Zu der Erkenntniss, dass die Organismen aus Zellen zusammengesetzt sind, wurde der erste Anstoss durch das Studium der Pflanzen-Anatomie gegeben. Am Ende des 17. Jahrhunderts gewannen der Italiener Marcellus Malpighi (I. 15) und der Engländer Grew (I. 9) den ersten Einblick in den feineren Bau der Pflanzen; sie entdeckten an ihnen mit schwachen Vergrösserungsgläsern einmal kleine, kammerartige, mit festen Wandungen versehene und mit Flüssigkeit erfüllte Räume, die Zellen, und zweitens noch lange Röhren, die in den meisten Pflanzentheilen in mannigfacher Gestalt durch das Grundgewebe ziehen, und die jetzt je nach ihrer Form als Spiralröhren und Gefässe bezeichnet werden. Eine tiefere Bedeutung gewannen diese Thatsachen aber erst, als am Ende des 18. Jahrhunderts sich eine mehr philosophische Betrachtungsweise der Natur Bahn brach.
Caspar Friedrich Wolff (I. 34, 13), Oken (I. 21) u. A. warfen die Frage nach der Entstehung der Pflanzen auf und suchten ihre Gefässe und Röhren von der Zelle als Grundform abzuleiten. Namentlich aber hat sich Treviranus (I. 32) ein hervorragendes Verdienst erworben, indem er in seiner 1808 erschienenen Schrift „Vom inwendigen Bau der Gewächse“ an jungen Pflanzentheilen den Nachweis führte, dass die Gefässe aus Zellen hervorgehen; er fand, dass junge Zellen sich in Reihen anordnen und durch Auflösung der Querscheidewände zu einer langgestreckten Röhre verschmelzen, eine Entdeckung, welche später durch die Nachuntersuchungen von Mohl (1830) zum gesicherten Besitz der Wissenschaft erhoben wurde.
Nicht minder wichtig für die Werthschätzung der Zelle wurde das Studium der niedersten Pflanzen. Man lernte kleine Algen kennen, die zeitlebens entweder nur eine einzige Zelle darstellen oder einfache Reihen von Zellen sind, welche sich leicht von einander loslösen können. Endlich führte das Nachdenken über den Stoffwechsel der Pflanzen zu der Einsicht, dass die Zelle es sei, welche in der vegetabilischen Haushaltung die Nahrungsstoffe aufnimmt, verarbeitet und in veränderter Form wieder abgiebt. (Turpin, Raspail.)
So war schon am Anfang unseres Jahrhunderts die Zelle als der morphologische und physiologische Elementartheil der Pflanze von verschiedenen Forschern erkannt worden. Besonders klar findet sich diese Anschauung in dem 1830 herausgegebenen Lehrbuch der Botanik von Meyen (I. 16) in folgendem Satze ausgesprochen: „Die Pflanzenzellen treten entweder einzeln auf, so dass eine jede ein eigenes Individuum bildet, wie dieses bei Algen und Pilzen der Fall ist, oder sie sind in mehr oder weniger grossen Massen zu einer höher organisirten Pflanze vereinigt. Auch hier bildet jede Zelle ein für sich bestehendes, abgeschlossenes Ganze; sie ernährt sich selbst, sie bildet sich selbst und verarbeitet den aufgenommenen, rohen Nahrungsstoff zu sehr verschiedenartigen Stoffen und Gebilden.“ Meyen bezeichnet daher geradezu die einzelnen Zellen als „die kleinen Pflänzchen in den grösseren“.
Zu allgemeinerer Geltung gelangten indessen derartige Ansichten erst vom Jahre 1838 an, in welchem M. Schleiden (I. 28), den man so häufig als den Begründer der Zellentheorie hingestellt findet, in Müllers Archiv seinen berühmten Aufsatz „Beiträge zur Phytogenesis“ veröffentlichte. In demselben suchte M. Schleiden die Frage zu lösen, wie die Zelle entsteht. Den Schlüssel hierzu glaubte er in einer Entdeckung des englischen Botanikers R. Brown (I. 5) gefunden zu haben, welcher im Jahre 1833 bei seiner Untersuchung der Orchideen den Zellenkern entdeckt hatte. Schleiden verfolgte Brown’s Entdeckung weiter; er überzeugte sich bei vielen Pflanzen von dem Vorkommen des Kerns, und da er ihn namentlich in jugendlichen Zellen beständig auftreten sah, entsprang in ihm der Gedanke, dass der Kern eine nähere Beziehung zu der so räthselhaften Entstehung der Zelle und demnach eine grosse Bedeutung im Zellenleben haben müsse.
Die Art und Weise, wie Schleiden diesen Gedanken auf Grund irrthümlicher Beobachtungen zu einer Theorie der Phytogenesis verwerthete, muss jetzt zwar als eine verfehlte bezeichnet werden (I. 27), auf der andern Seite muss aber auch betont werden, dass seine allgemeine Auffassung von der Bedeutung des Kerns in gewisser Beziehung richtig ist, und dass gerade dieser eine Gedanke weit über das engere Gebiet der Botanik hinaus fruchtbringend geworden ist; denn durch ihn ist die Uebertragung der Zellentheorie auf die thierischen Gewebe ermöglicht worden. In diesen treten gerade die Kerne unter den verschiedenen Zellenbestandtheilen am deutlichsten hervor und weisen auf die Uebereinstimmung der histologischen Elemente bei Thieren und Pflanzen am offenkundigsten hin. Insofern bezeichnet die kleine Schrift Schleidens aus dem Jahre 1838 geschichtlich den wichtigen Wendepunkt, von welchem ab der Thierkörper der Herrschaft der Zellentheorie unterworfen wurde.
