Biologie basisschool en onderbouw · Grades 1–9

29Een eerste blik op cellen

Kijk naar de rug van je hand: gladde huid, één naadloos oppervlak. Stel je nu een vergrootglas voor dat sterk genoeg is om duizend keer in te zoomen. Dat naadloze oppervlak zou uiteenvallen in een plaveisel van piepkleine vakjes, tegen elkaar aan gelegd als stoeptegels — en elk levend wezen dat je in dit boek bent tegengekomen, van mos tot walvis, is op dezelfde manier geplaveid. Het grootste geheim van de biologie is klein.

29.1 Levende wezens bestaan uit cellen

Definitie 29.1 (Cel)

Een cel is het kleinste levende bouwsteentje van een levend wezen. Bijna alle cellen zijn veel te klein om met het blote oog te zien; een lichaam is eruit opgebouwd zoals een muur uit bakstenen. Jouw eigen lichaam bestaat uit tienduizenden miljarden cellen.

Propositie 29.2 (Het celprincipe)

Elk levend wezen bestaat uit cellen — elk dier, elke plant, elke paddenstoel, tot aan levende wezens die uit maar één cel bestaan. Die gedeelde bouw is een van de grote tekenen van de eenheid van het leven: hoe verschillend het madeliefje en de walvis ook zijn, van dichtbij zijn ze uit dezelfde soort kleine levende eenheden opgebouwd.

Bewijs. Op dit niveau zonder bewijs aangenomen. ∎

Voorbeeld 29.3 (Hoe klein is klein?)

Een gewone cel van jouw lichaam meet ongeveer een vijftigste millimeter. Zet er $50$ op een rij en ze beslaan één millimeter — een potloodstip zou de hele optocht bedekken. Daarom heeft niemand het grootste deel van de menselijke geschiedenis iets van cellen vermoed: de bouwstenen van het leven zijn kleiner dan het kleinste stipje dat het oog kan zien.

29.2 Het instrument dat ze onthulde

Definitie 29.4 (Microscoop)

Een microscoop is een instrument waarvan de lenzen heel kleine dingen honderden keren vergroten. Op dunne plakjes levend materiaal gericht, onthulde hij wat geen oog ooit had gezien: de cellen. De naam zelf werd bedacht door een vroege waarnemer die vond dat de kleine vakjes in een plakje kurk op de kamertjes van monniken leken — cellen.

Het instrument dat de cellen onthulde: lenzen, licht en een dun plakje op een glazen objectglaasje.

Voorbeeld 29.5 (Twee klassiekers onder de lens)

Twee waarnemingen die elke schoolmicroscoop kan herhalen: een velletje van het dunne vlies in een ui laat nette rijen baksteenachtige cellen zien, wand tegen wand; een voorzichtig schraapsel van de binnenkant van een wang laat verspreide, rondere cellen zien — de jouwe. Plant en dier, naast elkaar, allebei uit cellen.

Onder de microscoop: uiencellen en wangcellen. Elk vakje — met zijn kleine donkere stip — is één cel. — uienvlies: baksteenachtige cellen in nette rijen

Opmerking 29.6 (De donkere stip)

In allebei de beelden laten de meeste cellen vanbinnen een kleiner, donkerder stipje zien: het commandocentrum van de cel, dat de celkern heet. Waarmee de celkern commandeert — de beroemde draad met instructies die erin opgerold ligt — is een verhaal voor de latere jaren van dit boek; onthoud voorlopig alleen dat de kamertjes niet leeg zijn.

29.3 Van één cel tot een lichaam

Propositie 29.7 (Lichamen groeien via hun cellen)

Een lichaam groeit, en herstelt zichzelf, doordat zijn cellen zich kunnen delen: één cel splitst in twee levende cellen, twee in vier, enzovoort. Langer worden (Propositie 15.7) is er onderhuids cellen die zich vermenigvuldigen; een genezende schaafwond (Opmerking 17.3) is er cellen die opnieuw opbouwen. En elk lichaam, ook het grootste, is begonnen als één enkele cel — de bevruchte eicel uit Definitie 23.1.

Bewijs. Op dit niveau zonder bewijs aangenomen. ∎

Voorbeeld 29.8 (Van één tot biljoenen)

De bevruchte eicel deelt zich in $2$ cellen, dan $4$ , $8$ , $16$ … Herhaalde deling heeft in de loop van maanden en jaren de tienduizenden miljarden cellen gebouwd die deze zin lezen. Elke cel van jou stamt van die eerste af.

Opmerking 29.9 (Hele levens in één cel)

Sommige levende wezens komen nooit verder dan één cel — en hebben ook niet meer nodig. Een druppel vijverwater wemelt ervan: losse cellen die zwemmen, eten en zich delen, hele levens op microscoopschaal. De ziektekiemen uit Definitie 6.1 zijn meestal zulke eencellige levende wezens — oude bekenden, nu met een verklaring erbij.

