Die Zelle: Produkt oder Agent

Die Formulierung der frühen Zelltheorie von Schleiden und Schwann muss vor dem Hintergrund eines allgemeineren Forschungsprogramms gesehen werden, das zeitgenössische Naturforscher beschäftigte und in der Suche nach biologischen Gesetzen bestand, die Botanik und Zoologie zum Status wirklich wissenschaftlicher Disziplinen erheben würden (Nyhart, 1995, S. 39-47; Gliboff, 2008, S. 37-53). Insbesondere Schwann hat, wie Parnes überzeugend argumentiert hat, entschieden mit damals dominanten Ansätzen gebrochen, um dieses Ziel zu erreichen., Anstatt davon auszugehen, dass physiologische und reproduktive Phänomene aus der Wechselwirkung einer allgemeinen, allumfassenden Lebenskraft und Umweltbedingungen resultierten, versuchte Schwann, „spezifische materielle Agenzien zu identifizieren, die spezifische Lebenskräfte ausüben“ (Parnes, 2000, S. 82). Schwanns andere große wissenschaftliche Errungenschaft, seine Entdeckung von „Pepsin“, einer „gelblichen Flüssigkeit“, die auch nach ihrer Isolierung von der Schleimschicht tierischer Mägen weiterhin als „Verdauungsprinzip“ fungierte, zeigt diesen Ansatz ganz deutlich., Obwohl Schwann es am Ende nicht schaffte, Pepsin chemisch zu charakterisieren, offenbaren seine anhaltenden Versuche, dies zu tun, seine Überzeugung, dass dies der richtige Weg war. Spezifische physiologische Funktionen, so glaubte er, könnten bestimmten materiellen Wirkstoffen zugeschrieben werden, die im Prinzip zumindest als Substanzen mit spezifischer chemischer Zusammensetzung charakterisiert werden könnten. „Aus meinen Experimenten mit künstlicher Verdauung geht hervor, dass es kein einziges, universelles Auflösungsmittel gibt, sondern dass die wirksamen Materialien für jedes Lebensmittel unterschiedlich sind“ (Schwann, 1836, P., 359; siehe Parnes, 2003, der auch eine detaillierte Diskussion über die entsprechenden Forschungsarbeiten von Schwann zu Muskelkontraktilität und Atmung liefert).

Es versteht sich von selbst, dass Schwanns Perspektive jeden Versuch, die Entstehung und Entwicklung bestimmter Gewebe, ganzer Organe oder sogar ganzer Organismen zu erklären, zu einer gewaltigen Aufgabe macht., Die spezifische physiologische Funktion, die einer Erklärung bedarf, besteht jetzt nicht nur in der Herstellung einer komplexen organischen Struktur eines bestimmten Typs; Die spezifischen materiellen Mittel, die für eine solche Erklärung anzurufen sind, müssten auch in einer Vielzahl von aktiven „Prinzipien“ bestehen, die irgendwie zusammenwirken, um eine Struktur dieses bestimmten Typs zu erzeugen, und keine andere. Was Schwann in der von ihm vorgeschlagenen Zelltheorie suchte, war daher in erster Linie keine gemeinsame Struktureinheit, aus der alle Organismen bestehen., Ihm war durchaus bewusst, dass „die Elementarteilchen organisierter Körper die größte Formvielfalt aufweisen“, und dass diese Vielfalt nur unvollkommen reduziert werden konnte, indem Elementarteilchen – „Zellen“ und „Fasern“ – durch die strukturellen Ähnlichkeiten, die sie aufweisen, klassifiziert wurden. Was Schwann stattdessen suchte, war eine „allgemeine Regel in Bezug auf die Art und Weise, in der die Moleküle zu den lebenden Teilchen zusammengefügt wurden „– wie Moleküle “ in einer Art von Zellen, dort in einer anderen und an einer dritten Stelle in einer Faser vereint waren und so weiter.“Das hat ihn zu Schleidens Entdeckungen angezogen., Die Idee war, ohne Zweideutigkeit erklärte er, „die Ähnlichkeit des Prinzips der Entwicklung für Elementarteilchen zu beweisen, die physiologisch verschieden waren, durch einen Vergleich von tierischen Zellen mit denen von Gemüse“ (Schwann , 1847,, p. xv–xvi; mein Schwerpunkt). Kurz gesagt, für Schwann waren Zellen und Zellgewebe nicht die Explanane, sondern die Erklärung einer physiologischen Entwicklungstheorie (Jahn, 2003, S. 26-27).

