نظرية الخلية
تشير نظرية الخلية إلى فكرة أن الخلايا هي الوحدة الأساسية في تركيب كل شيء حي. وضع هذه النظرية كان بفضل التقدم في الفحص المجهري في منتصف القرن السابع عشر. هذه النظرية هي واحدة من أسس علم الأحياء. النظرية تقول أن الخلايا الجديدة تتشكل من الخلايا الأخرى القائمة، والخلية هي الوحدة الأساسية في التركيب والوظيفة لدى جميع الكائنات الحية.
التاريخ
اكتشفت الخلية لأول مرة على يد روبرت هوك في 1665. درس شرائح رقيقة جداً من الفلين وشاهد عددا كبيرا من المسام الصغيرة التي تشبه خلية النحل. وبسبب هذا التشابه، أسماها خلية. ومع ذلك، لم يكن هوك يعرف حقيقية بنية الخلية أو وظيفتها. وقد نشر ملاحظاته عن الخلية (التي هي في الواقع جدران خلايا غير حية) في كتابه Micrographia. ملاحظاته عن الخلية لم تشر إلى النواة والأجزاء العضوية الموجودة في أغلب الخلايا الحية.
كان انطوني فان ليفينهوك Antonie van Leeuwenhoek أول رجل يشاهد الخلايا الحية تحت المجهر، وهو الذي وصف في عام 1674 طحالب Spirogyra، وقام بتسمية الكائنات الدقيقة المتحركة، وهذا يعني "الحيوانات الدقيقة". كما شاهد ليفينهوك ربما البكتيريا. نظرية الخلية كانت مقارنة لنظريات المذهب الحيوي التي اقترحت قبل اكتشاف الخلية. اقترح لادوف كريستيان تريفينوس Ludolph Christian Treviranus ويوهان جاكوب بول ملدنويرJohann Jacob Paul Moldenhawer فكرة ان الخلايا عبارة عن وحدات منفصلة، ما أدى في النهاية إلى وضع أحد المباديء الرئيسية في نظرية الخلية الحديثة عندما أعلن هنري دوترشت Henri Dutrochet أن "هذه الخلية هي عنصر أساسي من عناصر تنظيم".
ملاحظات هوك، وليفينهوك، وشلايدن Schleiden، وشوان Schwann، وفيرشو Rudolf Virchow، وغيرها أدت إلى وضع نظرية الخلية. نظرية الخلية المقبولة على نطاق واسع هي تفسير للعلاقة بين الخلايا والكائنات الحية. نظرية الخلية تنص على ما يلي :
- جميع الكائنات الحية تتكون من واحد أو أكثر من الخلايا.
- الخلايا هي الوحدات الأساسية في التركيب والوظيفة في الكائنات الحية.
- وتنتج الخلايا الجديدة من الخلايا الموجودة.
نظرية الخلية صحيحة بالنسبة لجميع الكائنات الحية، مهما كانت كبيرة أو صغيرة، بسيطة أو معقدة. إذ إنه وفقا للبحوث، فإن الخلية عنصر مشترك بين جميع الكائنات الحية، فإنها يمكن أن تقدم معلومات عن كل أشكال الحياة. ولأن جميع الخلايا تنتج من خلايا أخرى، يمكن للعلماء بدراسة الخلايا للتعرف على النمو والتكاثر، وسائرالمهام التي تؤديها الكائنات الحية المهام التي تؤديها.، بالإمكان الاطلاع ودراسة جميع أنواع الكائنات الحية، من خلال التعرف على الخلايا وكيفية عملها.
أصل جميع الخلايا خلايا أيضاً
يروى في عام ١٨٣٨ أن كلاً من عالمي الأحياء الألمانيين تيودور سوان و ماتيياس شلايدن اللذين درسا معا كانا يتبادلان الحديث حول عملهما وأبحاثهما. وقد ذكر شلايدن أنه تابع تقريراً أعده عالم الأحياء الإنجليزي روبرت براون عام ١٨٢٧ يذكر فيه أن جميع الخلايا النباتية تحتوي على نقطة غير شفافة متناهية في الصغر أطلق عليها براون اسم النواة.
في ذلك الوقت، كان سوان يقوم بفحص الأنسجة الحيوانية؛ ولا سيما أنسجة أجنة فرخ الضفدع التي ينمو نخاعها الشوكي فيما بعد. الجدير بالذكر أن "النقط غير الشفافة المتناهية في الصغر" كانت كثيرة جدا. ذهب كل منهما إلى معمل سوان ليشاهدا العينات التي قام بفحصها. من المؤكد أن النواة، إذا كانت هي ما وجداه بالفعل، تتشابه تماما مع تلك الموجودة في الخلايا النباتية التي توصل إليها العالم شلايدن. تترتب هذه النقط بشكل منتظم. وبالنظر العميق في الميكروسكوب، استطاع سوان أن يلاحظ وجود جدار صغير أو غشاء يحيط بكل منها.
في النهاية، تبلور هذا الاكتشاف بالفعل وبدأ الناس يفهمونه جيدا. وقد رحل سوان بعيدا ليسجل هذا الاكتشاف الذي نشره في عام ١٨٣٩ ، لكن للأسف دون أدنى إشارة منه إلى فضل شلايدن أو أي شخص آخر عليه. تتكون جميع الكائنات الحية من عدد هائل من الوحدات البسيطة والمتشابهة تقريبا وهي الخلايا تعد الخلايا بالنسبة للكائنات الحية مثل الذرات والجزيئات بالنسبة للمادة. تحتوي جميع الخلايا على جدار أو غشاء ونواة. والجدير بالذكر أن الخلايا الموجودة في العضلات تختلف عن تلك التي توجد في المخ. ولكن تتشابه جميع الخلايا الموجودة في المخ مع بعضها البعض وكذلك الحال في خلايا العضلات.
