Размеры и форма клеток

Размеры различных клеток варьируют чрезвычайно сильно - диаметр ряда бактерий не достигает и одного микрометра (мкм), длина же некоторых вытянутых клеток измеряется миллиметрами (мм). Даже в сравнительно небольшой бактериальной клетке содержится около 10¹² молекул. Эта чудовищная сложность основной биологической единицы позволяет понять, почему биологические исследования и по методам, и по точности результатов столь существенно отличаются обычно от экспериментов физических и химических, где исследователи часта имеют дело с такими элементарными единицами, как отдельный протон или квант.

Если растительная клетка выращивается изолированно, та форма ее обычно приближается к сферической (рис. 2.2), на если она растет в окружении других клеток, то они сдавливают ее, и тогда она принимает форму многогранника. Клетка из зоны растяжения стебля или корня по форме напоминает коробочку длиной около 50 мкм, шириной 20 мкм и высотой 10 мкм. Объем ее равен приблизительно 10 000 мкм³. В одном кубическом сантиметре (1 см³) при плотной упаковке помещается да 100•10⁶ таких клеток. Структура растительной клетки сложна и высокодифференцированна, но в первом приближении мы можем вычленить в ней три главные зоны: 1) клеточную стенку - сравнительно жесткое образование, по всей вероятности неживое, представляющее собой высокоструктурированную и в химическом отношении сложную смесь веществ, выделяемых протопластом; 2) протопласт - живую часть клетки, в которой заключены все клеточные органеллы, суспендированные здесь в сложном растворе, и 3) вакуоли - неживые образования, как бы мембранные мешки, служащие резервуарами или хранилищами клетки; они заполнены водным раствором поглощенных клеткой неорганических солей и органических веществ, представляющих собой продукты метаболической активности клетки. Клеточные стенки у растения играют роль скелета, т. е. обеспечивают должную жесткость и способствуют сохранению формы организма. Вакуоли также участвуют в выполнении этой функции - за счет давления, оказываемого их содержимым на цитоплазму и стенку клетки.

Рис. 2.2. Крупная изолированная клетка гороха, выращенная в культуре (в висячей капле). (Torrey J. G., в книге Cell, Organism and Milieu. D. Rudnick. The Ronald Press, 1959.) Видны клеточная стенка, расположенное в центре ядро, окруженное крахмальными зернами, и тяжи цитоплазмы, пронизывающие крупную вакуоль

Кроме того, вакуоли служат своеобразной секреторной системой, так как попадающий в них матетериал тем самым эффективно выводится из сферы активных химических превращений, совершающихся в клетке. Остается, таким образом, протопласт, и именно в нем следует вам видеть арену той непрерывной активности, которая характеризует высокоорганизованное и динамическое состояние, именуемое жизнью.