https://frosthead.com

Varased mikroskoobid paljastasid pisikeste elusolendite uue maailma

Antoni van Leeuwenhoekil oli mõni, mida mõned võisid pidada 17. sajandil Hollandi riidekaupmehe jaoks ebaharilikuks hobiks: lihtsate, kuid peente mikroskoopide valmistamine.

Seotud sisu

  • Kiidagem nüüd mikroskoobi leiutamist

Tema kodulinnas Delftis Hollandis oli õitsengu ja kultuurilise kasvu kuldaeg. Hollandlased võitsid hiljuti oma iseseisvuse Hispaaniast ja rahvas oli kiiresti saamas üheks jõukamaks maailmas, võimsa mereväe ja eduka rahvusvahelise kaubandusega Hollandi-Ida-India ettevõtte kaudu. Äsja rikkad said selliste kunstnike patroonideks nagu Rembrandt ja Vermeer ning vabanesid katoliku Hispaania piirangutest, hakkasid teadlased loodusmaailma uurima teaduslikul viisil.

Tol ajal ei näinud mikroskoobid välja nagu laborites ja klassiruumides leiduvad mikroskoobid ning neid ei kasutatud teaduse jaoks kuigi palju. Van Leeuwenhoek ja teised kaupmehed kasutasid kondiitritoodete puuduste kontrollimiseks käeshoitavaid mikroskoope. Kuid aja ja rahaga vaba aja veetmiseks hakkas van Leeuwenhoek neid mikroskoope kasutama. Ja 1670. aastatel pööras ta oma seadmed elusate asjade juurde ja avas uue maailma. Temast sai esimene inimene, kes jälgis keha sisemist tööd mikroskoopilisel tasemel, nähes kapillaaride kaudu voolavaid baktereid, spermat ja isegi vererakke.

Tema mikroskoobid, igaüks väiksem kui keskmine pöial, "avaldasid tohutut mõju ja vaatamata sellele näevad nad hämmastavalt lihtsad, " ütleb Corvini klaasimuuseumi, kus haruldase van Leeuwenhoeki mikroskoop, laenuks teaduse ja tehnoloogia kuraator Marvin Bolt, Muuseumi Boerhaave muuseum Leidenis, Hollandis on välja pandud instrumentide näituse osana.

Objektiivid - kaardus klaasitükid, mis suudavad valgust fokuseerida, et luua objektide suurendust - olid Euroopas valmistatud ja neid kasutatakse nägemise korrigeerimiseks alates 14. sajandist. 16. sajandil hakkasid Hollandi läätsetootjad kasutama kvaliteetset Veneetsia klaasi läätsede loomiseks, mis andsid selgemad, teravamad pildid kui ükski teine. Varsti kasutas keegi sellist objektiivi lihtsa mikroskoobi loomiseks, mis võiks objekte suurendada. Seejärel ühendas tootja kumerad ja nõgusad läätsed kokku, sarnaselt teleskoopide valmistamisega, luues esimese ühendmikroskoobi. 1625. aastaks oli mõiste “mikroskoop” sündinud, nagu ilmus raamatus, mille autorid olid itaalia teadlased Francesco Stelluti ja Federico Cesi, kes olid vahendit kasutanud meemesilaste uurimiseks.

Inglise teadlane Robert Hooke kasutas ka lihtsaid ja liitmikroskoope loodusliku maailma paljude aspektide, sealhulgas kirbude, taimede ja seente, vaatlemiseks. Tema mikrograafia, esimene populaarteaduslik raamat, mis ilmus 1665. aastal, sisaldas umbes 20-kordse suurendusega mikroskoopide all jälgitud taimestiku ja loomastiku üksikasjalikke graveeringuid. Hooke kirjeldas ka, kuidas teha lihtsat mikroskoopi - inspireerides van Leeuwenhoeki ja teisi.

Kuid van Leeuwenhoek viis kasvava tehnoloogia uutesse äärmustesse, saavutades suuremad suurendused kui kunagi varem: kuni umbes 300 korda. Kahe metallplaadi aukude vahele, mis olid needitud kokku, pani ta hoolikalt viimistletud klaaskuulikese. Seejärel paigaldas ta näidise ühele küljele nõelale, mida sai kruvide abil reguleerida. Klaasläätsed olid võtmetähtsusega ning van Leeuwenhoek kasutas oma meisterdamiseks mitmeid erinevaid tehnikaid - ja valvas hoolikalt oma saladusi.

Liitmikroskoobis, nagu seda leidub täna teaduslaboris, kogub objekti lähedal olev lääts pildi suurendamiseks valgust ja teine ​​okulaari lääts suurendab seda pilti teist korda. Kuid varasemate ühendmikroskoopide pildid olid moonutatud. Lihtsa mikroskoobi abil teeb üks lääts kogu töö ning proov, lääts ja vaataja silm on kõik väga lähestikku. Van Leeuwenhoeki pisikeses võtetes asus isend objektiivist vaid millimeetri kaugusel, andes vaatajale selge, terava pildi.

