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Invención del microscopio, lo hizo mientras intentaba conseguir lentes de aumento aún mayores para ayudar a las personas con la vista defectuosa.
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Se le consideraba como el descubridor de la célula, pues examinando una laminilla de corcho, observó que estaba formada por pequeñas cavidades poliédricas (presentan varias caras) a las que denominó células.
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Descubrió muchas cosas, entre ellas: Glóbulos rojos, fibras musculares, protozoarios y también varias bacterias.
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Este le dio un sentido nuevo y definitivo al término tejido. Fue capaz de identificar, describir y clasificar 21 tipos de tejidos distintos y los señaló como estructuras elementales de diferentes órganos.
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Estableció que la célula era la unidad básica la estructura, es decir, que todos los organismos están formados por células y en éstas tienen lugar las reacciones metabólicos del organismo.
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Estudió las hojas de las orquídeas y descubrió que todas las células vegetales tenían una mancha oscura en su interior, que es lo que hoy en día conocemos como núcleo. A partir de entonces se comenzaron a descubrir otras estructuras internas.
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Dio el nombre de protoplasma al contenido celular
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Postula que todos los organismos están compuestos por células, y que todas las células derivan de otras precedentes.
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Confirmó la teoría celular al demostrar que las células nacen provenientes de otra célula
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Corrigió y amplió la teoría celular de Schwann y Schleiden, estableciendo que las células son la unidad fundamental de la vida y que las células se forman sólo a partir de otras células ("omnis cellula ex cellula")
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Demostraron la individualidad de las neuronas, estas eran unidades individuales que se comunicaban unas con otras de manera direccional a través del espacio entre ellas, al mandar información desde unos largos apéndices llamados axones hacia las dendritas ramificadas.
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Boveri investigó el papel del núcleo y el citoplasma en el desarrollo embrionario. Su gran objetivo consistió en desentrañar las relaciones fisiológicas entre la estructura y los procesos celulares.
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Demostró que las células individuales contienen toda la información necesaria para generar un organismo completo. Se interesó por el modo en que un organismo en desarrollo evoluciona a partir de unas pocas células idénticas hasta convertirse en un organismo diferenciado y complejo.
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Formuló la hoy superada teoría del plasma germinal: El plasma germinal era la parte nuclear esencial de las células germinales y, a diferencia de las células somáticas (somatoplasma) permanecía cualitativamente idéntica desde el cigoto y era responsable de la herencia.
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El descubrimiento de los dictiosomas y su innovador método de tinción, que le sirvió a Santiago Ramón y Cajal para desarrollar la teoría neuronal.
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Descubrió la existencia de los lisosomas
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Explicaba el origen de las primeras células nucleadas, las células eucariotas, mediante procesos simbióticos; según esta teoría, la relación simbiótica y posterior fusión (y no digestión) entre bacterias con diferentes características metabólicas y fisiológicas daría lugar a un nuevo tipo de célula