Zgodovina mikroskopskih študij

Do danes se mikroskopska metoda široko uporablja za določanje patogenov..

Mikroskop - To je verjetno najpogostejše orodje za biologe. Mikroskop je v biologijo vnesel veliko novega in posebnega, z njegovo pomočjo je nastal poseben odsek znanosti o življenju - mikroskopska anatomija živali in rastlin (citologija in histologija). Tako je bilo odkrito novo vidno polje. Mikroskop je, kot znanstveniki pogosto pravijo, "naredil nov svet za opazovanje." Mikroskopska opazovanja so po odkritju žive celice prisilno spremenila pogled na naravo materije. Toda trajalo je več kot dve stoletji, da je prišlo do ideje o živi celici kot elementarni strukturi. Zaradi teh razlogov je zgodovina odkritja in izboljšanja mikroskopa kot fizične naprave še posebej zanimiva za zgodovino biologije, in to je tisto, kar je izpostavljeno v delu E.M. Vermel "Zgodovina nauka o celici".

Vzporedno z zgodovino odkritja in izboljšanja mikroskopa E.M. Vermel uporablja nekaj dejstev iz zgodovine nastanka takšnih splošnih bioloških metod, kot so opis, opazovanje, primerjava in sistematizacija..

V starih časih optične leče niso bile znane. Takrat geometrijska optika ni obstajala, zato znanstveniki sploh niso znali razložiti delovanja očal. Optična leča je bila izumljena šele konec XIII - začetek XIV stoletja. in je bila uporabljena kot očala, je takoj dobila široko praktično uporabo. Vsi poskusi raziskovalcev, da bi ugotovili identiteto izumitelja očal, ostajajo nesporni. Edino, kar je mogoče jasno povedati - očala so bila izumljena v Italiji, Benetkah ali Padovi - središčih takratne steklarske industrije. Bili so leče, ki se uporabljajo pri hiperopiji osebe. Konkavno steklo za odpravo miopije se je pojavilo šele v XVI stoletju..

Prve znanstvene študije, v katerih so bile uporabljene leče (lupe), pripadajo entomologom Thomasu Moffetu in Georgu Gufnagelu (1589–1590). Prvi od njih je preučeval majhne klope (0,2-0,4 mm), predvsem je jasno ugotovil razlike med mošnjo in sirastimi pršicami. V istem obdobju je bil opisan tako zapleten postopek, kot je gibanje hemolimfe v uši.

Lupe ali, kot so jih pozneje imenovali »preprosti mikroskopi«, je uporabil tudi ustanovitelj mikroskopske biologije Anton van Levenguk (1632-1723). Pripravil je objektiv, ki je povečan 300-krat in pomagal preučevanju živih predmetov in preučevanju njihove strukture.

Zanimivo je, da je ideja o optičnem instrumentu omogočala jasno videnje posameznih zelo majhnih predmetov, izražena je bila že v 13. stoletju. znanstvenik in filozof Roger Bacon, v XV-XVI stoletju. to so že večkrat ponavljali tudi drugi izjemni znanstveniki in misleci: Leonardo da Vinci (1452–1519), Jerome Fracastoro (1478–1553), Diggs in mnogi drugi. Hkrati se je s popolno jasnostjo izrazila ideja o obstoju bitij, nevidnih za preprosto oko - povzročitelji nalezljivih bolezni (Fracastoro in drugi). Ta ideja je bila izražena 125 let pred Levengukovim delom, vendar je bila teoretično utemeljena in je bila v svojem bistvu fantastična.

Že v XVI. Izražena je bila ideja, da bi ustvarili optično napravo, sestavljeno iz dveh in ne ene leče. Med matematiki in fiziki je bil precej razširjen, čeprav je ostal praktično neuresničen, verjetno zaradi tehničnih težav..

Šele na začetku XVII G. Galileo je najprej izdelal teleskop, nato pa (leta 1609) mikroskop. Do nedavnega so čast ustvarjanju prvega mikroskopa pripisovali Hansu in Zaharju Jansenu v Middelburgu, ta izum sega v leto 1590. Očitno bi bilo treba te podatke šteti za napačne. Dokumenti, ki utemeljujejo to izjavo, kot se je izkazalo, niso verodostojni. Znano je, da je bil prvi zgrajen „prizemni teleskop“, ki so ga poimenovali „nizozemski“ ali „galilejski“, pozneje pa teleskop. Menijo, da sta Lipsgray in Metsius na Nizozemskem (1608) in Galileo (1608-1609) v Italiji ločeno izumila "zemeljsko (vohunsko) cev"..

Prvi mikroskop (nastal je kot modifikacija teleskopa, kar dokazujejo zanesljivi dokazi) je leta 1609-1610 izdelal sam Galileo - objektiv je zanj poliral mojster Bazzi, ki je izvedel vse načrte izumitelja. Kompleksni mikroskop je bil sestavljen iz leče, ki je dala resnično povečano in obratno sliko majhnega predmeta in okularja.