"Kui te võimsust suurendasite, olid ühendmikroskoobid tol ajal heast lihtsast läätseinstrumendist halvemad, " ütleb Raymond Giordano, ajalooline mikroskoopide koguja ja edasimüüja ning filmi The Discoverer's Lens: Simple Mikroskoobi fotoajaloo, 1680 autor. -1880 .

Mitme eesmärgiga ühendmikroskoop (1890–1910) (Image Boerhaave muuseumi nõusolek) See lihtne mikroskoop on üks vähestest, mida van Leeuwenhoek on veel teinud. (Image Boerhaave'i viisakuspildil) Liitmikroskoop pöörleva slaidialusega (1831-1850) (Image Boerhaave muuseumi nõusolek) Trummimikroskoop (1750-1755) (Image Boerhaave muuseumi nõusolek) Lihtne mitmete läätsedega mikroskoop (1774) (Image Boerhaave'i nõusolek)

Van Leeuwenhoek uuris omast suust ja veeklaasidest võetud proove ning leidis, et need olid tihedalt seotud niinimetatud loomakestega. "Kui need loomad või elusad aatomid liikusid, panid nad välja kaks väikest sarve, liigutades end pidevalt, " kirjutas ta. esimeses teadusajakirjas Philosophical Transactions pärast vihmavee proovi vaatlemist 1675. aastal.

"Robert Hooke vaatas juba tuntud loomade osi, " ütleb Bolt. “Siis läks van Leeuwenhoek sügavamale, et näha rakutasandil asju, mida keegi polnud kunagi varem näinud, näiteks lihaskiud, sperma ja bakterid. Ta lõi tõesti jälje. ”

Näidise keskendumist tema pisikestele instrumentidele oli nii keeruline, et van Leeuwenhoek tegi tavaliselt iga uue proovi jaoks mikroskoobi, kokku umbes 500 seadet, ehkki teadaolevalt eksisteerib tänapäeval vaid kümmekond originaali. Ta andis osa ära ja paljud pandi pärast tema surma oksjonile, maandudes erinevates riikides. Lõppkokkuvõttes on siiski tõenäoline, et paljud olid kadunud või sulanud.

Van Leeuwenhoeki leiud olid teadusliku revolutsiooni ja teadusliku meetodi arendamisel üliolulised. Kuid nagu Galileo teleskoobiga, läheks peaaegu 200 aastat enne, kui teadlased, näiteks Louis Pasteur, jõuaksid sinna, kus van Leeuwenhoek pooleli jäi.

"Van Leeuwenhoek ja tema kaasaegsed mõtlesid välja, et nad võiksid loodusmaailma asju avastada mitte põhjendades, mitte arutades, vaid jälgides ja kinnitades siis kellegi teise tähelepanekuid, " ütleb Bolt. "Avastuse prioriteet oli uus kontseptsioon, nagu ka teaduslike avastuste korratavus ja objektiivsus."

Lihtne mikroskoop mängis teaduses olulist rolli kuni 19. sajandini. Selliseid mikroskoope “peeti pikka aega millekski, mida kasutasid ainult looduseuurijad”, meenutab Giordano, märkides, et Charles Darwin kasutas lihtsat mikroskoopi, mille ta oli ise kujundanud, kuid tegelikult kasutasid neid kõik tolleaegsed teadlased.

19. sajand tõi mikroskoopide, sealhulgas akromaatiliste läätsede, olulisi parandusi, mis võimaldasid vaatajatel esmakordselt värvi täpselt näha. Samuti leiti uusi võimalusi proovide valgustamiseks ja valguse juhtimiseks ning liitmikroskoopide alused muutusid stabiilsemaks. Lõpuks hakkasid 1800ndate aastate lõpus saksa keemikud Otto Schott, Carl Zeiss ja Ernst Abbe spetsiaalselt mikroskoopide jaoks klaasi konstrueerima. 1800. aastate lõpuks olid mikroskoobid keskkoolides nähtaval.

Tänapäeval on mikroskoope rohkem kui kunagi varem. Internet on täis DIY-õpetusi mikroskoobi tegemiseks, ühendades iPhone-kaamera odava laser-osuti-objektiiviga. Ja eelmisel aastal tutvustas Stanfordi ülikool Foldskoopi, paberkandjal lihtsat mikroskoopi, mida prinditakse ja volditakse, mis teadlaste hinnangul võib pöörde muuta maailma rahvatervist, teadusharidust ja kohapealset kodanike teadust. "See on mikroskoopide kui teadmiste instrumentide ajaloo loogiline järeldus, " ütleb Bolt, "et saada need vähestest kätest paljude inimeste kätte."

Nähtamatu paljastamine: klaasi ja mikroskoobi ajalugu ” on ekraanil 19. märtsini 2017 New Yorgi Corningi klaasimuuseumis.

Varased mikroskoobid paljastasid pisikeste elusolendite uue maailma