atunci Când este privit în contextul său scrieri inedite și de laborator note, Schwann”e cercetare poate fi privită ca „un ansamblu coerent și sistematic de cercetare program”, în care procesele biologice sunt descrise în termeni de obiecte materiale sau „agenți”, și dependențe cauzale între forțele care se exercită, și efecte măsurabile. Ideea lui Schwann despre celulă ca unitate fundamentală, activă, poate fi văzută ca fiind fundamentală pentru dezvoltarea microbiologiei ca „o știință riguros legală”.,: 121-122
țesutul muscular
unele dintre primele lucrări ale lui Schwann din 1835 au implicat contracția musculară, pe care a văzut-o ca punct de plecare pentru”introducerea calculului în fiziologie”.:122el a dezvoltat și descris o metodă experimentală pentru a calcula forța de contracție a mușchiului, prin controlul și măsurarea celorlalte variabile implicate. Tehnica sa de măsurare a fost dezvoltată și folosită mai târziu de Emil du Bois-Reymond și alții.Notele lui Schwann sugerează că speră să descopere regularități și legi ale proceselor fiziologice.,în 1835, se știa relativ puțin despre procesele digestive. William Prout a raportat în 1824 că sucurile digestive ale animalelor conțin acid clorhidric. Schwann și-a dat seama că și alte substanțe din sucurile digestive ar putea ajuta la descompunerea alimentelor. La începutul anului 1836, Schwann a început să studieze procesele digestive. El a conceptualizat digestia ca acțiune a unui agent fiziologic, care, deși nu este imediat vizibil sau măsurabil, ar putea fi caracterizat experimental ca o „substanță specifică specifică”.,: 124-125
în cele din urmă Schwann a găsit enzima pepsină, pe care a izolat-o cu succes din mucoasa stomacului și a numit-o în 1836. Schwann inventat numele de la cuvântul grecesc πέψις pepsi, cu sensul de „digestie” (de la πέπτειν peptein „a digera”).Pepsina a fost prima enzimă izolată din țesutul animal.El a demonstrat că ar putea descompune albumina din albusul de ou în peptone.chiar mai important, Schwann a scris, prin efectuarea unor astfel de analize s-ar putea „explica în cele din urmă întregul proces de dezvoltare a vieții în toate organismele organizate.,”: 126 în cursul anului următor, a studiat atât descompunerea, cât și respirația, construind aparate pe care ulterior le va adapta pentru studiul drojdiei.: 128
drojdie, fermentație și generare spontană
următorul Schwann a studiat drojdia și fermentația. Lucrările sale asupra drojdiei au fost independente de lucrările lui Charles Cagniard de la Tour și Friedrich Traugott Kützing, toți publicând lucrări în 1837. Până în 1836, Schwann a efectuat numeroase experimente privind fermentarea alcoolului., Microscoapele puternice i-au permis să observe în detaliu celulele de drojdie și să recunoască faptul că erau organisme minuscule ale căror structuri seamănă cu cele ale plantelor.Schwann a trecut dincolo de alții care au remarcat pur și simplu înmulțirea drojdiei în timpul fermentației alcoolice, mai întâi atribuind drojdiei rolul unui factor cauzal primar și apoi susținând că este viu. Schwann a folosit microscopul pentru a efectua o serie de experimente atent planificate care au contraindicat două teorii populare de fermentare în drojdie., Mai întâi a controlat temperatura fluidului din fermentarea berii într-un vas închis în prezența oxigenului. Odată încălzit, lichidul nu mai putea fermenta. Acest lucru a respins speculațiile lui Joseph Louis Gay-Lussac că oxigenul a provocat fermentația. Acesta a sugerat că un fel de microorganism a fost necesar pentru ca procesul să se întâmple. În continuare, Schwann a testat efectele aerului purificat și ale aerului nepurificat. A sterilizat aerul trecând-o prin becuri de sticlă încălzite. Fermentarea nu a avut loc în prezența aerului purificat., A avut loc în prezența aerului nepurificat, sugerând că ceva din aer a început procesul. Aceasta a fost o dovadă puternică împotriva teoriei generării spontane, ideea că organismele vii s-ar putea dezvolta din materie nonliving.Schwann a demonstrat că fermentația a necesitat începerea prezenței drojdiilor și s-a oprit atunci când drojdiile au încetat să crească.El a concluzionat că zahărul a fost transformat în alcool ca parte a unui proces biologic organic bazat pe acțiunea unei substanțe vii, drojdia., El a demonstrat că fermentația nu a fost un proces chimic anorganic, cum ar fi oxidarea zahărului. Drojdia vie a fost necesară pentru reacția care ar produce mai multă drojdie.deși Schwann avea dreptate, ideile sale erau înaintea majorității colegilor săi. Ei au fost puternic opuși de Justus von Liebig și Friedrich Wöhler, ambii care au văzut accentul pus pe importanța unui organism viu ca susținând vitalismul. Liebig, în schimb, a văzut fermentația ca o serie de evenimente pur chimice, fără a implica materie vie.,În mod ironic, munca lui Schwann a fost văzută mai târziu ca fiind un prim pas departe de vitalism.: 56-57 Schwann a fost primul dintre elevii lui Müller care a lucrat la o explicație fizico-chimică a vieții. Viziunea lui Schwann a promovat o conceptualizare a lucrurilor vii în ceea ce privește reacțiile biologice ale chimiei organice, în timp ce Liebig a căutat să reducă reacțiile biologice la chimia pur anorganică.valoarea lucrărilor lui Schwann asupra fermentației în cele din urmă ar fi recunoscută de Louis Pasteur, zece ani mai târziu., Pasteur își va începe cercetările de fermentare în 1857 repetând și confirmând munca lui Schwann, acceptând că drojdia era vie și apoi continuând cercetările de fermentare. Pasteur, nu Schwann, ar provocare Liebig”s vederi în Liebig–Pasteur litigiu.În retrospectivă, teoria germenilor a lui Pasteur, precum și antiseptic aplicații de Lister, pot fi urmărite la Schwann”s influență.
