细胞学说

生物学

xì bāo xué shuō

细胞学说指出,一切生物都由细胞构成,细胞是生命的基本单位,并且所有细胞都来自已存在的细胞。

Definition

细胞学说是关于生命的三大核心观点:一切生物都由细胞构成,细胞是生命的最小单位,新细胞只能由已经存在的细胞产生。更严谨地说,一切生物都由一个或多个细胞组成,细胞是结构和功能的基本单位,所有细胞都是通过已有细胞的分裂而产生的。这一学说是十九世纪施莱登、施旺、微尔啸等科学家借助改良显微镜逐步建立起来的,微尔啸提出的"一切细胞来自细胞"这句话正概括了第三条原理。现代的补充观点还包括:细胞以DNA的形式携带遗传信息,能量流动(新陈代谢)发生在细胞内部,同类物种的细胞具有基本相同的化学组成。病毒没有细胞结构,也不能独立繁殖,因此不在这一学说的范围之内。

Example

当你擦伤膝盖时,新长出的皮肤来自皮肤细胞的分裂繁殖,新细胞绝不是凭空出现的。在理想条件下,一个细菌每$20$分钟分裂一次,$20$分钟后变成$2$个细胞,$40$分钟后$4$个,$60$分钟后$8$个,经过$6$小时(即$18$次分裂)后,一个细胞会变成$2^{18} = 262{,}144$个细胞,每一个都源自最初那一个。巴斯德的鹅颈瓶实验在实验室里证明了同样的道理:只要空气中的细胞无法进入,灭菌的肉汤就始终保持澄清,只有在瓶颈被打断后才会因微生物滋生而变浑浊,这支持了细胞具有连续性、而非自发产生的观点。

Key Insight

在显微镜发明之前,人们曾相信微小的生物可以从烂泥或腐肉中凭空产生,而细胞学说用确凿的证据取代了这种猜测。第三条原理排除了自然发生说,因此你身体里的每一个细胞都能沿着一条不间断的分裂链条追溯回同一个受精卵。正因为所有细胞都来自更早的细胞,它们共有的特征,例如遗传密码、核糖体和ATP,都是共同祖先的证据。因此,细胞学说是连接细胞生物学与进化论的一座桥梁。