A Descoberta da Célula

A invenção do Microscópio, instrumento capaz de ampliar a imagem de objetos pequenos, possibilitou a descoberta das unidades microscópicas que constituem os seres vivos: as células. Acredita-se que os primeiros microscópios tenham sido fabricados por volta de 1590 por Hans Janssen e seu filho Zacharias, holandeses fabricantes de óculos. Tudo indica, entretanto, que o primeiro a fazer observações microscópicas sistemáticas de materiais biológicos foi o holandês Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723).

Leeuwenhoek fabricou dezenas de microscópios dotados de uma única lente, pequena e quase esférica. Com esses instrumentos, ele observou diversos tipos de material biológico, como embriões de plantas, glóbulos vermelhos do sangue e espermatozoides do sêmen de animais. Também descobriu os ‘micróbios’, como eram antigamente chamados os seres microscópicos, hoje denominados micro-organismos.

Em 1663, o inglês Robert Hooke (1635-1703) construiu e apresentou aos membros da sociedade científica londrina um microscópio dotado de duas lentes, cada uma delas ajustada a uma das extremidades de um tubo metálico. Uma das lentes ficava próxima ao olho do observador, sendo por isso chamada de Ocular; a outra lente ficava próxima ao objeto observado, sendo chamada de Objetiva. Instrumentos como esse, com dois sistemas de lentes, são denominados Microscópios Compostos. A combinação de duas lentes possibilitaria a obtenção de maiores aumentos, embora trouxesse novos problemas a serem superados.

 

Figura 3 - Microscópio fabricado por Leeuwenhoek

 

Os microscópios de Leeuwenhoek consistiam de uma única lente de vidro inserida em uma placa de metal conectada a parafusos reguláveis. Esse tipo de microscópio feito com uma só lente é chamado de microscópio simples. O observador mantinha a lente próxima ao olho, de modo a examinar, através dela, objetos colocados em um suporte metálico.

 

Você sabia? Um problema dos primeiros microscópios compostos era o fenômeno da aberração cromática, causado pela retração da luz nas lentes, que deixava as imagens microscópicas com brilhos e cores prejudiciais à observação. Em 1692, o conhecido físico Isaac Newton propôs que se construísse um microscópio de reflexão, que teria um espelho côncavo em vez de lentes. Isso eliminaria, segundo ele, a aberração cromática. O primeiro microscópio desse tipo foi construído em 1736, inspirado nos princípios dos telescópios. Foi apenas em 1758 que se patenteou a invenção das lentes acromáticas, usadas atualmente em praticamente todos os microscópios ópticos.

 

Entre os diversos materiais que pesquisou, Hooke observou finas fatias de cortiça extraída da casca de certas árvores, constatando que esse material tem pouca densidade por ser constituído de caixinhas microscópicas vazias. Ele chamou cada caixinha de cell, termo inglês que significa ‘cela’ ou ‘cavidade’. Daí surgiu, em português, o termo célula, diminutivo de cela.

 

Figura 4 - Microscópio utilizado por Hooke e a curtiça que ele observou

 

O interesse pelo mundo microscópico levou muitos pesquisadores a investigar a constituição microscópica de uma variedade de plantas e animais. Descobriu-se que as partes internas e suculentas das plantas também eram constituídas de estruturas microscópicas semelhantes às células descritas por Hooke na cortiça. Células internas de plantas vivas, entretanto, eram preenchidas por um fluido gelatinoso semitransparente, posteriormente denominado citoplasma. Logo se descobriu que os animais também são constituídos de células semelhantes às das plantas, porém destituídas da parede espessa que delimita a maioria das células vegetais.

Em 1833, o botânico escocês Robert Brown (1773-1858) descobriu que a maioria das células, tanto animais como vegetais, apresenta uma estrutura interna esférica ou ovoide, que ele chamou de núcleo. A partir das observações do comportamento das células em diversos ambientes, os cientistas concluíram que tanto células animais como vegetais apresentam uma finíssima película delimitadora do citoplasma, a membrana plasmática. No caso das células vegetais há, externamente à membrana plasmática, mais um envoltório, em geral espesso e resistente: a parede celular. É essa parede que dá uma rigidez relativamente maior às estruturas vegetais.