teoria celulelor
în 1837, Matthias Jakob Schleiden a văzut și a declarat că celulele noi de plante s-au format din nucleele celulelor vechi de plante., Luând masa cu Schwann într-o zi, conversația lor a pornit nucleele celulelor vegetale și animale. Schwann și-a amintit că a văzut structuri similare în celulele notochordului (așa cum a arătat Müller) și a realizat instantaneu importanța conectării celor două fenomene. Asemănarea a fost confirmată fără întârziere de ambii observatori. În alte experimente, Schwann a examinat țesutul notochordal și cartilajul din larvele broaștelor, precum și țesuturile din embrionii de porc, stabilind că țesuturile animale sunt compuse din celule, fiecare având un nucleu.,Schwann și-a publicat observațiile în 1838 în neue notisen geb. nat.- heilk. Aceasta a fost urmată în anul 1839 de la publicarea cărții sale Mikroskopische Untersuchungen über die Uebereinstimmung in der Struktur und dem Wachsthum der Thiere und Pflanzen (investigații Microscopice pe similitudinea de structură și de creștere a animalelor și a plantelor). Este considerată o lucrare de reper, fundamentală pentru biologia modernă.în ea Schwann a declarat că „toate lucrurile vii sunt compuse din celule și produse celulare”., El a tras trei concluzii suplimentare despre celule, care au format teoria celulară sau doctrina celulară. Primele două au fost corecte:
- celula este unitatea de structură, fiziologie și organizare în lucrurile vii.
- celula păstrează o existență duală ca entitate distinctă și un bloc de construcție în construcția organismelor. până în anii 1860, aceste principii au fost baza acceptată a teoriei celulare, folosită pentru a descrie compoziția anatomică elementară a plantelor și animalelor.Teoria și observațiile lui Schwann au creat o bază pentru histologia modernă., Schwann a susținut că „există un principiu universal de dezvoltare pentru părțile elementare ale organismelor, oricât de diferite, iar acest principiu este formarea celulelor.”Schwann a susținut această afirmație examinând țesuturile animalelor adulte și arătând că toate țesuturile ar putea fi clasificate în termeni de cinci tipuri de țesuturi celulare foarte diferențiate.
- celule care sunt independente și separate, de exemplu celule sanguine
- celule care sunt independente, dar compactate împreună în straturi, de exemplu piele, unghii, pene
- celule ale căror pereți de legătură s-au coagulat, de exemplu, cartilajul, oasele și smalțul dinților
- celule alungite care formează fibre, de exemplu tendoane și ligamente
- celule formate prin fuziunea pereților și a cavităților, de exemplu mușchi, tendoane și nervi
observația lui că ovulul unicelular devine în cele din urmă un organism complet, a stabilit unul dintre principiile de bază ale embriologiei.
al treilea principiu al lui Schwann, speculând asupra formării celulelor, a fost ulterior respins. Schwann a emis ipoteza că celulele vii s-au format în moduri similare formării cristalelor., Biologii ar accepta în cele din urmă punctul de vedere al patologului Rudolf Virchow, care a popularizat maxim Omnis cellula e cellula—că fiecare celulă provine dintr—o altă celulă-în 1857. Epigrama a fost inițial pus mai departe de François-Vincent Raspail în 1825, dar scrierile lui Raspail au fost nepopulare, parțial din cauza sentimentelor sale republicane. Nu există dovezi care să sugereze că Schwann și Raspail erau conștienți de munca celuilalt.: 630-631
celule specializate
Schwann a fost deosebit de interesat de țesuturile nervoase și musculare., Ca parte a eforturilor sale de a clasifica țesuturile corporale în ceea ce privește natura lor celulară, el a descoperit celulele care învelesc fibrele nervoase, care acum sunt numite celule Schwann în onoarea sa. Cum s-au format teci de mielină grasă a nervilor periferici a fost o chestiune de dezbatere la care nu s-a putut răspunde până când nu a fost inventat microscopul electronic. Toți axonii din sistemul nervos periferic sunt acum cunoscuți ca fiind înveliți în celule Schwann. Mecanismele lor continuă să fie studiate.Schwann a descoperit, de asemenea, că țesutul muscular din esofagul superior a fost striat., El a speculat că natura musculară a esofagului i-a permis să acționeze ca o țeavă, mișcând mâncarea între gură și stomac.în examinarea dinților, Schwann a fost primul care a observat „celule cilindrice” conectate atât la suprafața interioară a smalțului, cât și la pulpă. El a identificat, de asemenea, fibrile în tuburile dentinale, care mai târziu au devenit cunoscute sub numele de „fibrele lui Tomes”. El a speculat despre posibila semnificație structurală și funcțională a tuburilor și fibrilelor.,în cercetările sale microscopice, Schwann a introdus termenul „metabolism”, pe care l-a folosit pentru prima dată în forma adjectivală germană” metabolische ” pentru a descrie acțiunea chimică a celulelor. Textele franceze din anii 1860 au început să folosească le métabolisme. Metabolismul a fost introdus în limba engleză de Michael Foster în manualul său de Fiziologie în 1878.