O ponto de partida: ver para crer
Em 1665, Robert Hooke publicou a Micrographia, obra com desenhos de objetos vistos ao microscópio. Ao examinar uma fatia fina de cortiça, ele notou pequenos compartimentos e os chamou de células, pela semelhança com os cômodos de um mosteiro. O que Hooke viu eram paredes de células vegetais mortas, e não células vivas como entendemos hoje. O nome, porém, ficou.
Pouco depois, Antonie van Leeuwenhoek, com lentes simples muito bem trabalhadas, descreveu pequenos seres em gotas de água e outros materiais. Ele mostrou que existia vida em escalas que ninguém havia visto. Nenhum dos dois formulou uma teoria celular. Eles forneceram as primeiras observações.
Esse ponto merece atenção: ver células não é o mesmo que propor uma teoria sobre elas. Uma teoria científica explica um conjunto grande de observações e permite previsões. A teoria celular só surgiu quando se percebeu que o mesmo padrão aparecia em tecidos de origens muito diferentes.
As observações do século XIX
Com microscópios aperfeiçoados, naturalistas do início do século XIX passaram a examinar tecidos de plantas e de animais de forma sistemática. O botânico Matthias Schleiden concluiu, por volta de 1838, que os tecidos vegetais são formados por células. O zoólogo Theodor Schwann estendeu a ideia aos animais em 1839, comparando tecidos animais aos vegetais.
Essas conclusões se apoiaram em observações diretas de muitos tecidos. Elas não dependiam de uma única imagem, mas da repetição do mesmo padrão em organismos muito diferentes. Já as explicações que Schleiden e Schwann deram sobre como as células surgem estavam erradas, como se verá adiante.
Os princípios da teoria celular
A teoria celular costuma ser resumida em três ideias. A primeira: todos os seres vivos são formados por uma ou mais células. A segunda: a célula é a unidade básica de estrutura e de função da vida. A terceira: toda célula se origina de outra célula já existente.
O primeiro princípio abrange desde organismos unicelulares até os multicelulares, como nós, em que as células se organizam em tecidos e órgãos. O segundo diz que as funções vitais, como obter energia, crescer e reagir ao ambiente, acontecem dentro de células. O terceiro foi o que mais demorou a ser aceito.
Os livros modernos acrescentam outras ideias, como a de que as células carregam a informação hereditária na forma de DNA e que a química básica das células é semelhante entre os seres vivos.
Em conjunto, os princípios permitem fazer previsões. Se toda célula vem de outra, então um tecido em crescimento deve conter células em divisão, e isso é o que se observa. Se a vida funciona em escala celular, então estudar uma célula, como a de uma levedura ou de uma bactéria, pode ajudar a entender processos que ocorrem em outras. Essa lógica sustenta boa parte da pesquisa biológica atual.
De onde vêm as células?
Schleiden e Schwann imaginavam que as células se formavam a partir de um material sem estrutura, em uma espécie de cristalização. Observações posteriores de células em divisão, como as publicadas por Remak em 1852, mostraram que essa ideia não se sustentava.
A frase em latim omnis cellula e cellula, toda célula vem de uma célula, é associada ao médico Rudolf Virchow, que a defendeu em meados do século XIX. A autoria da ideia é contestada: o pesquisador Robert Remak já havia descrito a divisão de células antes e é lembrado por muitos historiadores como figura importante dessa discussão. Por isso, atribuir o terceiro princípio a uma única pessoa é uma simplificação.
A ideia de que a vida só surge de vida pré-existente ainda precisava ser testada em organismos microscópicos. Esse debate ganhou força nos experimentos de Louis Pasteur, tratados em outro artigo.
Um exemplo: do tecido à célula
Quem monta uma lâmina com a epiderme de uma folha ou com uma fina camada de células da mucosa da própria boca, bem corada, consegue ver na prática o que a teoria descreve: unidades repetidas, cada uma com seu contorno. Em células vegetais, a parede torna o contorno nítido. Em células animais, o que se vê é a membrana e o núcleo corado.
Esse tipo de observação simples é a base empírica da primeira ideia da teoria. Ela pode ser repetida em sala de aula com material comum e um bom microscópio óptico.
Vale notar o que a lâmina não mostra. Ela não prova o terceiro princípio, já que uma célula parada não revela de onde veio. Para isso, é preciso observar divisões celulares ao longo do tempo, o que se faz em culturas de células vivas ou em tecidos em crescimento, como pontas de raízes.
Exceções e limites
Nenhuma teoria científica fica parada. Alguns casos mostram os limites da formulação clássica. Os vírus levam material genético e se multiplicam, mas só dentro de células hospedeiras, e por isso não são considerados células. Se eles são ou não seres vivos é assunto de debate sobre definições, não de observação.
Há células que fogem do desenho típico. Fibras musculares esqueléticas têm vários núcleos em uma só unidade. Glóbulos vermelhos de mamíferos maduros perdem o núcleo. Algumas estruturas de fungos têm núcleos distribuídos em um citoplasma contínuo. Esses casos não derrubam a teoria, mas obrigam a descrevê-la com mais cuidado.
A questão de como surgiram as primeiras células, a partir de matéria sem vida, está fora do alcance da teoria celular. É um tema de pesquisa, com hipóteses diferentes e sem consenso.