Assim, no início do século XIX, já haviam sido descobertas três partes fundamentais das células vivas: membrana, citoplasma e núcleo. Estudos posteriores mostraram que o citoplasma continha diversas estruturas e granulações, tempos depois identificadas como pequenos ‘órgãos’ da célula e, por isso, denominadas Organelas Celulares. O núcleo, por sua vez, geralmente apresentava em seu interior uma ou mais estruturas esféricas, chamadas Nucléolos.

 

Figura 5 - Célula Animal e Célula Vegetal

 

Teoria Celular

Estudos sobre a estrutura celular de muitos tipos de planta levaram o botânico alemão Mathias Schleiden (1804-1881) a concluir, em 1838, que todas elas eram constituídas de células. Em 1839, o zoólogo alemão Theodor Schwann (1810-1882) chegou a conclusão semelhante em relação aos animais. Começava a se consolidar, assim, a Teoria Celular, segundo a qual as células são as unidades constituintes de todos os seres vivos.

A formulação da teoria celular foi decisiva para o desenvolvimento da biologia, por reconhecer que seres tão diversos como uma ameba e um ser humano apresentam grande semelhança no nível microscópico. Ambos são constituídos por células bastante parecidas, embora a ameba seja Unicelular, isto é, formada por uma única célula, e os seres humanos sejam Multicelulares, ou Pluricelulares, denominação dos seres constituídos de muitas células – no caso da espécie humana, dezenas de trilhões.

A teoria celular é uma das mais importantes generalizações da história da biologia. Ela admite que, apesar das diferenças na forma e na função, todos os seres vivem; têm em comum o fato de serem constituídos de células. Assim, para compreender plenamente o fenômeno vida, é preciso conhecer as células.

As três premissas fundamentais da teoria celular são:

1°) Todos os seres vivos são formados por células e por estruturas que elas produzem; as células são, portanto, as Unidades Morfológicas dos seres vivos;

2°) As atividades essenciais que caracterizam a vida ocorrem no interior das células: estas são, portanto, as Unidades Funcionais, ou Fisiológicas, dos seres vivos;

3°) Novas células formam-se apenas pela reprodução de células pré-existentes, por meio de um processo denominado Divisão Celular.

 

Vírus e a Teoria Celular

Estudos detalhados da estrutura dos Vírus, a partir da década de 1950, mostraram que eles não apresentam células em sua constituição, ou seja, são Acelulares.

O fato de os vírus serem acelulares tem levado alguns cientistas a questionar se eles são ou não seres vivos. Todos concordam, todavia, que os vírus são estruturas biológicas, uma vez que precisam necessariamente invadir células vivas para se reproduzir. Isso faz dos vírus Parasitas Intracelulares Obrigatórios, isto é, se não encontrarem células vivas nas quais possam produzir novos vírus, permanecem inertes, sem realizar nenhuma atividade vital. Os princípios da teoria celular continuam válidos, mesmo após a descoberta dos vírus; todas as atividades essenciais à vida, inclusive a própria reprodução dos vírus, ocorrem exclusivamente dentro de células vivas.

A descoberta da célula e o desenvolvimento da teoria celular inauguraram um novo campo de estudo na área de biologia: a citologia (kytos, do grego célula; logos, do grego estudo), que investiga a estrutura e o funcionamento das células vivas.

 

Você sabia? O tamanho das células é variado. Por exemplo, a célula de uma ameba de água doce (um protozoário unicelular) pode atingir 0,5 mm de diâmetro. Por outro lado, uma hemácia (célula vermelha) do sangue humano tem cerca de 0,005 mm de diâmetro. Como as dimensões das células e de suas partes internas são muito pequenas, os cientistas adotam unidades de medida adequadas às escalas microscópicas. Uma delas, muito utilizada em citologia, é o micrômetro (µm), que corresponde a 1/1000 (um milésimo) do mm. Outra é o nanômetro (ƞm), que corresponde a 1/000 do µm e, portanto, a 1/000000 (um milionésimo) do mm.