Historie mikroskopických studií

K dnešnímu dni je mikroskopická metoda široce používána pro stanovení patogenů..

Mikroskop - Toto je pravděpodobně nejběžnější biologický nástroj. Mikroskop zavedl do biologie spoustu nových a specifických, s jejichž pomocí byla vytvořena zvláštní sekce vědy o životě - mikroskopická anatomie zvířat a rostlin (cytologie a histologie). Tak bylo objeveno nové zorné pole. Mikroskop, jak vědci často říkají, „zpřístupnil nový svět k pozorování.“ Mikroskopická pozorování po objevení živé buňky přinutila ostrou změnu v pohledu na podstatu hmoty. Trvalo však více než dvě století, než došlo k představě živé buňky jako základní struktury. Z těchto důvodů je historie objevu a vylepšení mikroskopu jako fyzického zařízení obzvláště zajímavá pro historii biologie, a to je zdůrazněno v práci E.M. Vermel "Historie doktríny buňky".

Souběžně s historií objevu a vylepšení mikroskopu E.M. Vermel používá některá fakta z historie tvorby takových obecných biologických metod, jako je popis, pozorování, srovnání a systematizace..

Ve starověku nebyly optické čočky známy. V té době geometrická optika neexistovala, takže vědci nemohli ani vysvětlit působení brýlí. Optická čočka byla vynalezena až na konci XIII začátku XIV století. a byl použit jako brýle, okamžitě obdržel rozsáhlou praktickou aplikaci. Všechny pokusy vědců o zjištění identity vynálezce brýlí zůstávají neprůkazné. Jediné, co lze jasně říci - brýle byly vynalezeny v Itálii, v Benátkách nebo Padově - střediska sklářského průmyslu té doby. Byly to čočky používané v hyperopii člověka. Konkávní sklo k odstranění krátkozrakosti se objevilo až v XVI. Století..

První vědecké studie, ve kterých byly použity čočky (lupy), patří entomologům Thomasovi Moffetovi a Georgovi Gufnagelovi (1589–1590). První z nich studoval malé klíšťata (0,2 - 0,4 mm), zejména jasně stanovil rozdíly mezi svrabem a sýrovými roztoči. Ve stejném období byl popsán takový složitý proces, jako je pohyb hemolymfy vší.

Lupy nebo, jak se později říkalo „jednoduché mikroskopy“, použil také zakladatel mikroskopické biologie Anton van Levenguk (1632-1723). Připravil čočku, která se zvětšila 300krát a pomohla studovat živé objekty a studovat jejich strukturu.

Je zajímavé, že myšlenka optického nástroje umožňovala jasně vidět jednotlivé velmi malé objekty, byla vyjádřena již ve 13. století. vědec a filozof Roger Bacon, a v XV-XVI století. to bylo více než jednou opakováno jinými významnými vědci a mysliteli: Leonardo da Vinci (1452-1519), Jerome Fracastoro (1478-1553), Diggs a mnoho dalších. Současně byla zcela jasně vyjádřena myšlenka na existenci stvoření neviditelných pro jednoduché oko - původce infekčních chorob (Fracastoro a další). Tato myšlenka byla vyjádřena 125 let před prací Levengukova, ale byla teoreticky odůvodněna a ve své podstatě byla fantastická.

Již v XVI. Století. Myšlenka byla vyjádřena vytvořením optického zařízení skládajícího se ze dvou a nikoli jednoho čočky. Mezi matematiky a fyziky to bylo docela rozšířené, ačkoli to zůstalo prakticky nerealizované, pravděpodobně kvůli technickým potížím..

Teprve na začátku XVII. Století. G. Galileo nejprve zkonstruoval dalekohled a poté (v roce 1609) mikroskop. Až donedávna byla čest vytvoření prvního mikroskopu připsána Hansovi a Zaharovi Jansenovi v Middelburgu, tento vynález pochází z roku 1590. Tato informace by měla být zjevně považována za chybnou. Dokumenty, které toto tvrzení odůvodňují, jak se ukázalo, nejsou důvěryhodné. Je dobře známo, že „pozemský dalekohled“, který se jmenoval „nizozemský“ nebo „galilejský“ a později dalekohled, byl postaven jako první. Trubka „Země (dalekohled)“ byla vynalezena samostatně Lipsgrayem a Metsiem v Holandsku (1608) a Galileo (1608-1609) v Itálii..

První mikroskop (vznikl jako modifikace dalekohledu, o čemž svědčí spolehlivé důkazy) byl postaven v letech 1609-1610 samotným Galileem - čočku pro něj leštil mistr Bazzi, který provedl všechny plány vynálezce. Složitý mikroskop se skládal z čočky, která poskytla skutečně zvětšený a inverzní obraz malého předmětu a okuláru.