An Versuchen, den Thierkörper als eine Vielheit kleinster Elementartheile darzustellen, hat es auch vor Schleiden nicht gefehlt, wie die Hypothesen von Oken (I. 21), Heusinger, Raspail und manchen Andern lehren. Dieselben erwiesen sich aber nicht entwickelungsfähig, weil falsche Beobachtungen und verkehrte Deutungen in ihnen das Gute überwogen. Erst in den dreissiger Jahren, in denen die optischen Hülfsmittel eine Verbesserung erfuhren, wurden einzelne brauchbare Fundamente auch für eine thierische Zellentheorie gelegt. Schon verglichen Purkinje (I. 22) und Valentin, Joh. Müller (I. 20) und Henle (I. 11) einzelne Thiergewebe den pflanzlichen; sie erkannten schon den zelligen, einem Pflanzengewebe ähnlichen Bau der Chorda dorsalis, des Knorpels, der Epithelien und des Drüsengewebes. Den Versuch einer wirklich zusammenfassenden Zellentheorie aber, welche alle thierischen Gewebstheile berücksichtigt, hat zuerst Schwann (I. 31), angeregt durch Schleidens Phytogenesis, unternommen und in genialer Weise durchgeführt.
Im Jahre 1838 erfuhr Schwann in einer Unterredung mit Schleiden von der neuen Theorie der Zellenbildung und von der Bedeutung, welche den Kernen bei den Pflanzen zukommen sollte. Er erkannte hierin sofort, wie er uns selbst erzählt, charakteristische Momente genug, welche zu einem Vergleich mit thierischen Zellen aufforderten. Mit bewundernswerthem Eifer stellte er eine umfassende Reihe von Untersuchungen an, die er schon im Jahre 1839 unter dem Titel „Mikroskopische Untersuchungen über die Uebereinstimmung in der Structur und dem Wachsthum der Thiere und Pflanzen“ veröffentlichte. — Dieses Buch Schwann’s ist ein grundlegendes Werk ersten Ranges, durch welches die mikroskopische Anatomie der Thiere trotz der viel schwierigeren Aufgabe auf gleiche Stufe mit der Pflanzenanatomie gehoben wurde.
Zu dem raschen und glänzenden Erfolg der Schwann’schen Untersuchungen haben wesentlich zwei Momente beigetragen. Erstens hat Schwann zur Erkennung der thierischen Zellen vorzugsweise die Anwesenheit des Kerns benutzt, von dem er hervorhebt, dass er der am meisten charakteristische und am wenigsten veränderliche Zellenbestandtheil sei. Wie schon angedeutet, liegt hierin das Förderniss, welches Schwann durch Schleiden empfangen hat. Das zweite nicht minder bedeutsame Moment ist die richtige Methode, welche Schwann bei der Ausführung und Darstellung seiner Beobachtungen befolgt hat. Wie die Botaniker durch das Studium unentwickelter Pflanzentheile z. B. die Röhren aus der Grundform der Zelle abgeleitet hatten, so untersuchte auch er hauptsächlich die Entwicklungsgeschichte der Gewebe und fand, dass der Keim auf frühesten Stadien aus einer Summe ganz gleichartiger Zellen besteht; er verfolgte dann weiter die Metamorphosen oder die Umbildungen, welche die Zellen erleiden, bis sie in die fertigen Gewebe des erwachsenen Thieres übergehen. Er zeigte, wie ein Bruchtheil der Zellen die ursprüngliche, kuglige Grundform beibehält, andere eine cylindrische Gestalt annehmen, andere in lange Fasern auswachsen oder zu sternförmigen Gebilden werden, indem sie an verschiedenen Stellen ihrer Oberfläche zahlreiche Ausläufer ausschicken. Er zeigte an den Knochen, Knorpeln und Zähnen, wie wieder andere Zellen stark verdickte Wandungen bekommen; endlich erklärte er noch eine Reihe der am meisten abgeänderten Gewebe aus einer Verschmelzung von Zellengruppen, wobei er auch wieder einen analogen Vorgang bei den Pflanzen, die Entwickelung der Gefässe im Auge hatte.
Auf diese Weise war durch Schwann ein allgemeines, wenn auch mit vielen Fehlern behaftetes, dafür aber leicht fassliches und auch im Ganzen glückliches Schema geschaffen, nach welchem ein jeder thierische Theil aus Elementartheilen, welche den Pflanzenzellen entsprechen, entweder zusammengesetzt oder durch Metamorphose von solchen entstanden ist. Es war ein gutes Fundament gelegt, auf dem sich weiter bauen liess. Im Einzelnen litt aber die Vorstellung, welche Schleiden und Schwann sich vom Wesen des pflanzlichen und thierischen Elementartheils gebildet hatten, an vielen Irrthümern, wie bald erkannt wurde. Beide Forscher definirten die Zelle als ein kleines Bläschen, das in einer festen Membran einen flüssigen Inhalt umschliesst, als ein Kämmerchen, eine cellula im eigentlichen Sinne des Wortes. Als wichtigsten und als den wesentlichen Theil an dem Bläschen bezeichneten sie die Membran, von der sie annahmen, dass sie durch ihre chemisch-physikalischen Eigenschaften den Stoffwechsel regeln sollte. Schwann erblickte in der Zelle einen organischen Krystall, den er sich durch eine Art von Krystallisationsprocess aus einer organischen Mutterlauge (Cytoblastem) bilden liess.
Die Vorstellungsreihe, welche wir jetzt mit dem Worte „Zelle“ verbinden, ist Dank den grossen Fortschritten der letzten fünf Jahrzehnte eine wesentlich andere geworden. Die Schleiden-Schwann’sche Zellentheorie hat eine durchgreifende Reform erfahren, indem an ihre Stelle die (besonders an den Namen von Max Schultze geknüpfte) Protoplasmatheorie getreten ist.