ثيودور شوان كان طبيباً وعالم فسيولوجيا ألمانياً. يُعتبر أهم إسهام له في علم الأحياء هو توسيع نظرية الخلية لتشمل الحيوانات. تشمل إسهاماته الأخرى اكتشاف خلايا شوان في الجهاز العصبي المحيطي، واكتشاف ودراسة البيبسين، واكتشاف الطبيعة العضوية للخميرة، واختراع مصطلح الأيض.
الحياة المبكرة والتعليم
وُلد ثيودور شوان في Neuss في 7 ديسمبر 1810 لوالديه Leonard Schwann و Elisabeth Rottels. كان Leonard Schwann صائغ ذهب ولاحقاً طابعاً. درس ثيودور شوان في Dreikönigsgymnasium المعروفة أيضاً باسم Tricoronatum أو مدرسة الملوك الثلاثة، وهي مدرسة يسوعية في Cologne. كان شوان كاثوليكياً رومانياً متديناً. في Cologne شدد معلمه الديني Wilhelm Smets، وهو كاهن وروائي، على فردية الروح البشرية وأهمية الإرادة الحرة.
في 1829 التحق شوان بجامعة Bonn في برنامج ما قبل الطب. حصل على درجة بكالوريوس الفلسفة في 1831. أثناء وجوده في Bonn، التقى شوان بعالم الفسيولوجيا Johannes Peter Müller وعمل معه. يُعتبر Müller مؤسس الطب العلمي في ألمانيا، حيث نشر كتابه Handbuch der Physiologie des Menschen für Vorlesungen في 1837–1840. تُرجم إلى الإنجليزية باسم Elements of Physiology في 1837–1843 وأصبح المرجع الرئيسي لكتب الفسيولوجيا في القرن التاسع عشر.
في 1831، انتقل شوان إلى جامعة Würzburg للتدريب السريري في الطب. في 1833، ذهب إلى جامعة Berlin، حيث كان Müller أستاذاً للتشريح والفسيولوجيا. تخرج شوان بدرجة الدكتوراه في الطب من جامعة Berlin في 1834. أجرى عمل أطروحته في 1833–1834، مع Müller كمستشاره. تضمنت أطروحة شوان دراسة دقيقة لضرورة الأكسجين أثناء النمو الجنيني للدجاجة. لتنفيذها، صمم وبنى جهازاً مكّنه من ضخ غازات الأكسجين والهيدروجين خارج حجرة الحضانة في أوقات محددة. هذا مكّنه من تحديد الفترة الحرجة التي تحتاج فيها البيض إلى الأكسجين.
اجتاز شوان الاختبار الحكومي لممارسة الطب في صيف 1834، لكنه اختار الاستمرار في العمل مع Müller، والقيام بالبحث بدلاً من ممارسة الطب. استطاع تحمل تكاليفه، على الأقل في المدى القصير، بفضل وراثة عائلية. كان راتبه كمساعد 120 تالر فقط. خلال السنوات الخمس التالية، كان شوان يدفع ثلاثة أرباع نفقاته الأخرى من وراثته. كاستراتيجية طويلة الأجل، لم تكن مستدامة.
المسيرة الوظيفية
من 1834 إلى 1839، عمل شوان مساعداً لـ Müller في Anatomisch-zootomische Museum بجامعة Berlin. أجرى شوان سلسلة من التجارب المجهرية والفسيولوجية ركزت على دراسة بنية ووظيفة الأعصاب والعضلات والأوعية الدموية. بالإضافة إلى إجراء التجارب استعداداً لكتاب Müller عن الفسيولوجيا، أجرى شوان بحثاً خاصاً به. تم إنجاز الكثير من إسهاماته المهمة خلال الفترة التي عمل فيها مع Müller في Berlin.
استخدم شوان المجاهر القوية حديثاً لفحص الأنسجة الحيوانية. هذا مكّنه من ملاحظة خلايا حيوانية وتسجيل خصائصها المختلفة. عمله أكمل عمل Matthias Jakob Schleiden في النباتات وتأثر به؛ كان الاثنان أصدقاء مقربين.
وُصف شوان بأنه هادئ وجاد، وكان موهوباً بشكل خاص في بناء واستخدام الأجهزة للقيام بتجاربه. كما كان قادراً على تحديد الأسئلة العلمية المهمة وتصميم تجارب لاختبارها بشكل منهجي. وُصفت كتاباته بأنها سهلة الفهم، ومنطقه بأنه "تطور واضح". حدد السؤال الذي أراد الإجابة عليه وأوصل أهمية نتائجه بفعالية إلى الآخرين. تحدث زميله Jakob Henle عنه بأنه يمتلك "دافعاً فطرياً" للتجريب.