Was war also das gemeinsame „Prinzip der Entwicklung“, das für die Entwicklung von Geweben verschiedener histologischer und physiologischer Art verantwortlich sein könnte?, Zu diesem Zeitpunkt sind die meisten Historiker der Zelltheorie damit zufrieden, die vielleicht berühmteste Aussage Schwanns zu zitieren, nämlich dass „die Ursache für Ernährung und Wachstum nicht im Organismus als Ganzes liegt, sondern in den einzelnen Elementarteilen – den Zellen“ (Schwann , 1847, S. 192). Aber „wohnt“ („liegt in“ im deutschen Original, was eine wörtliche Übersetzung als „liegt in“ darstellen würde; siehe Schwann, 2003 , S. 105) ist ein tückischer Begriff. , Erstens verdeckt es Schwanns Überzeugung, dass Zellen sozusagen von innen nach außen wachsen; Der „Nukleolus“, „ein winziges Korpuskel“, wird zuerst aus der umgebenden Nährflüssigkeit, dem „Zytoblastem“, gebildet, gefolgt von der Bildung von „Kern“, „Zellhöhle“ und „Membran“ durch „kontinuierliche Ablagerung frischer Moleküle“ an der Peripherie. Die Anziehungs – und Stoffwechselkräfte-es war Schwann, der den letzteren Begriff prägte – „wohnen“ daher nicht in der Zelle als Ganzes, sondern genauer in den „Molekülen“, aus denen sie bestehen (Schwann , 1847, S. 193-194; vgl. Duchesneau, 2007, 294-297)., Zweitens maskiert der Ausdruck „resides“ Schwanns akutes Bewusstsein dafür, dass eine solche Art der „physikalischen“ Erklärung auf Wechselwirkungen zwischen Molekülen beruht, die wiederum von der materiellen Anordnung der Letzteren abhängen. Die Anziehungskraft und metabolische Kraft von Zellen wird „nur durch eine bestimmte Kombination von Molekülen freigesetzt, wie zum Beispiel Elektrizität durch die Kombination einer Zink-Kupfer-Platte freigesetzt wird“ (Schwann, 1847, S. 189; über das lange Leben nach dem Tod dieser Metapher siehe Grote , dieser Band).,

Diese beiden Punkte sind keine bloßen Feinheiten, sondern wichtige Qualifikationen, wenn man die Bedeutung von Schwanns Vorschlag vollständig verstehen möchte. Eine Möglichkeit, diesen Import zu bewerten, besteht darin, sich der berühmten Kritik an Schwanns Zelltheorie zuzuwenden, die Thomas H. Huxley 1853 veröffentlichte und die Martha Richmond sehr detailliert analysiert hat. Nach ihrer Analyse „betrachtete Huxley Schwanns Theorie als eine neue Form des Präformationismus, die eine Bedrohung für die Prinzipien der epigenetischen Entwicklung darstellte, die sein Verständnis biologischer Prozesse leiteten“ (Richmond, 2000, S. 250)., Epigenese und Preformation sind Begriffe, die jedoch sorgfältig behandelt werden müssen, wie Richmonds sorgfältige Analyse von Huxleys Kritik zeigt. Schwann bestritt, wie wir sahen, nicht, dass organische Strukturen de novo aus einer strukturlosen Substanz hervorgingen , wie Huxley zugeben wollte (Huxley, 1898, S. 252). Er leugnete auch nicht, dass Lebenskräfte in der Materie liegen, was Huxeley in gewissem Maße zugibt (Huxley , 1898, 261-262)., Was Huxley widersetzte, war insbesondere die Idee, dass die “ primären histologischen Elemente (Zellen) im Verhältnis von Ursachen oder Zentren zur Organisation und der „organisierenden Kraft“ stehen, dass Lebenskräfte, anders ausgedrückt, von der vorherigen materiellen Konformation materieller Agenten abhängen (Huxley, 1898 , S. 253)., Für Huxley war Entwicklung ein Prozess, der von außen nach innen wirkte; Jedes Entwicklungsstadium-einschließlich der frühesten Differenzierung eines „strukturlosen Blastems“ in „Endoplasten“ und „Periblasten“ – führte dazu, dass „abgesehen von allen eine gemeinsame bestimmende Kraft ausgeübt wurde“ (Huxley , 1898, S. 264, mein Schwerpunkt). Zellen waren Produkte, keine Mittel des organischen Wandels,und Lebenskräfte lagen nicht in spezifischen molekularen Anordnungen, sondern „in der Materie, aus der lebende Körper als solche bestehen „(Huxley, 1898, S. 277, mein Schwerpunkt; vgl. Richmond 2000, S. 273-276).,

