История на микроскопичните изследвания

Към днешна дата микроскопичният метод се използва широко за определяне на патогени..

микроскоп - Това е може би най-разпространеното средство за биолог. Микроскопът въведе много ново и специфично в биологията, с негова помощ беше създаден специален раздел от науката за живота - микроскопичната анатомия на животните и растенията (цитология и хистология). Така беше открито ново зрително поле. Микроскопът, както често казват учените, „направи нов свят, достъпен за наблюдение“. Микроскопичните наблюдения, след откриването на жива клетка, принудиха рязка промяна във възгледа на природата на материята. Но бяха необходими повече от два века, за да се стигне до идеята за жива клетка, като елементарна структура. Поради тези причини историята на откриването и подобряването на микроскопа като физическо устройство е от особен интерес за историята на биологията и това е, което се подчертава от Е. Vermel "История на учението за клетката".

Паралелно с историята на откриването и подобряването на микроскопа Е.М. Вермел използва някои факти от историята на формирането на такива общи биологични методи като описание, наблюдение, сравнение и систематизация..

В древни времена оптичните лещи не са били известни. По онова време геометрична оптика не съществуваше, така че учените не можеха дори да обяснят действието на очилата. Оптична леща е изобретена едва в края на XIII - началото на XIV век. и беше използван като очила, веднага получи широко практическо приложение. Всички опити на изследователите да установят самоличността на изобретателя на очилата остават неубедителни. Единственото, което може да се каже ясно - очилата са изобретени в Италия, във Венеция или Падуа - центровете на стъклената индустрия на онова време. Те бяха лещи, използвани при хиперопия на човек. Вдлъбнатото стъкло за премахване на късогледството се появи едва през XVI век..

Първите научни изследвания, в които са използвани лещи (лупи), принадлежат на ентомолозите Томас Мофет и Георг Гуфнагел (1589-1590). Първият от тях изследва малки кърлежи (0,2-0,4 мм), по-специално той ясно установява разликите между краста и акари. В същия период е описан такъв сложен процес като движението на хемолимфа във въшки.

Лупите или, както по-късно ги наричат, „прости микроскопи“, също са били използвани от основателя на микроскопичната биология Антон ван Левенгук (1632-1723). Той подготви леща, която се увеличава 300 пъти и помага за изучаването на живи предмети и изучаването на тяхната структура.

Интересно е да се отбележи, че идеята за оптичен инструмент, позволяваща ясно да се видят отделни много малки предмети, беше изразена още през 13 век. учен и философ Роджър Бейкън, а през XV-XVI век. тя е повтаряна неведнъж от други изтъкнати учени и мислители: Леонардо да Винчи (1452-1519), Джером Фракасторо (1478-1553), Дигс и много други. В същото време идеята за съществуването на същества, невидими за простото око - причинителите на инфекциозни заболявания (Fracastoro и други), беше изразена с пълна яснота. Тази идея е изразена 125 години преди работата на Левенгук, но е оправдана теоретично и по своята същност е фантастична.

Още през XVI век. Идеята беше изразена в създаването на оптично устройство, състоящо се от две, а не една леща. Сред математиците и физиците тя беше доста широко разпространена, въпреки че остана практически нереализирана, вероятно поради технически затруднения..

Едва в началото на XVII век Г. Галилей първо конструира телескоп, а след това (през 1609 г.) микроскоп. Доскоро честта да създаде първия микроскоп се приписваше на Ханс и Захар Янсен в Миделбург, това изобретение датира от 1590 година. Тази информация, очевидно, трябва да се счита за погрешна. Документите, които подкрепят това твърдение, както се оказа, не са достоверни. Добре известно е, че „първият конструиран е„ наземният телескоп “, който се нарича„ холандски “или„ галилейски “, а по-късно и телескопът. Смята се, че "земната (шпионска) тръба" е изобретена отделно от Липсграй и Меций в Холандия (1608) и Галилео (1608-1609) в Италия.

Първият микроскоп (възникнал като модификация на телескопа, видно от надеждни доказателства) е конструиран през 1609-1610 г. от самия Галилей - обективът е полиран за него от майстора Баци, който изпълнява всички планове на изобретателя. Сложният микроскоп се състои от леща, която дава наистина увеличен и обратен образ на малък предмет и окуляр.