بحلول 1838، احتاج شوان إلى منصب براتب أكثر جوهرية. كان يأمل في العودة إلى Bonn، وهي مدينة كاثوليكية. حاول الحصول على أستاذية هناك في 1838 وأيضاً في 1846، لكنه خاب أمله. بدلاً من ذلك، في 1839، قَبِل شوان منصب أستاذ التشريح في Université Catholique de Louvain في Leuven، بلجيكا، وهي مدينة كاثوليكية أخرى.
أثبت شوان أنه أستاذ مكرس وضميري. مع مسؤولياته التدريسية الجديدة، كان لديه وقت أقل للعمل العلمي الجديد. أمضى وقتاً كبيراً في تحسين التقنيات التجريبية والأدوات للاستخدام في التجارب. أنتج عدداً قليلاً من الأوراق. استثناء واحد كان ورقة في 1844 أفادت عن سلسلة من التجارب على الكلاب وأثبتت أهمية الصفراء في الهضم.
في فحصه لعمليات مثل تقلص العضلات والتخمر والهضم والتعفن، سعى شوان إلى إظهار أن الظواهر الحية كانت نتيجة أسباب فيزيائية وليس "قوة حيوية غير مادية ما". مع ذلك، كان لا يزال يسعى إلى المصالحة بين "طبيعة عضوية" مع "خطة إلهية". اقترح بعض الكتاب أن انتقال شوان في 1838 وانخفاض إنتاجيته العلمية بعد ذلك، يعكسان اهتمامات دينية وربما حتى أزمة تتعلق بالآثار النظرية لعمله على نظرية الخلية. ومع ذلك، يرى كتاب آخرون أن هذا تحريف لتفكيره، ويرفضون الفكرة بأن شوان مرّ بأزمة وجودية أو مرحلة صوفية. يستخدم Ohad Parnes دفاتر شوان المخبرية والمصادر غير المنشورة الأخرى إلى جانب منشوراته لإعادة بناء بحثه كتطور موحد. تستند Florence Vienne إلى الكتابات غير المنشورة لمناقشة الطرق التي ترتبط بها نظرية الخلية، بصفتها "مبدأ موحد للنمو العضوي"، بالأفكار الفلسفية والدينية والسياسية لمختلف الأنصار بما فيهم شوان.
في 1848، أقنع مواطنه Antoine Frédéric Spring شوان بالانتقال إلى جامعة Liège، أيضاً في بلجيكا. في Liège، استمر شوان في متابعة أحدث التطورات في التشريح والفسيولوجيا لكنه لم يحقق اكتشافات رئيسية جديدة بنفسه. أصبح نوعاً ما مخترعاً. كان أحد مشاريعه جهاز تنفس محمول، صُمم كنظام مغلق لدعم الحياة البشرية في بيئات لا يمكن التنفس فيها. بحلول 1858 كان يعمل أستاذاً للفسيولوجيا والتشريح العام وعلم الأجنة. اعتباراً من 1872، توقف عن تدريس التشريح العام، واعتباراً من 1877، علم الأجنة. تقاعد بالكامل في 1879.
حظي شوان باحترام عميق من أقرانه. في 1878، تم الاحتفال به بمهرجان للاحتفاء بسنوات تدريسه وإسهاماته العديدة. تم تقديم هدية فريدة له: كتاب يحتوي على 263 صورة فوتوغرافية موقعة بخط يد العلماء من دول مختلفة، أرسلها كل عالم ليكون جزءاً من الهدية لشوان. كُرس المجلد "إلى مؤسس نظرية الخلية، علماء الأحياء المعاصرين."
بعد ثلاث سنوات من تقاعده، توفي شوان في Cologne، في 11 يناير 1882. تم دفنه في ضريح العائلة في مقبرة Melaten في Cologne.
الإسهامات
عند النظر إليها في سياق كتاباته غير المنشورة وملاحظات المخبر، يمكن اعتبار بحث شوان "برنامج بحثي منسق ومنهجي" يتم فيه وصف العمليات البيولوجية من حيث الأشياء المادية أو "الوكلاء"، والاعتماديات السببية بين القوى التي تمارسها، وتأثيراتها القابلة للقياس. يمكن بعد ذلك اعتبار فكرة شوان عن الخلية كوحدة أساسية وفعالة بمثابة أساس لتطور الميكروبيولوجيا بصفتها "علماً خاضعاً بصرامة للقوانين".
نسيج العضلات
يتضمن بعض أول أعمال شوان في 1835 تقلص العضلات، الذي رآه كنقطة انطلاق لـ "إدخال الحساب إلى الفسيولوجيا". طور ووصف طريقة تجريبية لحساب قوة انقباض العضلة، من خلال التحكم في قياس المتغيرات الأخرى المعنية. تم تطوير تقنية قياسه واستخدامها لاحقاً من قبل Emil du Bois-Reymond وآخرين. تشير ملاحظات شوان إلى أنه كان يأمل باكتشاف الانتظاميات والقوانين للعمليات الفسيولوجية.