Galileov prvi mikroskop je bil dolga cev in je bil zelo neprijeten za uporabo. Tega mikroskopa nihče ni uporabil za znanstveno delo, izgubil se je, toda pridobil je slavo. Kmalu so na Nizozemskem nastali podobni mikroskopi. Kasneje je Nizozemca, fizika in astronoma na dvoru angleškega kralja Jamesa I, zasnoval mikroskop Cornelius Drebbel (1617-1619). Težko je reči, ali je bila narejena po vzoru nizozemskega mikroskopa ali je Drebbel zgradil svojo napravo v skladu s podatki, pridobljenimi iz mikroskopa Galileo. Slednje velja za še bolj verjetno. Drebbel mikroskop se je od mikroskopa Galileo razlikoval po tem, da je bil izdelan po tipu cevi Keplerian, torej da ima konveksne leče objektiva in okularja. Ta prvi Drebbel mikroskop tudi ni bil uporabljen v znanstvenem delu in je bil izgubljen, vendar so tovrstni mikroskopi kmalu postali precej razširjeni.

Zapleteni mikroskop je nastal kot modifikacija teleskopa (vohunskega stekla), zasnovan pa je bil nekaj let po njegovem pojavu, vendar njihova nadaljnja usoda ni ista. Pomembnost teleskopa je bila vladajočim krogom Nizozemske, Belgije in Italije jasna, celo poskušali so klasificirati videz tega orodja. Očitna uporaba teleskopa v vojaških zadevah, navigaciji, astronomiji je zanjo pritegnila veliko pozornosti, proizvodnja teleskopov in teleskopov pa je takoj postala široko razširjena. Vendar so dolgo časa na mikroskop gledali kot na smešno igračo. Tudi sam Drebbel je skupaj z zetom Kufflerjem sprožil izdelavo takih "zapletenih mikroskopov", ki so se široko oglaševali in hitro širili po Evropi.

Leta 1624 je Galileo bistveno izboljšal svoj mikroskop, že ga je bilo mogoče uporabiti v praksi. Bil je veliko manjših dimenzij kot prvi model in očitno je dal največji porast 35-40-krat. Leta 1624 je Galileo predstavil svoj mikroskop Akademiji vpoglednih v Rimu, katere član je bil. Že leta 1625 je član akademije Stelluti objavil svoja opažanja o strukturi čebeljih organov, narejenih z mikroskopom. Zlasti je prvi videl in opisal fasetirano strukturo očesa žuželk. F. Cesi (1628) je uporabil mikroskop Galileo, ki je preučeval sporangije praproti in s svojo pomočjo opisal spore in jih obravnaval kot seme.

Izraz "mikroskop" je prvič uporabil Johann Faber leta 1625 v pismu princu F. Cesiju, ki predlaga tako imenovani instrument Galileo, namenjen (v nasprotju s teleskopom) za pregledovanje majhnih predmetov. Ta izraz še vedno obstaja in je postal trdno v uporabi. Vendar pa je bilo število raziskovalcev, ki so v 17. stoletju uporabljali mikroskop, zelo majhno in so se le občasno zatekali k njemu..

V Nemčiji so v delavnicah igrač (nürnberški obrtniki) v velikem številu proizvajali mikroskope in so bili iz kartona in lesa poceni.

V Angliji na začetku XVIII. bili so nekoliko bolj zapleteni, predvsem so imeli makroskopski vijak in so bili narejeni iz brona, vendar so bili ti mikroskopi zelo dragi - do 40 kilogramov. Optika teh mikroskopov je ostala dokaj primitivna: leče so dale precejšnjo kromatsko in sferično aberacijo, zato je bila ob pomembnih povečavah slika neizrazita. Pripravljene zbirke pripravkov, ki so jih sestavljale posušene majhne žuželke (uši, bolhe, glave muh ipd.), Pa tudi različne dodatne naprave: mikro-akvariji, sponke za držanje krompirčka, tako da lahko vidite gibanje krvi v posodah itd., So običajno dodali vsem mikroskopom. .p..

"Mikroskopski amaterizem" je bil v XVIII. precej pogosta. Številne gravure plemiških salonov tistega časa kažejo, kako človek, ki sedi za mizo, nekaj pregleda pod mikroskopom..

Konec XVIII. Mikroskop so že ustvarili izključno profesionalni mojstri, ki so ga bistveno izboljšali. Središče mikroskopske industrije je bil London (delavnica Johna Keffeja), od koder so mikroskopi bili razporejeni po vsem svetu. Objektivna ocena mikroskopov tistega časa kaže, da so že dali zadovoljivo podobo, z njihovo pomočjo je mogoče videti celo zelo majhne strukture (do 5 mikronov)..

