов, не только в растениях, но и в животных организмах, объединило животный и растительный миры.
Археи
Более ста лет после открытия ядра клетки считалось, что на Земле существует два типа форм жизни: бактерии и все остальное. Бактерии считались прокариотами – простейшими одноклеточными организмами, ДНК которых находится не в ядре клетки, а на ее стенках. Все остальные формы жизни считались эукариотами, ДНК клеток находится в самом ядре. Но такая простая классификация была ошибочной. В 1977 году биолог Карл Везе (Carl Woese) изучал бактерии, выделяющие метан, и обнаружил, что они отличались от остальных бактерий. Стенка клетки была уникальной, она создавала необычные энзимы. Вдобавок, такую генетическую последовательность он раньше не встречал. Наступил момент открытия. Карл Везе обнаружил третью форму жизни – группа одноклеточных организмов, которых он назвал археи. Это был большой прорыв, потому что вся микробиология изначально строилась на том, что все бактерии одинаковы в своей сущности, в своем происхождении и структуре клеток. В это свято верил каждый микробиолог, и это оказалось неправдой. Карл обнаружил форму жизни, способную выжить в любой точке планеты, включая самую агрессивную среду. Некоторые археи живут на гидротермальных выбросах на дне океана, температура здесь меняется каждый сантиметр – от отрицательной до испепеляющих 400 °С. Археи обнаружены в земле на глубине нескольких километров, выживающие в кислотных озерах, где плавятся даже минералы и железо. Сейчас некоторые биологи полагают, что архея – прародитель современных эукариотов, включая людей. Сначала об этом написали в «Нью-Йорк Тайм», потом новость подхватили другие газеты, потом рассказали на телевидении. Однажды Карл вышел из дома и сказал себе: «сегодня мир принадлежит мне!».
Митоз
В сравнении с веком человечества эти открытия произошли недавно: клетки, ядра клетки у животных и растений. Спустя 30 лет или около того мы научились видеть деление клеток. Деление клетки – процесс, который клетка животного или растения проходит для того, чтобы продублировать себя. И хотя ученым было уже известно о процессе деления клетки, первым объяснил и опубликовал это немецкий зоолог Уолтер Флеминг. Его книга вышла в свет в 1881 году, она сыграла огромную роль в истории клеточной биологии, потому что Флеминг смог описать клеточное деление в том виде, в каком оно было приемлемо для современного журнала. Флеминг детально изучил процесс деления клеток. Он воспользовался новейшим мощным микроскопом и техникой окрашивания. С такими новшествами он сумел определить структуры, которые назвали хромосомами, а позднее были признаны его открытием. Во время клеточного деления хромосомы проходят через динамическое изменение, они делятся на две одинаковые части – по одной на каждую новую клетку. Флеминг назвал этот процесс митозом. Деление хромосом во время митоза было грандиозным открытием. Ученые, наконец, стали понимать, как одна клетка может превратиться в сложнейший организм, состоящий из множества взаимодействующих клеток.
Мейоз
Примерно в то время, когда Уолтер Флеминг изучал клеточное деление, ученым уже было известно, что оплодотворение происходит за счет объединения разнополых клеток – сперматозоида и яйцеклетки. Чего они не знали – так это почему только эти две клетки могли создавать новую жизнь? Что отличало их? Первый внятный ответ смог дать бельгийский зоолог Эдвард ван Бенеден в 1883 году. Во время изучения кольчатых червей он обнаружил по 4 хромосомы почти во всех клетках особей. Исключением были клетки, отвечающие за оплодотворение – мужской сперматозоид и женская яйцеклетка, в этих клетках было всего 2 хромосомы. Он заметил, что когда эти две клетки соединяются вместе, получается полноценная клетка с 4 хромосомами. Но почему в этих клетках изначально было вдвое меньше хромосом, все еще оставалось тайной. В 1887 году ответ находит немецкий биолог Август Вейсман. Он предположил, что либо все хромосомы делятся пополам, и одна половина уходит в одну сторону, а другая – в другую, либо все еще более сложно: хромосомы могут объединиться попарно и потом вместо отделения друг от друга, делятся еще раз. После многолетних наблюдений за хромосомами Вейсман обнаружил, что в определенный момент развивающийся организм дает команду клеткам, отвечающим за размножение, разделить хромосомы пополам. Этот процесс деления клеток Вейсман назвал мейоз. Это был «золотой век» биологии: за 200 лет с 19 по 21 век люди поняли, что отличает камень от лягушки. Можно сказать, что люди нашли ответ на старый философский вопрос: что такое жизнь? Может быть он не полностью удовлетворен, но это не надолго.
источник http://interesnik.com/velikie-otkrytiya-v-biologii/
