缤纷生物/发现世界丛书

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从太空看，我们居住的地球是一个美丽的蓝色星 球，在这里繁衍生息着十 几万种微生物、30多万种植物和100多万种动物，很 多人不禁要问，如此丰富 多样的物种最初是从哪里来的呢？ 科学家研究发现，今天我们地球上的生物，无论 大小，无论种类，都是由细 胞组成的，细胞是生物体结构和功能的基本单位。细 胞不仅本身是独立的生 命，并且是生物体生命的一部分，它维系着整个生物 体的生命，这就是由德国 的植物学家施莱登和动物学家施旺所提出的细胞学说 。这一学说将植物学和 动物学联系在一起，论证了整个生物界在结构上的统 一性，以及在进化上的共 同起源，有力地推动了生物学向微观领域的发展。细 胞学说与能量守恒定律 和生物进化论并列为19世纪自然科学三大发现。 ·假如没有显微镜 早在300多年前，英国皇家学会的干事长，擅长 光学研究的罗伯 特·胡克，亲手用玻璃透镜制造出一台能使物体放大 的显微镜，尽管玻 璃透镜质量不好，显微镜的放大倍数和清晰度也不高 ，可他在皇家学会 所组织的讲座中，总是一丝不苟地把自己用显微镜看 到的跳蚤、虱子、 蚊虫、地衣、毛发等形状清清楚楚地告诉大家，而且 还画出了“显微图”。 1663年，胡克用显微镜观察用刀片削成的软木薄 片，这种软木也 就是橡树的树皮，软木薄片在显微镜下呈现出的是一 片蜂窝一样的“小 房子”，他把连成片的每问“小房子”起名为“cell ”，也就是中文译成的 “细胞”。他所看到的细胞，其实是已经失去生命的 植物细胞壁所围成的 空腔。 胡克之后，他的同胞格鲁，用显微镜观察切 成薄片的植物标本时，看到了活细胞中充满着 黏稠的汁液，当时他并未给这种汁液起名。直 到100多年后的1839年，一位名叫浦肯野的捷克 斯洛伐克科学家，才把植物细胞中的汁液命名为 “原生质”。 在胡克之后，许多人开始用显微镜观察物 体，意大利人马尔比基在植物细胞中也看到充满 着汁液。荷兰人列文虎克用自己制成的只有一 个透镜的单显微镜，不光看到了单细胞的微生 物，而且还发现了一个精彩纷呈的微观世界，例 如，他看到了鞭毛虫、人骨细胞、红细胞和精子细 胞等。可是由于显微镜的清晰度和放大倍数都 不高，因而限制了人们对细胞的进一步认识，所 以在胡克发现细胞后的150年的时间里，人们始 终没有对细胞取得更多的认识。 ·细胞学说 19世纪，光学显微镜的放大倍数和清晰度有 了明显的提高，这无疑为探索动植物的微观结构 创造了条件。 英国植物学家布朗在用显微镜观察植物的 花粉时，首先看到了花粉粒的布朗运动，而且还 在花粉粒中发现了“nucleolus”，中文译作“细胞 核”。自布朗在1831年发现花粉粒中的细胞核后， 植物细胞中存在细胞核这一事实很快就得到了 证实。1838年，德国植物学家施莱登在《植物发生论 》中重提布朗关 于细胞核的发现，并认为细胞核是植物细胞普遍存在 的基本构造。他 在文章中指出，无论怎样复杂的植物，都是由细胞组 成的，细胞本身既 是一个独立的生命，也作为植物体生命的一部分维持 着整个植物体的 生命。他还推测，细胞核是细胞的母体，因此在细胞 的形成过程中，首 先形成的是细胞核。 1838年的一天，施莱登和施旺在一家餐馆不期而 遇，俩人一面进 餐一面交流研究心得。施旺早年学医，他在观察脊索 动物的标本中也 曾发现过类似于植物细胞核的结构。由于动物细胞比 植物细胞复杂， 不仅形态多样而且本身透明，因此施旺在遇到施莱登 前，虽然知道动物 细胞的存在，但对动物细胞的认识远没有施莱登对植 物细胞认识那样 深刻。他与施莱登会面后，对自己的研究结果作了进 一步的推敲并结 合施莱登的观点，终于在1839年发表了题为《动植物 结构和生长相似 性的显微研究》的论文，他在论文中明确指出：“一 切动物组织，无论彼 此如何不同，都是由细胞组成的。”在论文中还指出 ：“我们已经推倒了 分隔动植物界的巨大障碍，发现了基本结构的统一性 。”并且他还认为， 无论是植物还是动物的所有细胞，都有相类似的结构 。 施莱登和施旺的这次饭桌上的交流，居然形成了 两人的共识，他 们都认为：每个细胞是一个相对的独立的生命单位， 或者说细胞既是 生物体的基本结构单位、也是发挥功能的最小单位； 生物体的新陈代 谢都是在细胞中进行的；细胞不仅能产生相同的细胞 而且能形成传宗 接代的生殖细胞，所以细胞又是繁衍种族的基本单位 。这些内容就是 细胞学说的核心。 P1-3