První Galileův mikroskop byl dlouhá zkumavka a bylo velmi nepohodlné používat. Nikdo tento mikroskop nepoužíval pro vědeckou práci, byl ztracen, ale získal slávu. Brzy byly v Holandsku vytvořeny podobné mikroskopy. Následně byl Holanďanem, fyzikem a astronomem u dvora anglického krále Jakuba I. navržen mikroskopem Cornelius Drebbel (1617-1619). Těžko říci, zda byl vyroben na modelu nizozemského mikroskopu, nebo Drebbel postavil své vlastní zařízení v souladu s údaji získanými z mikroskopu Galileo. Ta je považována za ještě pravděpodobnější. Drebbelův mikroskop se lišil od mikroskopu Galileo v tom, že byl postaven podle typu keplerovské trubice, to znamená, že měl konvexní čočky jak objektivu, tak okuláru. Tento první Drebbelův mikroskop se také nepoužíval ve vědecké práci a byl ztracen, ale právě mikroskopy tohoto typu se brzy staly velmi rozšířenými.

Komplexní mikroskop vznikl jako modifikace dalekohledu (dalekohled) a byl navržen několik let po jeho vzhledu, ale jejich další osud není stejný. Význam dalekohledu byl jasný vládnoucím kruhům Holandska, Belgie a Itálie, dokonce se pokusili klasifikovat vzhled tohoto nástroje. Zjevné použití dalekohledu ve vojenských záležitostech, navigaci, astronomii na něj přitahovalo velkou pozornost a výroba dalekohledů a dalekohledů se okamžitě rozšířila. Dlouho se však dívali na mikroskop jako legrační hračka. Sám Drebbel spolu s jeho zetě Kufflerem zahájili výrobu takových „komplexních mikroskopů“, které byly široce propagovány a rychle se šířily po celé Evropě..

V roce 1624 Galileo výrazně vylepšil svůj mikroskop, který už mohl být použit v praxi. Velikost byla mnohem menší než u prvního modelu a zjevně poskytla maximální nárůst 35-40krát. V 1624, Galileo představil jeho mikroskop k akademii Insightful v Římě, kterého on byl člen. Již v roce 1625 člen Stelluti Academy publikoval svá pozorování ke struktuře včelích orgánů vytvořené mikroskopem. Zejména poprvé viděl a popsal fasetovanou strukturu oka hmyzu. F. Cesi (1628) použil mikroskop Galileo, studoval sporangii kapradin a popsal s pomocí spor výtrusy, přičemž je považoval za semena.

Termín “mikroskop” byl nejprve používán Johann Faber v 1625 v dopise princovi F. Cesi, navrhovat takzvaný Galileo nástroj, zamýšlel (jak protichůdný k dalekohledu) zkoumat malé objekty. Tento termín stále existuje a je pevně používán. Počet vědců používajících mikroskop v 17. století byl však velmi malý a uchýlili se k němu pouze čas od času..

V Německu byly mikroskopy vyráběny ve velkém počtu v dílnách hraček (norimberští řemeslníci) a byly vyrobeny z lepenky a dřeva a byly levné.

V Anglii začátkem XVIII. Století. byli o něco složitější, zejména měli makroskopický šroub a byli vyrobeni z bronzu, tyto mikroskopy však byly velmi drahé - až do 40 liber. Optika těchto mikroskopů zůstala docela primitivní: čočky dávaly významnou chromatickou a sférickou aberaci, takže při významném zvětšení byl obraz nevýrazný. Do všech mikroskopů byly obvykle přidány ready-made kolekce přípravků, které se skládaly ze sušeného malého hmyzu (vši, blechy, hlavy mouchy atd.), Jakož i různých dalších zařízení: mikro-akvária, svorky, které drží potěr, takže můžete vidět pohyb krve v cévách atd. .p..

„Mikroskopický amatérismus“ byl v XVIII. Století. docela běžné. Mnoho rytin aristokratických salonů té doby ukazuje, jak člověk, který sedí u stolu, něco zkoumá pod mikroskopem..

Na konci XVIII. Století. Mikroskop byl již vytvořen výhradně profesionálními mistry, kteří jej výrazně vylepšili. Středem mikroskopického průmyslu byl Londýn (dílna Johna Keffeho), odkud byly mikroskopy distribuovány po celém světě. Objektivní hodnocení tehdejších mikroskopů naznačuje, že již poskytly uspokojivý obraz, s jejich pomocí lze pozorovat i velmi malé struktury (až 5 mikronů)..