البيبسين
في 1835، كان يُعرف القليل نسبياً عن العمليات الهضمية. أفاد William Prout في 1824 أن العصائر الهضمية للحيوانات تحتوي على حمض الهيدروكلوريك. أدرك شوان أن مواد أخرى في العصائر الهضمية قد تساعد أيضاً في تكسير الطعام. في بداية 1836، بدأ شوان دراسة العمليات الهضمية. تصور الهضم كفعل وكيل فسيولوجي، الذي، على الرغم من عدم رؤيته أو قياسه مباشرة، يمكن توصيفه تجريبياً كـ "مادة محددة فريدة من نوعها".
في النهاية، اكتشف شوان الإنزيم البيبسين، الذي تمكن من عزله من بطانة المعدة وأطلق عليه اسماً في 1836. استخدم شوان اسمه من الكلمة اليونانية πέψις pepsis، التي تعني "الهضم" من πέπτειν peptein "ليهضم". كان البيبسين أول إنزيم يتم عزله من النسيج الحيواني. أثبت أنه يمكنه تكسير الألبومين من بياض البيض إلى ببتيدات.
والأهم من ذلك، كتب شوان، بإجراء مثل هذه التحليلات يمكن للمرء في النهاية "شرح عملية التطور الكاملة للحياة في جميع الأجسام المنظمة." خلال العام التالي، درس التحلل والتنفس، وبناء أجهزة سيقوم بتكييفها لاحقاً لدراسة الخميرة.
الخميرة والتخمر والتوليد التلقائي
بعد ذلك درس شوان الخميرة والتخمر. كان عمله على الخميرة مستقلاً عن العمل الذي قام به Charles Cagniard de la Tour و Friedrich Traugott Kützing، جميعهم نشروا عملهم في 1837. بحلول 1836، كان شوان قد أجرى تجارب عديدة على تخمر الكحول. جعلت المجاهر القوية من الممكن له ملاحظة خلايا الخميرة بالتفصيل والاعتراف بأنها كائنات حية صغيرة تشبه هياكلها تلك الخاصة بالنباتات.
ذهب شوان إلى ما هو أبعد من الآخرين الذين لاحظوا ببساطة تكاثر الخميرة أثناء التخمر الكحولي، أولاً بإسناد الخميرة دور عامل سببي أساسي، ثم بمطالبة أنها كانت حية. استخدم شوان المجهر لإجراء سلسلة من التجارب المخطط لها بعناية التي ناقضت نظريتين شهيرتين عن التخمر في الخميرة. أولاً، تحكم في درجة حرارة السائل من البيرة المتخمرة في وعاء مغلق في وجود الأكسجين. بمجرد تسخينها، لم تعد السوائل قادرة على التخمر. هذا دحض تكهن Joseph Louis Gay-Lussac بأن الأكسجين تسبب التخمر. لقد اقترح أن نوعاً ما من الكائنات الحية الدقيقة كان ضرورياً لحدوث العملية. بعد ذلك، اختبر شوان آثار الهواء النقي والهواء غير النقي. عقم الهواء بتمريره عبر المصابيح الزجاجية المسخنة. لم يحدث التخمر في وجود الهواء النقي. حدث في وجود الهواء غير النقي، مما يشير إلى أن شيئاً ما في الهواء بدأ العملية. كان هذا دليلاً قوياً ضد نظرية التوليد التلقائي، الفكرة بأن الكائنات الحية يمكن أن تتطور من المادة غير الحية.
أثبت شوان أن التخمر يتطلب وجود الخميرة للبدء، وتوقف عندما توقفت الخميرة عن النمو. خلص إلى أن السكر تم تحويله إلى كحول كجزء من عملية بيولوجية عضوية بناءً على فعل مادة حية، الخميرة. أثبت أن التخمر لم يكن عملية كيميائية غير عضوية مثل أكسدة السكر. كانت الخميرة الحية ضرورية للتفاعل الذي سينتج عنه المزيد من الخميرة.
على الرغم من أن شوان كان محقاً، إلا أن أفكاره كانت متقدمة على معظم أقرانه. عارضها بشدة Justus von Liebig و Friedrich Wöhler، اللذان رأيا تأكيده على أهمية كائن حي كدعم للحيوية. رأى Liebig، في المقابل، التخمر كسلسلة من الأحداث الكيميائية البحتة، دون إشراك المادة الحية. وللمفارقة، كان ينظر لاحقاً إلى عمل شوان على أنه خطوة أولى بعيداً عن الحيوية. كان شوان أول تلاميذ Müller يعمل نحو تفسير فيزيوكيميائي للحياة. عمق نظر شوان مفهوماً للكائنات الحية من حيث التفاعلات البيولوجية للكيم
.jpg)
