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Theodor Schwann nació en Neuss, cerca de Düsseldorf, el 7 de diciembre de 1810, conoció a Johannes Müller, fisiólogo, a quien ayudó en sus experimentos. Schwann continuó sus estudios de medicina en la Universidad de Würzburg y posteriormente en la Universidad de Berlín, de donde se graduó en 1834. Su tesis doctoral versó sobre la respiración del embrión de pollo.
En 1839 Schwann fue nombrado profesor de anatomía en la Universidad de Lovaina, Bélgica, donde permaneció hasta 1848, cuando aceptó una cátedra en la Universidad de Lieja. Allí permaneció hasta su jubilación en 1880. Después de salir de la influencia de Müller, la productividad de Schwann prácticamente cesó: en Bélgica hizo solo una publicación sobre el uso de la bilis. Era un excelente profesor, de conciencia, amado y apreciado por sus alumnos.
El trabajo de Schwann fue reconocido finalmente por los científicos en otros países, y en 1879 fue nombrado miembro de la Royal Society y también de la Academia Francesa de Ciencias. En 1845 había recibido la Medalla Copley. La muerte le sobrevino a Schwann el 11 de enero de 1882, dos años después de su retiro, en Colonia.
En 1838, Schwann se familiarizó con la investigación microscópica de Matthias Schleiden en las plantas. Schleiden describió las células vegetales y propuso una teoría de la célula que estaba seguro que era la clave para la anatomía y el crecimiento de las plantas. Siguiendo esta línea de investigación sobre los tejidos animales, Schwann no sólo verificó la existencia de células, sino que trazó en el desarrollo de tejidos adultos de muchas de las etapas del embrión temprano. Esta investigación y la teoría celular que siguieron fueron resumidos en Mikroskopische Untersuchungen über die Uebereinstimmung in der Struktur und der dem Thiere Wachstum und Pflanzen (1839; Investigaciones microscópicas sobre la similitud en la estructura y el crecimiento de la fauna y de la flora). Este trabajo, en las propias palabras Schwann demostró que «la gran barrera entre los reinos animal y vegetal, a saber, la diversidad de la estructura definitiva, desaparece», estableció la teoría de la célula con la satisfacción de sus contemporáneos. Schwann propuso entonces tres generalizaciones sobre la naturaleza de las células:
los animales y las plantas están formadas por células más las secreciones de las células;estas células tienen una vida independiente;están sujetas a la vida del organismo.Por otra parte, se dio cuenta de que los fenómenos de las células individuales se pueden resumir en dos clases: «los que se refieren a la combinación de las moléculas para formar una célula, llamados fenómenos plásticos», y «las que resultan de los cambios químicos, ya sea en las partículas componentes de la propia célula, o en el cytoblastema (el actual citoplasma), llamados fenómenos metabólicos». Así Schwann acuñó el término «metabolismo»,[cita requerida] que se convirtió en general adoptado para el conjunto de procesos químicos mediante el cual los cambios de energía se producen en los seres vivos.