Schwanns ursprünglicher Vorschlag von 1839 sowie Huxleys Kritik an diesem Vorschlag von 1853 stellen somit zwei Seiten in einer Debatte dar,die bereits seit der Jahrhundertwende Naturforscher und Physiologen in ganz Europa gespalten hatte. Philip R., Sloan hat diese Debatte als eine „in Bezug auf die Art und Weise“ charakterisiert, in der „Vitalität“ mit Organisation zusammenhängt“, Unterscheidung zwischen denen, die diese Vitalität für “ ein „superaddiertes“ Phänomen hielten, das äußerlich auf inhärent inerte Materie einwirkte „und denen, die es für“ eine immanente Macht hielten, die eng mit Organisation verbunden ist “ (Sloan, 1986, S. 377; vgl. Jacyna, 1983; Parnes, 2000, S. 74-81)., Mit anderen Worten, auf der einen Seite der Debatte finden wir diejenigen, wie Huxley im Jahr 1853, die das Leben als allgemeines Phänomen und all seine vielfältigen Manifestationen betrachteten, die durch im Wesentlichen dieselbe Lebenskraft hervorgerufen wurden; auf der anderen Seite finden wir diejenigen, die wie Schwann im Jahr 1839 davon überzeugt waren, dass „spezifische Lebensprozesse spezifische Ursachen in Form spezifischer materieller Mittel haben, die spezifische Lebenskräfte ausüben“, um eine Formulierung von Parnes zu verwenden (2000, S. 82).

In dieser Debatte stand viel auf dem Spiel., Wenn man sich für die frühere Position entschied, war die Kontinuität allen Lebens garantiert, aber es war schwierig, sich wirksame Ursachen vorzustellen, die für die große Vielfalt der Lebensformen verantwortlich gemacht werden konnten. Schwann unterstellte ohne weiteres, dass seine Gegner auf teleologisches Denken zurückgreifen müssten, um Vielfalt zu erklären (Schwann, 1838, S. 188-189), und tatsächlich räumt Huxley an einer Stelle in seiner Rezension von 1853 ein, dass „die“ vis essentialis „im Wesentlichen andere und unabhängige Ziele zu haben scheinen – wenn wir für das Nonce metaphorisch sprechen“ (Huxley, 1889 , S. 267)., Auf der anderen Seite, während Vielfalt kein Problem für eine Position war, die von Anfang an davon ausging, dass alle Manifestationen des Lebens das Ergebnis spezifischer Konformationen der Materie waren, eröffnete eine solche Lösung auch die Möglichkeit für spontane Erzeugung und Transmutation. In der Tat ist dies genau das, was Schwann in einer seitlichen Bemerkung vorschlug – dass seine Position es einfacher machte, „die erste Entwicklung der vielen Formen organisierter Wesen „sowie die“ fortschreitende Bildung organischer Natur , die durch die Geologie angezeigt wird “ (Schwann, 1847, S. 189; vgl., Schwann 1839-und was Huxley in „an abrupt volte-face“ von der Zelltheorie abgewiesen zu haben scheint, nachdem er sie ursprünglich befürwortet hatte (Richmond, 2000, S. 251, 278-279). Das Ausmaß, in dem Schwann Zellen als mit einem eigenständigen Leben ausgestattet betrachtete, erlaubte ihm auch, Zellen als in der Lage zu betrachten, dem zu entkommen , was er die „Autokratie des Organismus“ nannte (Schwann 1847, S. 188).

Die Positionierung von Schwann und Huxley im Kontext zeitgenössischer Debatten zeigt somit, dass die Zelltheorie von Anfang an auf den reproduktiven Aspekt der Zelle einging., Schwann selbst blieb in Bezug auf diesen Aspekt zwar äußerst vage und lokalisierte die prädisponierenden Faktoren, die die spezifische Reproduktion von Zellen im Zytoblastem und nicht im Kern bestimmten (Holmes, 1963, S. 323)., Ideen zu diesem Aspekt sollten erst mit der zunehmenden Erkenntnis konkreter werden, dass Zellen aus der Vereinigung oder Teilung bereits existierender Zellen entstehen – dass es Zellen sind und nicht irgendeine „Nährflüssigkeit“, die Zellen produzieren–, so dass die erste Stufe jedes neuen individuellen Organismus als immer bereits als komplexer Organismus selbst konzipiert werden kann, der mit einer Vielzahl prädisponierender Charaktere ausgestattet ist (Duchesneau, 2007, S. 295-296)., Nicht viel von Schwanns ursprünglicher Theorie der „freien“ Zellbildung blieb im Laufe des Prozesses intakt – mit Ausnahme seiner Intuition, dass die Gewährung eines gewissen Grades an unabhängigem Leben in der Lage wäre, die differentielle Reproduktion zu erklären.