29.4 Oefeningen

Oefening 29.1 ★

Wat is een cel? Ruwweg hoeveel ervan vormen jouw lichaam?

Oplossing

Oplossing van Oefening 29.1.

Het kleinste levende bouwsteentje van een levend wezen. Jouw lichaam bestaat uit tienduizenden miljarden ervan.

Oefening 29.2 ★

Waarom wist niemand het grootste deel van de geschiedenis iets van cellen? Welk instrument veranderde dat?

Oplossing

Oplossing van Oefening 29.2.

Omdat cellen kleiner zijn dan het kleinste stipje dat het oog kan zien. De microscoop — die dunne plakjes honderden keren vergroot — onthulde ze.

Oefening 29.3 ★

Beschrijf wat de microscoop laat zien in uienvlies en in een wangschraapsel. Wat hebben de twee beelden gemeen?

Oplossing

Oplossing van Oefening 29.3.

Uienvlies: baksteenachtige cellen in nette rijen, wand tegen wand. Wangschraapsel: rondere cellen, verspreid. Gemeenschappelijk: allebei de materialen bestaan volledig uit cellen, met in de meeste een klein donker stipje.

Oefening 29.4 ★

Hoe heet het kleine donkere stipje dat in de meeste cellen te zien is?

Oplossing

Oplossing van Oefening 29.4.

De celkern — het commandocentrum van de cel.

Oefening 29.5 ★

Ongeveer hoeveel lichaamscellen op een rij beslaan één millimeter — en hoe lang is één cel, in millimeters?

Oplossing

Oplossing van Oefening 29.5.

Ongeveer $50$ cellen beslaan één millimeter; één cel is ongeveer een vijftigste millimeter — $0.02\,\mathrm{mm}$ .

Oefening 29.6 ★

Wat zijn de cellen onderhuids aan het doen als een kind langer wordt? En als een geschaafde knie geneest?

Oplossing

Oplossing van Oefening 29.6.

Langer worden: de cellen van het lichaam delen zich en vermenigvuldigen zich. Genezen: cellen delen zich om het beschadigde plekje weer op te bouwen.

Oefening 29.7 ★

Als hoeveel cellen is elk mensenlichaam begonnen? Wat was die eerste cel, volgens Definitie 23.1?

Oplossing

Oplossing van Oefening 29.7.

Eén. Het was de bevruchte eicel — het samengaan van één zaadcel en één eicel.

Oefening 29.8 ★

Een cel deelt zich in $2$ ; elk van die twee deelt zich weer, enzovoort. Zet het verdubbelen vanaf $1$ voort: hoeveel cellen na $5$ delingen? En na $10$ ?

Oplossing

Oplossing van Oefening 29.8.

Verdubbelen vanaf $1$ geeft $2$ , $4$ , $8$ , $16$ , $32$ : er zijn $32$ cellen na $5$ delingen. Vijf verdubbelingen meer geven $64$ , $128$ , $256$ , $512$ , $1024$ : dus $1024$ cellen na $10$ .

Oefening 29.9 ★★

Leg de zin uit: “het madeliefje en de walvis laten de eenheid van het leven zien.” Wat delen ze, volgens Propositie 29.2?

Oplossing

Oplossing van Oefening 29.9.

Hoe verschillend in grootte, vorm en leven ook, allebei zijn ze uit dezelfde soort kleine levende eenheden opgebouwd — cellen. Dat gedeelde bouwplan, gemeenschappelijk aan alle levende wezens, is wat “eenheid van het leven” betekent.

Oefening 29.10 ★★

Een druppel vijverwater bevat levende wezens van elk één enkele cel. Toets ze aan de kenmerken van leven uit Propositie 1.3: welke kenmerken kan één cel vertonen?

Oplossing

Oplossing van Oefening 29.10.

Allemaal: één cel wordt geboren (uit een delende moedercel), eet, groeit, deelt zich — en maakt zo nieuwe levende wezens zoals zijzelf — en gaat dood. Eén cel is genoeg voor een compleet leven.

Oefening 29.11 ★★★

De cellen van een olifant zijn ongeveer even groot als die van een muis. Wat maakt de olifant dan groter — grotere cellen of meer cellen? Wat zegt jouw antwoord over hoe groeien werkt, volgens Propositie 29.7?

Oplossing

Oplossing van Oefening 29.11.

Meer cellen — de celgrootte verschilt nauwelijks tussen muis en olifant. Groeien is dus niet je cellen opblazen maar ze vermenigvuldigen: lichamen worden groot door deling na deling, precies zoals de propositie zegt.

Begrippen gedefinieerd in dit hoofdstuk

Bekijk alle 479 begrippen in de begrippenlijst