Rakuteooria ajalugu

Pärast seda, kui mikroskoobi abil vaadeldi esimesi rakke, kulus veel kaks sajandit, enne kui jõuti rakuteooria formuleerimiseni. Rakuteeoria on kontseptsioon, mille kohaselt kõik elusorganismid koosnevad rakkudest ja nende produktidest.

Mikroskoopide leiutamine 17. saj. alguses võimaldas esmakordselt heita pilk seni nähtamatuna püsinud mikroskoopilisele elule. 1658.a. kirjeldas preester Athanasius Kircher seda, kuidas vaglad ja muud elusolendid arenesid kõdunevates organismides. Umbes samal ajal kirjeldas Hollandi looduseuurija Jan Swammerdam punaseid vererakke. Seesama uurija märkas ka seda, et konna embrüo koosneb globulaarsetest partiklitest.

Mikroobide maailma avastas teine Hollandi uurija Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723). Osakesed mida ta nägi oma mikroskoobis olid liikuvad, ning kuna ta samastas liikumist eluga, siis järeldas ta, et tegemist on elusorganismidega. 9. oktoobril 1676 saatis ta kirja Kuninglikle Seltsile, kus ta kirjeldas oma avastusi. Leeuwenhoek avaldas terve seeria artikleid, kus kirjeldas paljusid mikroobide vorme, algloomi ning teisi üherakulisi organisme. Ta ise nimetas neid animalkuliteks.

Kuid raku esmakirjeldajaks loetakse inglise füüsikut ja looduseurijat Robert Hooke’i,  kes täiustas mikroskoopi. Oma 1665.a. avaldatud töös "Mikrograafia" näitas ta, mida mikroskoop annab looduseuurijatele. Ta kirjeldas korgi lõigus nähtud mikroskoopilisi üksusi, mida ta hakkas nimetama rakkudeks (cell). Cella on ladinakeelne sõna ja tähendab kambrikest e. väikest ruumi. Hooke kasutas seda sõna tähistamaks korgis leiduvate surnud rakkude kesti. Ta arvas, et need mida ta nägi, on peened kanalid, mida mööda liigub taime kasvuks vajalik vedelik. Kuid tema poolt kasutatud terminist on otseselt tulnud praegusel ajal kasutatav sõna ‘rakk’, mille all mõeldakse eelkõige elusaid rakke.

Sild elu ja elutu vahel.

Mikroskoopilise eluslooduse avastamine tundus esialgu justkui sillana elutu ja eluslooduse vahel. See tundus toetavat vana, aristotelese ajast pärinevat doktriini elu isetärkamise kohta. Selle teooria järgi on veel ja mullal võime tekitada spontaanselt erinevat tüüpi organisme. See isetärkamise teooria aga seati peagi kahtluse alla itaalia teadlase Lazzaro Spallanzani poolt, kes tõestas, et organism pärineb alati teisest organismist, ning et elutu ja eluslooduse vahel on selge vahe. Kuid ikkagi läks veel sada aastat aega, enne kui Louis Pasteur (1822-1895) isetärkamise võimaluse lõplikult ümber lükkas. Selle tagajärjeks oli see, et hakati mõtlema sellele, mis on esimene elementaarne aste eluslooduse skaalal, mis võiks olla elu minimaalne ühik.

Rakuteooria

Rakuteooria ametlikuks sünniajaks loetaks aastaid 1838-1839, kuid tõendeid selle kohta, et rakk on elusorganismide oluline komponent, oli kogunenud juba varem. Oli näiteks juba kirjeldatud mõningaid rakkudes esinevaid struktuure. Šoti botaanik Robert Brown oli esimene, kes vaatles orhidee lehti ja kirjeldas rakutuuma kui rakkude olulist komponenti (1831).

Vahepael oli tehtud ka mikroskoopide juures tehnilisi uuendusi. Põhiline puudus, mis oli Leeuwenhoek’i aegsetel mikroskoopidel, oli nn. kromaatiline aberratsioon, mis vähendas mikoskoobi lahutusvõimet suurematel suurendustel. 1830ndatel aastatel ilmusid nn. akromaatilised mikroskoobid, mis võimaldas objektist paremat kujutist. Edasiminek oli toimunud ka kudede säilitamise ning mikroskoopiaks ettevalmistamise meetodites.

1838.a. ütles botaanik Matthias Jakob Schleiden välja, et taime kõik osad koosnevad rakkudest või nende produktidest. Järgmisel aastal tehti samasugune järeldus ka loomorganismide kohta Theodor Schwanni poolt. Schleideni ja Schwanni järeldused loetaksegi rakuteooria formuleeringuks. Nende nimed on rakuteooria loomises sama olulised näiteks kui Watson’i ja Crick’i nimed DNA struktuuri avastamisel. Kolmas mees, kelle nime rakuteooria loomise juures samuti mainitakse, on Rudolf Virchow. Tema väitis, et "niisamuti kui loomad tekivad vaid loomadest ja taimed taimedest, peab ka raku tekkimiseks olema temale eelnev rakk". Ehk lühidalt: rakk tekib rakust (omnis cellula e cellula). Virchowi tähtsust rakuteooria arengus aitab mõista see, et Schleiden ja Schwann jõudsid küll järeldusele, et elusolendid koosnevad rakkudest, aga rakkude tekke osas nad toetasid teooriat, mis oli teatud mõttes sarnane vanale isetärkamise teooriale. Schleiden nimelt arvas, et uus rakk tekib vana raku sees, kus mingi aines kondenseerub, hakkab suurenema ja tekitab uue raku. Kuid Virchow, Remak ja Kölliker olid siis need, kes selle ümber lükkasid ja näitasid, et uus rakk tekib ainult eellasraku jagunemisel.

Rakuteooria stimuleeris reduktsionistlikku lähenemist biolooglistele probleemidele ja muutus kõige üldisemaks struktuurseks paradigmaks bioloogias. See teooria rõhutas elusorganismide ühtsust ning tõi esile kontseptsiooni elusorganismidest kui rakkude kooslustest. Koos evolutsiooniteooriga on rakuteooria praegu ühed tähtsamad üldistused bioloogias. Nende teooriate vahel on aga üks puuduv lüli - kuidas tekkis planeedile esimene rakk, ehk kuidas tekkis elu.