Hücrenin Keşif Hikâyesi ve Hücre Teorisi

Hücrenin keşfinden önce…

Çürümüş besin üzerinde kurtlar nasıl oluşur?

Galileo’nun yeni bir mercek sistemi geliştirerek uzak mesafeleri görünür kılması biyoloji alanında da o zamana kadar keşfedilmemiş yepyeni bir dünyanın kapılarını açmıştı. Mercek sistemini küçük objeleri büyütmek için kullanan Robert Hooke, yaşam hakkındaki en temel keşfi gerçekleştirdi. Bu döneme kadar (1600’lü yıllar) insanların, kendileri de dâhil olmak üzere etraflarında gördükleri canlılığın neden oluştuğu konusunda hiçbir bilgileri yoktu. Diğer taraftan bu dönemde insanlar canlılığın nasıl oluştuğuna yönelik yanlış görüşlere sahipti.  Bu konudaki pek çok varsayım içinde en yaygın olanı ise kendiliğinden oluşum adı verilen görüştü. Kurumuş yaprakların belirli bir süre sonra kaybolup yerine mantarların çıktığını, çamurlu bölgelerde kurbağaların veya besinlerin çürüdüğünde kurtların oluştuğunu gören insanlar,  canlılığın şekil değiştirerek başka bir forma dönüştüğüne inanıyorlardı.17.yyda Robert Hooke’un mikroskobu geliştirmesi ile birlikte başlayan süreç insanların inançlarını sorgulatmaya başladı. Hooke’un, şişe mantarının görünenin ötesinde küçük odacıklardan (Hücre) oluştuğunu söylemesi meraklı araştırmacıları etraflarındaki canlı cansız her şeyi incelemeye itmişti. İlerleyen 200 yıllık süre içerisinde çok daha net bir görüntü elde edebilmek için mercekler üzerine çalışan araştırmacılar zaman geçtikçe bu görünmez dünya hakkında daha fazla bilgi edinmeye başlamışlardı.

Hücre teorisinin doğuşu…

1850’li yıllara gelene kadar insanların kendi yapıları hakkında bildiği tek şey ise organlar ve dokulardan oluşuyor olmalarıydı.  Bu zamana kadar dokuların ötesinde bir yapı birimi hakkında bilgileri yoktu. Bilim insanlarının bildiği tek şey Vesalius isimli araştırmacının 1500’lü yıllardaki gözlemlerinden ibaretti. Kadavralar üzerinde çalışan Vesalius, organların hareketleri sırasında büyük kasların kendisinden çok daha küçük bir dizi kas serisinden yapıldığını gözlemleyerek organların dokulardan oluştuğunu ileri sürse de bu dönemde henüz en ilkel mercek sistemi bile olmadığından gözlemlerini ilerletememişti. 19. yy gelindiğinde büyütme oranının artması ile birlikte artık pek çok mikroskobik gözlem yapılmaya başlanmıştı. Bitkileri mikroskop altında gözlemlemenin kolay olması ve o dönemde dünyanın her yerinden daha önce hiç görülmemiş pek çok bitki türünün araştırmacılara sınıflandırmaları için gönderilmesinden dolayı bitkiler üzerinde gözlemler giderek artış göstermişti. İşte tam bu dönemde Schleiden isimli botanikçi bitkileri sınıflandırma ile uğraşmak yerine onların içsel yapılarına merak sarmıştı. Birbirlerinden tamamen farklı görünen bitkilerin, tamamının aynı şekilde hücrelerden oluştuğunu gözlemledi. Schleiden, basit bitkilerin tek bir hücreden, daha gelişmiş olan bitkilerin ise bir araya gelen hücrelerin oluşturduğu doku gruplarından oluştuğunu belirterek hücre teorisinin temellerini atmıştır. Bu döneme kadar hayvanlara yönelik de az da olsa hücresel gözlemler yapılmıştı. Ancak hayvan hücrelerinde hücre duvarının olmamasından dolayı hücreleri tek tek ayırt etmek oldukça güçtü. Bu nedenle hayvanlar sanki tek bir parçadan oluşmuş gibi algılanıyordu. Schleiden’in bitkilerin hücrelerden oluştuğunu belirtmesinden bir yıl sonra zoolog Schwann, hayvan hücrelerini daha ayrıntılı incelemeye karar verdi. Gözlemleri sonucunda hayvan dokularının da tıpkı bitkiler gibi hücrelerden oluştuğunu ve hayvanların da tıpkı bitkiler gibi hücreler topluluğu olduğunu belirtti.

