när de ses i samband med hans opublicerade skrifter och laboratorienoter, kan Schwann ’s forskning ses som” ett sammanhängande och systematiskt forskningsprogram ”där biologiska processer beskrivs i termer av materiella föremål eller” agenter ” och orsakssamband mellan de krafter som de utövar och deras mätbara effekter. Schwann ’ s idé om cellen som en grundläggande, aktiv enhet kan då ses som grundläggande för utvecklingen av mikrobiologi som ”en strikt laglig vetenskap”.,: 121-122
muskelvävnad
några av Schwanns tidigaste arbete 1835 involverade muskelkontraktion, som han såg som utgångspunkt för”införandet av beräkning till fysiologi”.: 122He utvecklade och beskrev en experimentell metod för att beräkna muskelns kontraktionskraft genom att kontrollera och mäta de andra variablerna som är involverade. Hans mätteknik utvecklades och användes senare av Emil du Bois-Reymond och andra.Schwann anteckningar tyder på att han hoppades att upptäcka regelbundenhet och lagar av fysiologiska processer.,
Pepsin
1835 var relativt lite känt om matsmältningsprocesser. William Prout hade rapporterat 1824 att matsmältningssaften hos djur innehöll saltsyra. Schwann insåg att andra ämnen i matsmältningssaft också kan bidra till att bryta ner mat. I början av 1836 började Schwann studera matsmältningsprocesser. Han conceptualized digestion som verkan av ett fysiologiskt medel, vilket, men inte omedelbart synligt eller mätbart, kan karakteriseras experimentellt som en ”märklig specifik substans”.,: 124-125
så småningom hittade Schwann enzymet pepsin, som han framgångsrikt isolerade från magslemhinnan och namngavs 1836. Schwann myntade sitt namn från det grekiska ordet πέτις pepsis, vilket betyder ” digestion ”(från πέπτειν peptein”att smälta”).Pepsin var det första enzymet som isolerades från djurvävnad.Han visade att det kunde bryta ner albuminet från äggvita till peptoner.
ännu viktigare, skrev Schwann, genom att genomföra sådana analyser kunde man så småningom ”förklara hela utvecklingsprocessen i livet i alla organiserade kroppar.,”: 126 under nästa år studerade han både sönderdelning och andning, konstruera apparater som han senare skulle anpassa sig till studien av jäst.: 128
jäst, jäsning och spontan generation
nästa Schwann studerade jäst och jäsning. Hans arbete på jäst var oberoende av det arbete som utförs av Charles Cagniard de la Tour och Friedrich Traugott Kützing, som alla publicerade arbeten i 1837. Vid 1836 hade Schwann utfört många experiment på alkoholjäsning., Kraftfulla mikroskop gjorde det möjligt för honom att observera jästceller i detalj och erkänna att de var små organismer vars strukturer liknade växternas.
Schwann gick utöver andra som helt enkelt hade noterat multiplikationen av jäst under alkoholjäsning, först genom att tilldela jäst rollen som en primär orsaksfaktor och sedan genom att hävda att den levde. Schwann använde mikroskopet för att utföra en noggrant planerad serie experiment som kontraindicerade två populära teorier om jäsning i jäst., Först kontrollerade han vätskans temperatur från fermentering av öl i ett slutet kärl i närvaro av syre. När den upphettas kunde vätskan inte längre jäsas. Detta motbevisade Joseph Louis Gay-Lussac spekulationer om att syre orsakade jäsning. Det föreslog att någon form av mikroorganism var nödvändig för att processen skulle hända. Därefter testade Schwann effekterna av renad luft och orenad luft. Han steriliserade luften genom att passera den genom uppvärmda glödlampor. Fermentering inträffade inte i närvaro av renad luft., Det inträffade i närvaro av orenad luft, vilket tyder på att något i luften startade processen. Detta var starka bevis mot teorin om spontan generation, tanken att levande organismer kunde utvecklas ur icke-levande materia.
Schwann hade visat att jäsning krävde att jäst skulle börja och stoppas när jästen slutade växa.Han drog slutsatsen att socker omvandlades till alkohol som en del av en organisk biologisk process baserad på verkan av en levande substans, jästen., Han visade att jäsning inte var en oorganisk kemisk process som sockeroxidation. Levande jäst var nödvändig för reaktionen som skulle producera mer jäst.
Även om Schwann var korrekt, var hans idéer före de flesta av hans kamrater. De var starkt av Justus von Liebig och Friedrich Wöhler, som båda såg hans betoning på vikten av en levande organism som stödjande vitalism. Liebig såg däremot jäsning som en serie rent kemiska händelser, utan att involvera levande materia.,Ironiskt nog sågs Schwann ’ s arbete senare som ett första steg bort från vitalismen.: 56-57 Schwann var den första av Müllers elever som arbetade för en fysikalisk-kemisk förklaring av livet. Schwann ” s uppfattning främjade en konceptualisering av levande saker när det gäller biologiska reaktioner av organisk kemi, medan Liebig försökte minska biologiska reaktioner på rent oorganisk kemi.
