Die Zelltheorie

1665 betrachtete Robert Hooke eine dünne Korkscheibe und nannte die winzigen Kästchen, die er sah, „Zellen“.

Was eine Zelle ist

Eine Zelle ist die kleinste Einheit eines Lebewesens. Manche Organismen bestehen aus einer einzigen Zelle, etwa ein Bakterium. Andere, wie du, bestehen aus einer riesigen Zahl davon. Das U.S. National Human Genome Research Institute schätzt, dass der Körper eines erwachsenen Menschen 10 bis 100 Billionen Zellen hat. Ob eine Zelle oder Billionen: Die Zelle ist der Grundbaustein.

In einem Körper mit vielen Zellen machen nicht alle Zellen dieselbe Arbeit. Zellen einer Art, die sich zusammenschließen und eine Aufgabe teilen, bilden ein Gewebe. Gewebe vereinigen sich zu einem Organ wie Magen, Herz oder Gehirn. Mehrere Organe, die zusammenarbeiten, bilden ein Organsystem, etwa das Verdauungssystem, und die Systeme zusammen bilden den ganzen Organismus.

Warum dauerte es fast zwei Jahrhunderte von Hookes Kork bis zu einer Theorie der Zellen? Ein Teil der Antwort liegt in den Zellen selbst. Die meisten lebenden Zellen sind fast durchsichtig, unter einer einfachen Linse zeigen sie also kaum mehr als einen Umriss. Die Teile im Inneren wurden erst deutlich, als die Linsen besser wurden und Forschende lernten, Gewebe mit Farbstoffen anzufärben. Jedes bessere Werkzeug zeigte ein wenig mehr, und aus diesen kleinen Schritten wuchs die Theorie.

Von „Tierchen“ zu einer Theorie

Wenige Jahre nach Hooke schliff der niederländische Kaufmann Antony van Leeuwenhoek seine eigenen kleinen, starken Linsen. In den 1670er-Jahren sah er Einzeller im Wasser schwimmen und nannte sie Animalcula, „Tierchen“. Er gehörte zu den ersten Menschen, die Bakterien und Protozoen sahen. Bessere Linsen und Färbemittel folgten, und Beobachter begannen, Teile im Inneren von Zellen zu erkennen. 1831 beschrieb der Botaniker Robert Brown den Zellkern als regelmäßigen Bestandteil von Pflanzenzellen.

Der große Schritt kam in Deutschland. 1838 schlug der Botaniker Matthias Schleiden vor, dass jeder Teil einer Pflanze aus Zellen oder aus Dingen besteht, die Zellen herstellen. 1839 zeigte der Zoologe Theodor Schwann nach Gesprächen mit Schleiden, dass tierische Gewebe genauso aufgebaut sind. Pflanzen und Tiere, von außen so verschieden, folgten also einem gemeinsamen Bauplan.

Woher kommen neue Zellen?

In einem Punkt lagen Schleiden und Schwann falsch. Sie dachten, neue Zellen könnten aus nicht zellulärem Material entstehen, ein wenig wie Kristalle, die in einer Flüssigkeit wachsen. 1852 veröffentlichte Robert Remak starke Belege dafür, dass Zellen durch Teilung aus anderen Zellen hervorgehen. 1855 machte Rudolf Virchow die Idee mit dem lateinischen Satz omnis cellula e cellula berühmt, „jede Zelle stammt aus einer Zelle“. Virchow nannte Remak nicht, und Historiker diskutieren bis heute, wem die Anerkennung gebührt. Virchow vertrat später die Ansicht, dass Krankheiten als Veränderungen in Zellen beginnen, und prägte damit die moderne Medizin.

Zusammengenommen ergeben diese Erkenntnisse die Zelltheorie, wie sie heute in Biologiebüchern steht: Alle Lebewesen bestehen aus einer oder mehreren Zellen, die Zelle ist die Grundeinheit des Lebens, und neue Zellen entstehen nur aus bestehenden Zellen. Jede weitere Einheit dieses Kurses baut auf diesen drei Sätzen auf.