سرعان ما سيطرت نظرية الخلايا على عقول الجميع واستحوذت على اهتمامهم. فجميع الأدلة المتاحة تدعمها. في الواقع، من حق كاسبر وولف عام ١٧٥٩ - ككثيرين غيره - الإدعاء أنه أول من فكر في هذه النظرية. ولكن يظل السؤال المهم وهو ما مصدر هذه الخلايا؟ ولكن سريعا ما تم رفض إجابة سوان عن هذا السؤال. فقد ذكر أنها نتجت عن تدفق المواد الكيميائية مثلما تفعل البلورات. كان هذا مشابها تماما لمذهب التكاثر التلقائي الذي ذاع صيته ثم هدأ سريعا على يد لويس باستور (١٨٦٢) وآخرين.
تتكون جميع الكائنات الحية من مجموعة من خلايا متناهية في الصغر لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة. تشترك الخليتان (الحيوانية والنباتية) في بعض الخصائص، مثل وجود غشاء الخلية والنواة والميتوكوندريا. وتضم الخلية النباتية أيضا بلاستيدات خضراء وفجوة وجدار صلب للخلية مصنوع من السليلوز. أما الخلية الحيوانية، فتشتمل على جهاز جولجي لإفراز البروتينات. تتكاثر جميع أنواع الخلايا عن طريق الانقسام إلى اثنتين.
لكن، سرعان ما ظهرت أدلة تعارض هذه النظرية. إذ مهما كانت الخلايا الجديدة التي يمكن أن تظهر، فإنها تشكلت عن طريق انقسام الخلايا الموجودة. وبحلول عام ١٨٥٨، أصبح عالم الباثولوجي الألماني رودولف فيركو على استعداد تام لعرض الإجابة الصحيحة على نحو واضح تماما. وهي أن جميع الخلايا تنتج عن الخلايا الموجودة. وفي هذا الشأن، أقر لويس باستور بعد ذلك برأي معارض لفكرة التكاثر التلقائي وينص هذا الرأي على أن جميع أشكال الحياة نتجت عن شكل الحياة الحالي. ويوحي ذلك بأن جميع أشكال الحياة ترتبط بالخلايا. ربما واجهت هذه الفكرة مزيد من التحدي والمعارضة قبل نهاية القرن (بيجرينك - ١٨٩٨).
تفسير الكلاسيكي
جميع الكائنات الحية تتكون من واحد أو أكثر من الخلايا. الخلايا هي الوحدة التركيبية والوظيفية الأساسية. كل الخلايا تنتج من الخلايا الموجودة من قبل. الخلية هي وحدة التركيب، والفيزيولوجيا، والتنظيم في الكائنات الحية. تحتفظ الخلية بوجود مزدوج حيث أنها كيان قائم بذاته ولبنة في بناء الكائنات.
التفسير الحديث
الافتراضات المقبولة عموما من نظرية الخلية الحديثة ما يلي :
- الخلية هي الوحدة الأساسية في التركيب والوظيفة في الكائنات الحية.
- كل الخلايا تنتج من الخلايا السابقة من قبل عن طريق الانقسام الخلوي.
- تدفق الطاقة (الأيض والكيمياء الحيوية) يحدث داخل الخلايا.
- تحتوي الخلايا على معلومات وراثية (الحمض النووي DNA) التي تنتقل من خلية إلى أخرى خلال انقسام الخلايا
- كل الخلايا لها تتفق في أساس التركيب الكيميائي.
- جميع الكائنات الحية التي نعرفها مكونة من خلايا.
- بعض الكائنات أحادية الخلية، وهي تتألف من خلية واحدة فقط.
- البعض الآخر متعدد الخلايا، ويتألف من عدد من الخلايا.
- نشاط الكائن الحي يعتمد على مجموع نشاط خلايا مستقلة.
الاستثناءات
ينظر البعض إلى الفيروسات على أنها كائنات حية، إلا أنها ليست مكونة من خلايا. تظهر الفيروسات الكثير من سمات الحياة، ولكن لا ينطبق عليها تعريف الكائنات الحية، لذلك فهي كائنات غير حية. الميتوكوندريا واليخضور لها مادة الوراثية الخاصة بها، وتقوم بإعادة تكوينه بشكل مستقل عن بقية أجزاء الخلية.
أنواع الخلايا
يمكن تقسيم الخلايا إلى الفئات الفرعية التالية :
الخلايا بدائية النواة (Prokaryotes cell) ليس لها غشاء خلوي: لأنها تحوي، إضافة إلى الهيولى، منطقة كثيفة ذات شكل غير منتظم، تسمى المنطقة النووية، إذ تفتقد هذه الخلايا لغشاء فاصل بين الهيولي والمنطقة النووية التي تحوي الحَمْن (أي المادة الوراثية)، وهو الفرق الرئيسي بين الخلايا البدائية النوى والخلايا الحقيقية النوى. من أمثلته الكائنات وحيدة الخلية ذات النواة البدائية وهي: العتائق والبكتيريا والطحالب الزرقاء المخضرة. الخلايا حقيقية النواة (Eukryotic cell) ، من جهة أخرى، تتكون الخلايا حقيقية النواة من ثلاث أجزاء رئيسية هي:
أما الأجزاء الأخرى في داخل الخلية والتي تكون عادة معلقة في الهيولي فتشمل:
- الشبيكة البلازمية
- أجسام جولجي
- الجسيمات الحالة
- الميتوكندريا
- البلاستيدات الخضراء (بالنسبة الخلايا النباتية)