värdet av Schwann ’ s arbete med jäsning skulle slutligen erkännas av Louis Pasteur, tio år senare., Pasteur skulle börja sin jäsningsforskning 1857 genom att upprepa och bekräfta Schwanns arbete, acceptera att jäst levde och sedan ta jäsningsforskning vidare. Pasteur, inte Schwann, skulle utmana Liebigs åsikter i Liebig-Pasteur dispute.In retrospect, bakterieteorin om Pasteur, liksom dess antiseptiska applikationer av Lister, kan spåras till Schwann ’ s inflytande.
cellteori
1837 såg Matthias Jakob Schleiden och uppgav att nya växtceller bildade från kärnorna i gamla växtceller., Äta med Schwann en dag, vände deras konversation på kärnorna av växt-och djurceller. Schwann kom ihåg att se liknande strukturer i notochordens celler (som Müller hade visat) och insåg omedelbart vikten av att ansluta de två fenomenen. Likheten bekräftades utan dröjsmål av båda observatörerna. I ytterligare experiment undersökte Schwann inteokordal vävnad och brosk från paddlarver, liksom vävnader från grisembryon, vilket fastställde att djurvävnader består av celler, som var och en har en kärna.,
Schwann publicerade sina observationer 1838 i Neue notisen geb. nat.-heilk. Detta följdes 1839 av publiceringen av hans bok Mikroskopische Untersuchungen über die Uebereinstimmung i der Struktur und dem Wachsthum der Thiere und Pflanzen (Mikroskopiska undersökningar på likheten i struktur och tillväxt av djur och växter). Det anses vara ett landmärke arbete, grundläggande för modern biologi.
i det förklarade Schwann att ”alla levande saker består av celler och cellprodukter”., Han drog ytterligare tre slutsatser om celler, som bildade sin cellteori eller celldoktrin. De två första var korrekta:
- cellen är enheten för struktur, fysiologi och organisation i levande saker.
- cellen behåller en dubbel existens som en distinkt enhet och ett byggblock vid konstruktion av organismer.
vid 1860-talet var dessa grundsatser den accepterade grunden för cellteori, som användes för att beskriva den elementära anatomiska sammansättningen av växter och djur.
Schwann”s teori och observationer skapade en grund för modern histologi., Schwann hävdade att ”det finns en universell utvecklingsprincip för de elementära delarna av organismer, men olika, och denna princip är bildandet av celler.”Schwann stödde detta påstående genom att undersöka vuxna djurvävnader och visa att alla vävnader kunde klassificeras i form av fem typer av mycket differentierade cellulära vävnader.
- celler som är oberoende och separata, t. ex. blodkroppar
- celler som är oberoende men sammanpressade i skikt, t. ex. hud, naglar, fjädrar
- celler vars anslutningsväggar har sammansmälts, t. ex., brosk, ben och tandemaljen
- långsträckta celler som bildar fibrer, t. ex. senor och ligament
- celler som bildas genom fusion av väggar och hålrum, t.ex. muskler, senor och nerver
hans observation att den encelliga ägget så småningom blir en komplett organism, etablerade en av de grundläggande principerna för embryologi.
Schwann”s tredje grundsats, spekulerar på bildandet av celler, senare motbevisas. Schwann hypoteser att levande celler bildas på sätt som liknar bildandet av kristaller., Biologer skulle så småningom acceptera syn på patologen Rudolf Virchow, som populariserade maxim omnis cellula e cellula—att varje cell uppstår från en annan cell—1857. Epigramet lades ursprungligen fram av François-Vincent Raspail 1825, men Raspails skrifter var impopulära, delvis på grund av hans republikanska känslor. Det finns inga bevis som tyder på att Schwann och Raspail var medvetna om varandras arbete.: 630-631
specialiserade celler
Schwann var särskilt intresserad av nerv-och muskelvävnader., Som en del av hans ansträngningar att klassificera kroppsvävnader när det gäller deras cellulära natur upptäckte han de celler som täcker nervfibrerna, som nu kallas Schwann-celler till hans ära. Hur de feta myelinskidorna i perifera nerver bildades var en fråga om debatt som inte kunde besvaras förrän elektronmikroskopet uppfanns. Alla axoner i det perifera nervsystemet är nu kända för att vara insvept i Schwann-celler. Deras mekanismer fortsätter att studeras.
Schwann upptäckte också att muskelvävnad i övre matstrupen strimmades., Han spekulerade att esofagusens muskulösa natur gjorde det möjligt att fungera som ett rör, flytta mat mellan munnen och magen.
Vid undersökning av tänder var Schwann den första som märkte ”cylindriska celler” kopplade till både emaljens inre yta och massan. Han identifierade också fibriller i dentinalrören, som senare blev känd som ”Tomes”s fibrer”. Han spekulerade på den möjliga strukturella och funktionella betydelsen av rören och fibrillerna.,
Metabolism
i sina mikroskopiska undersökningar introducerade Schwann termen ”metabolism”, som han först använde i den tyska adjektivalformen ”metabolische” för att beskriva cellernas kemiska verkan. Franska texter på 1860-talet började använda le métabolisme. Metabolism introducerades på engelska av Michael Foster i sin lärobok av fysiologi 1878.