Aberace v žádném případě není výrazná, čehož bylo dosaženo zavedením prstencových bránic, které odřízly okrajové paprsky.

Zvětšení mikroskopů v XVIII století. byly velmi rozmanité. Byly vyrobeny systémy se zvýšením v rozmezí 10 až 150krát, ale bylo také nalezeno mnohem více. Jejich rozlišení však nebylo velké, takže velké zvýšení bylo ve skutečnosti iluzorní. Je zajímavé, že teoretické výpočty čoček a okulárů byly do té doby již dobře rozvinuté (Biker, Kepler, Euler, Huygens a mnoho dalších), byly však pozorovány významné obtíže, zejména bylo obtížné dosáhnout centrování čoček..

Mikroskopové - Amatéři provedli mnoho zajímavých a důležitých objevů. Mezi ně by měl patřit slavný Anton Van Levenguk - výrobní obchodník. Pozorování Antona Van Levenguka byla tak systematická a mnohotvárná, že by se dnes měla stát vědeckou studií, která začala vědu o mikroskopických organismech. Levenguk uchovával svá pozorování po dobu 50 let a korespondenci o nich informoval London Royal Society. Následně byly dopisy vytištěny Levengukem v samostatné knize „Tajemství přírody“ (1696) a autor sám, již v roce 1680, byl zvolen členem Královské společnosti..

Díla Levenguk přitahovala seriózní pozornost současníků, protože jsou cenným příspěvkem pro vědu a dávají silný impuls pro další výzkum. Levenguk používal bikonvexní čočky, které sám vyleštil a vložil do talířů. Tato zvětšovací skla („jednoduchý mikroskop“ nebo lupiny) sotva dosáhly velikosti hlavy kolíku, jejich použití vyžadovalo značné umění a vynikající vidění.

Levenguk dosáhl tak velkého nárůstu, že mohl dokonce vidět červené krvinky (jejich průměr u lidí je 7-8 mikronů, tj. 0,007 milimetru). Nejslavnější byl objev mikroskopických tvorů, které nazýval ciliates (od slova Infusum, což v latině znamená „infúze“).

Objev Levenguk přitahoval pozornost nejen tehdy vědců, ale také celé kulturní společnosti. Mnoho amatérů se tak vážně zabývalo mikroskopickými pozorováními, sami sami provedli řadu důležitých objevů, které šly do vědy. Zvláště oblíbené byly ilustrované knihy právníka Martina Ledermüllera (1719–1769). Jedna z knih má výrazný název: „Mikroskopická zábava pro oko a duši“ (1762). Tito amatérští vědci, aniž by stanovili konkrétní cíl, popsali širokou škálu objektů. Přinesly velké výhody, obohatily vědu informacemi o nižší formě živých bytostí. Zajímavé je, že tato pozorování propagovala mikroskopické studie.

Spolu s A. Levengukem je třeba uvést jména jako M. Malpigi (1671-1675), Swammerdam (1737), K.F. Wolf (1749-1769). Položili základy vědecké mikroskopie a vzbudili zájem o tuto oblast znalostí, a proto si zaslouží velkou úctu. Již v XVIII. Století. mnoho předních vědců pochopilo, že odvětví mikroskopického výzkumu je složité právě kvůli jeho originalitě a specifičnosti jeho obrazů. Nacházíme zajímavé myšlenky na toto téma od jednoho z italských přírodovědců 18. století. - Felix Fontana (1723-1805). Poznamenal, že každý může prohlédnout mikroskopem, ale jednotky mohou popsat, co vidí (1781). Tato hluboká slova stále zůstávají relevantní. F. Fontan konkrétně naznačuje, že všechny naše myšlenky na různé objekty jsou založeny na porovnání a srovnání, ale protože mikrosvěta je naprosto různorodá, je docela nebezpečné používat myšlenky získané z pozorování makrokosmu, zejména proto, že „obraz, který se otevírá mikroskopem, může být vhodný současně. různým subjektům. “ Tato prohlášení jsou umístěna ve zvláštní části knihy F. Fontana, nazvané „K mikroskopickým chybám, ke kterým dochází při mikroskopických pozorováních“. Při mikroskopickém studiu organismů byly zjištěny skutečnosti mnoha chyb. I v základní otázce o povaze a struktuře buňky se setkáváme s mnoha rozpory. Vyvstává otázka: nezávisí to na nedokonalosti mikroskopické technologie a na jejím nedostatečně rychlém postupu. To však není úplně pravda. Ukázalo se, že mikroskop - hlavní výzkumný nástroj - téměř neomezoval biologická pozorování.

Ve velké většině případů poskytovala optická zařízení skvělé příležitosti k použití..