 

Şekil:  Hayvan hücrelerine yönelik mikroskobik gözlemleri sonrasında Schwann’ın hücre çizimleri ( hücre çekirdeğini de belirttiği görülmektedir.)

Peki ya yeni hücreler nereden geliyordu?

Bu iki bilim insanı gözlemleri sonunda canlıların hücrelerden oluştuğunu belirterek hücre teorisinin temellerini ortaya atmıştır. Ancak her iki bilim insanı da kendiliğinden üreme görüşünü benimsediklerinden canlıları oluşturan bu hücrelerin kendiliğinden oluştuğunu iddia ediyorlardı. Yeni hücrenin, eski hücrenin içerisindeki bir maddenin şekil değiştirerek oluştuğunu öne sürmekteydiler.  1850’lerin sonuna gelindiğinde bitki ve hayvan hücrelerine yönelik artan gözlemsel veriler hücrelerin kimi zaman kenarlarda yığılmalar sonunda ikiye bölündüğünü gösteriyordu. Rudolph Virchow, gözlemleri sonucunda hücrelerin kendiliğinden oluştuğuna dair olan görüşü ret etmiş ve gözlemsel kanıtlarını öne sunarak hücre teorisinin temel ilkesini “Omnis cellula e cellula” yani her hücrenin bir diğerinden köken aldığını belirtmiştir. Bugün hücre teorisi olarak adlandırdığımız teorinin temelleri bu üç bilim insanının sonuçlarının birleşmesi ile oluşmuştur. Yani;

  • Tüm canlılar bir veya birden fazla hücreden meydana gelmiştir.
  • Her bir hücre bir önceki hücreden köken almaktadır.

 

Teknolojinin ilerlemesi ile birlikte hücreye ve canlılığa yönelik pek çok yeni bilgi edinilmiştir. Hücre bölünme mekanizması, DNA ve pek çok biyokimyasal süreçle ilgili edinilen her yeni bilgi hücre teorisinin gelişmesini ve ilerlemesini sağlamıştır. Bugün modern hücre teorisinin genel kabulleri şu şekildedir;

  1. Hücreler organizmaların yapısal ve fonksiyonel birimleridir.
  2. Tüm hücreler kendilerinde önce var olmuş bir hücrenin bölünmesinden köken almaktadır.
  3. Enerji akışı (metabolizma ve biyokimya) hücre içerisinde gerçekleşir.
  4. Hücreler, hücre bölünmesi sırasında hücreden hücreye aktarılan kalıtsal materyali taşımaktadır.
  5. Benzer türdeki organizmaların hücrelerinin kimyasal yapısı temel olarak benzerdir.
  6. Bilinen tüm canlılar bir ya da birden fazla hücreden oluşmaktadır.
  7. Kimi organizmalar tek bir hücreden oluşmaktadır ve onlara tek hücreli organizmalar denmektedir.
  8. Çok hücreli organizmalar ise birçok hücreden meydana gelmektedir.
  9. Bir organizmanınetkinliği bağımsız hücreler toplam etkinlik bağlıdır.

Öğretmenler için öneriler

Yukarıda yer alan hikâye, hücrenin keşfedilmesi ve canlılığın temel yapı taşı olarak tanımlanmasına yönelik tarihi süreci anlatmaktadır.  Hikâyelerde mikroskop teknolojisinin gelişmesinin, canlılığa dair bilgimizi ivmeli bir şekilde arttırdığı görülmektedir. Merceklerin büyütme oranının artması, canlılığın yapısına ilişkin en önemli bulguyu yani hücreleri ve hücrenin yapısını ortaya çıkarmıştır.  Bu hikâye, öğrencilere teknolojinin bilime olan olumlu etkisini göstermesinin yanı sıra teorilerin gelişime açık doğasını da göstermektedir. Hikâyenin son kısmında hücre teorisinin artan dolaylı gözlemler ve biyolojinin diğer alt dallarından elde edilen pek çok bilgi ve keşif ile birlikte geliştiği ve yenilendiğini açıklamaktadır. Tıpkı pek çok bilimsel bilgi gibi teori ve kanunların da elde edilen bilimsel veriler ışığında değişime ve gelişime açık olduğu öğrencilere belirtilebilir.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir