Se ha comentado que el trabajo principal de los estudiosos de la vida hasta el siglo XIX fue la descripción y clasificación de los organismos y de sus componentes; la descripción de su anatomía y función constituyó una tarea fundamental.
En el siglo XVII, el desarrollo tecnológico, particularmente la invención del microscopio, permitió la exploración de un mundo que antes era inaccesible para el ojo humano; tal avance abrió un sinfín de posibilidades y formas de aproximación al estudio del mundo microscópico. Sin embargo, no fue suficiente con tener instrumentos o técnicas que facilitaran la observación de estructuras o fenómenos vivos para poder entenderlos y explicarlos, fue necesario también contar con marcos conceptuales que posibilitaran su interpretación. Un ejemplo de ello lo constituye el planteamiento de la teoría celular.
Las células fueron vistas y descritas por primera vez a mediados del siglo XVII. Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723), naturalista holandés, investigó los más variados objetos con ayuda de unos cristales de aumento que él mismo construyó, y describió diferentes tipos de células como el espermatozoide, las bacterias y los protozoarios. Fue Robert Hooke en 1665, quien en su libro Micrographia muestra imágenes de celdillas en el corcho, a las que le dio el nombre que usamos hoy en día.
Las estructuras "celulares" observadas principalmente en plantas revelaban la existencia de discretas vesículas y también de elementos sólidos que las rodeaban (las paredes celulares). Pero estas estructuras llamadas células eran consideradas sólo como un componente más de la planta. Se discutía cómo se formaban, pero no se había propuesto ninguna explicación aceptable. En el siglo XVIII, estas observaciones botánicas eran muy bien conocidas; sin embargo, eran objeto de poca reflexión seria. La microscopía animal se enfrentaba a problemas más graves, ya que los tejidos animales eran más difíciles de manipular y observar.
A partir de 1800 volvió a despertar el interés en la anatomía microscópica vegetal. En 1830 ya existía un buen número de observadores y observaciones que proporcionaban un fundamento empírico que era necesario explicar. El botánico francés Charles Brisseau-Mirbel (1776-1854) declaró que las células se encontraban en cualquier parte del organismo y especuló sobre la manera en que se producían. Aunque parecía que las plantas estaban compuestas por células y se describían sus formas y sus componentes (por ejemplo, el núcleo celular fue observado por primera vez en 1700 por Antonie van Leeuwenhoek y nombrado en 1831 por R. Brown), nadie estaba seguro de lo que podría ser una célula.
A finales de la década de 1830, Theodor Schwann (1810-1882) y Matthias Schleiden (1804- 1881) enunciaron la teoría celular. Ambos investigadores, el primero zoólogo y el segundo botánico, lograron integrar las tendencias de observación y pensamiento de su época, que hablaban de la necesidad de encontrar la unidad de lo vivo. Mediante investigaciones microscópicas escrupulosas y renovadas, pudieron establecer una de las más grandes generalizaciones de la biología: las células son la unidad estructural básica de todos los organismos.
Su logro fue idear y publicar una teoría coherente de las células. Las investigaciones de Schleiden lo habían convencido de que las células constituían la base estructural de la planta y que tenían un modo de formación común. Después de una comunicación verbal con Schwann, éste quedó impresionado por la semejanza que él mismo había observado en el estudio de tejidos animales. Schwann pensó que el establecimiento de una nueva visión en la estructura orgánica sólo podría demostrarse si se encontraba que las "partes elementales" de los animales se desarrollaban de la misma forma que las células vegetales. Es decir, si se mostraba que las causas de la generación tanto vegetal como animal eran idénticas, entonces los productos de este proceso, o sea, las células, tendrían que ser también cuerpos equivalentes.
Aunque el mecanismo de formación celular que proponía Schwann fue desacreditado años después, estas ideas pusieron cimientos firmes a la teoría celular, al enunciar la continuidad de las células por medio de su división. También se postuló que la célula era la unidad metabólica fundamental, aun cuando en ese momento no se conocía en profundidad el funcionamiento metabólico de la célula. Pero, a medida que la fisiología del siglo xix avanzaba en el análisis de las actividades metabólicas de todo el organismo y de sus partes constitutivas, la teoría celular se fue transformando de ser una visión esencialmente anatómica a constituirse en una interpretación funcional de las estructuras.
Hacia 1860, varios investigadores habían observado numerosos casos de formación celular por medio del análisis de la división de células preexistentes. Esto, aunado al avance que habían tenido los estudios sobre el desarrollo embrionario, permitió comprender que la continuidad de la vida podía interpretarse como divisiones celulares a gran escala. De este modo, la continuidad de la vida adquiría su nuevo y completo significado, porque en la célula podía verse la unidad estructural y funcional, que se autoperpetuaba y era común a todos los seres vivos.
En 1875 se había llegado al acuerdo general de que la célula era una entidad demarcada por límites específicos, que poseía un núcleo, el cual a su vez contenía estructuras especializadas (los cromosomas), y que contenía una sustancia (el citoplasma) de una gran complejidad física y química. De ahí se desprendió una gran cantidad de investigaciones sobre las funciones y las estructuras celulares.
Rudolph Virchow (1821-1902), por ejemplo, aplicó la teoría celular a la patología. Considerar la enfermedad como un trastorno metabólico, lo llevó a plantear que la célula tendría que ser la unidad organizada más pequeña y probablemente irreductible de la actividad fisiológica. El estudio de la célula enferma lo condujo a poner atención a condiciones perturbadoras y a las reacciones que provocaban en las células y los tejidos. De este modo, Virchow hizo hincapié en la omnipotencia funcional de la célula. Pero, la demostración de que ésta es el elemento funcional crítico de los organismos constituyó un desafío para los fisiólogos experimentales del siglo XIX. Virchow acuñó el aforismo de omnis cellula e cellula, que indica que toda célula proviene de otra preexistente. Este hecho de la naturaleza, aunado a los experimentos de Pasteur, impulsaron la eliminación del concepto de la generación espontánea en el pensamiento biológico.
Las arduas investigaciones experimentales relacionadas con procesos fisiológicos como la respiración, ofrecieron nuevas formas de percibir a los organismos vivos. Claude Bernard (1813- 1878) planteó que las células y los tejidos celulares conformaban un todo funcional, cuyo funcionamiento dependía de la dinámica de la célula y los líquidos corporales que la bañaban. De este modo, la célula prometía transformarse en el elemento funcional crítico de los seres vivos.
A inicios del siglo XX, numerosas líneas de investigación, que incluían el estudio de los procesos respiratorios, el análisis de las estructuras y el funcionamiento del sistema nervioso, comenzaron a responder al desafío. Para ello fue necesario el desarrollo de nuevas técnicas de análisis y nuevos enfoques conceptuales.
De este modo, la teoría celular iluminó todos los campos de la investigación biológica. Se estableció que cada célula se forma por la división de otra. Los trabajos de Flemming y Strasburger en Alemania durante la década de 1880 detallaron las diferentes etapas (que en realidad son un proceso continuo) por las que pasa la célula cuando se divide durante la mitosis. Más adelante, con el avance en el conocimiento de la bioquímica, se demostró que existen semejanzas fundamentales en la composición química y las actividades metabólicas de las células. También se reconoció que el organismo como una unidad es el resultado de las actividades, funciones e interacción de las células.
Así, esta teoría propició el desarrollo de la investigación biológica, permitiendo la profundización del conocimiento sobre la organización, diferenciación y desarrollo de los organismos a partir del estudio de su unidad fundamental: la célula.
En la actualidad, la teoría celular sostiene cuatro proposiciones fundamentales:
a] todos los organismos están compuestos por células; b] en ellas tienen lugar las reacciones metabólicas del organismo; c] las células provienen de otras células preexistentes; d] las células contienen el material hereditario.