Aberacija vsekakor ni presenetljiva, kar smo dosegli z uvedbo obročatih membran, ki odrezajo robne žarke.

Povečava mikroskopov v XVIII. bili zelo raznoliki. Izdelovali so sisteme s povečanjem razpona od 10 do 150-krat, vendar so našli tudi veliko več. Vendar njihova ločljivost ni bila velika, zato so bila velika povečanja pravzaprav iluzorna. Zanimivo je, da so bili teoretični izračuni leč in okularja do takrat že dobro razviti (Biker, Kepler, Euler, Huygens in mnogi drugi), vendar so bile opažene pomembne težave, predvsem je bilo težko centrirati leče.

Mikroskopi - Amaterji so naredili veliko zanimivih in pomembnih odkritij. Mednje bi moral biti znani Anton Van Levenguk - proizvodni trgovec. Opažanja Antona Van Levenguka so bila tako sistematična in večplastna, da bi danes morala postati znanstvene študije, ki so začele znanost o mikroskopskih organizmih. Levenguk je svoje pripombe hranil 50 let in jih v korespondenci poročal londonskemu kraljevskemu društvu. Nato je pisma Levenguk natisnil v ločeni knjigi "Skrivnosti narave" (1696), sam avtor pa je bil že leta 1680 izbran za člana Kraljeve družbe.

Dela Levenguka so privabila resno pozornost sodobnikov, saj predstavljajo dragocen prispevek k znanosti in daje močan zagon za nadaljnje raziskovanje. Levenguk je uporabil bikonveksne leče, ki jih je sam poliral in jih vstavil v plošče. Ta povečevalna očala ("preprost mikroskop" ali prhljaj) komajda dosežejo velikost glave pin, njihova uporaba je zahtevala veliko umetnosti in odličen vid.

Levenguk je dosegel tako velika povečanja, da je lahko videl celo rdeče krvne celice (njihov premer pri ljudeh je 7-8 mikronov, to je 0,007 milimetra). Najbolj znano je bilo odkritje mikroskopskih bitij, ki jih je poimenoval ciliates (od besede Infusum, kar v latinščini pomeni "infuzija").

Odkritje Levenguka je pritegnilo pozornost ne samo takratnih znanstvenikov, temveč tudi celotne kulturne družbe. Mnogi amaterji so se tako resno ukvarjali z mikroskopskimi opazovanji, sami so naredili številna pomembna odkritja, ki so prešla v znanost. Posebej priljubljene so bile ilustrirane knjige odvetnika Martina Ledermüllerja (1719-1769). Ena od knjig ima značilen naslov: "Mikroskopska zabava za oči in dušo" (1762). Takšni ljubiteljski raziskovalci so, ne da bi si postavili določen cilj, opisali najrazličnejše predmete. Prinesle so veliko koristi in obogatile znanost z informacijami o nižji obliki živih bitij. Ta opažanja so bila zelo zanimiva in širila so mikroskopske študije.

Skupaj z A. Levengukom je treba omeniti take priimke kot M. Malpigi (1671-1675), Swammerdam (1737), K.F. Volk (1749–1769). Postavili so temelje znanstveni mikroskopiji in vzbudili zanimanje za to področje znanja, zato si zaslužijo veliko spoštovanje. Že v XVIII. mnogi ugledni znanstveniki so razumeli, da je veja mikroskopskih raziskav zapletena prav zaradi svoje izvirnosti in posebnosti njenih slik. Na to temo najdemo zanimive misli enega od italijanskih naravoslovcev 18. stoletja. - Felix Fontana (1723–1805). Opozoril je, da lahko vsak pogleda skozi mikroskop, enote pa lahko opišejo, kar vidi (1781). Te globoke besede še vedno ostajajo pomembne. F. Fontan posebej navaja, da vsa naša razmišljanja o različnih predmetih temeljijo na primerjavah in primerjavah, a ker je mikrova svet popolnoma raznolik, je uporaba nevarnih idej, pridobljenih z opazovanjem makrokozmosa, precej nevarna, še posebej, ker je "slika, ki se odpre z mikroskopom, lahko primerna hkrati različnim temam. " Te izjave so postavljene v posebnem oddelku knjige F. Fontana z naslovom "O mikroskopskih napakah, ki se pojavijo med mikroskopskimi opazovanji." V procesu mikroskopskega preučevanja organizmov smo ugotovili dejstva številnih napak. Tudi v osnovnem vprašanju o naravi in ​​zgradbi celice naletimo na veliko nasprotij. Postavlja se vprašanje: to ni odvisno od nepopolnosti mikroskopske tehnologije in njenega nezadostnega hitrega napredka. Vendar to ni povsem res. Izkaže se, da mikroskop - glavno raziskovalno orodje - skorajda ni omejil bioloških opazovanj.

V veliki večini primerov so optične naprave ponujale velike priložnosti za uporabo..