Първият микроскоп на Галилео беше дълга тръба и беше много неудобен за използване. Никой не използва този микроскоп за научна работа, той беше изгубен, но придоби слава. Скоро в Холандия бяха създадени подобни микроскопи. Впоследствие холандецът, физик и астроном при двора на английския крал Джеймс I, е проектиран от Корнелий Дребел (1617-1619) микроскоп. Трудно е да се каже дали е направено по модела на холандския микроскоп, или Дребел е изградил свое устройство в съответствие с данните, получени от микроскопа Galileo. Последното се счита за още по-вероятно. Микроскопът Дребел се различаваше от микроскопа Galileo по това, че е изграден според типа на кеплеровата тръба, тоест има изпъкнали лещи както на обектива, така и на окуляра. Този първи микроскоп на Дребел също не е бил използван в научната работа и е загубен, но именно микроскопи от този тип скоро стават доста широко разпространени.

Сложен микроскоп възникна като модификация на телескопа (шпионско стъкло) и той е проектиран няколко години след появата му, но по-нататъшната им съдба не е същата. Значението на телескопа беше ясно за управляващите кръгове на Холандия, Белгия и Италия, те дори се опитаха да класифицират външния вид на този инструмент. Очевидното използване на телескоп във военните дела, навигацията, астрономията привличаше голямо внимание към него и производството на телескопи и телескопи веднага става широко разпространено. Дълго време обаче те гледаха на микроскопа като на забавна играчка. Самият Дребел, заедно със зет си Куфлер, започнаха производството на такива „сложни микроскопи“, те бяха широко рекламирани и бързо разпространени в цяла Европа.

През 1624 г. Галилей значително подобри микроскопа си, той вече може да се използва на практика. Той беше с много по-малки размери от първия модел и очевидно даде максимално увеличение от 35-40 пъти. През 1624 г. Галилей представя своя микроскоп на Академията на прозорливите в Рим, чийто член е той. Още през 1625 г. член на Академията Стелути публикува своите наблюдения върху структурата на пчелните органи, направени с микроскоп. По-конкретно, той за първи път видя и описа гранената структура на окото на насекомите. F. Cesi (1628) използва микроскопа Galileo, изучавайки спорангии на папрати и описва с негова спора, като ги смята за семена.

Терминът "микроскоп" е използван за първи път от Йохан Фабер през 1625 г. в писмо до принц Ф. Цеси, предлагащ така наречения инструмент Галилео, предназначен (за разлика от телескопа) за изследване на малки предмети. Този термин все още съществува и се използва твърдо в употреба. Броят на изследователите, използващи микроскоп през 17-ти век обаче, е много малък и те прибягват само до него от време на време..

В Германия микроскопите са произведени в голям брой от работилници за играчки (занаятчии от Нюрнберг) и, направени от картон и дърво, бяха евтини.

В Англия в началото на XVIII век. те бяха малко по-сложни, в частност, имаха макроскопичен винт и бяха направени от бронз, обаче тези микроскопи бяха много скъпи - до 40 килограма. Оптиката на тези микроскопи остава доста примитивна: лещите дават значителна хроматична и сферична аберация, така че при значителни увеличения изображението е неекспресивно. Към всички микроскопи обикновено се добавят готови колекции от препарати, които се състоят от изсушени малки насекоми (въшки, бълхи, глави от мухи и др.), Както и различни допълнителни устройства: микро-аквариуми, скоби за задържане на пържени, така че да можете да видите движението на кръв в съдове и др. подсушете..

„Микроскопичен любител“ е през XVIII век. доста често. Много от гравюрите на аристократичните салони от онова време показват как човек, седнал на една маса, изследва нещо под микроскоп..

В края на XVIII век Микроскопът вече е създаден изключително от професионални майстори, които значително го подобриха. В центъра на микроскопичната индустрия беше Лондон (работилницата на Джон Кефе), откъдето бяха разпространени микроскопи по целия свят. Обективната оценка на тогавашните микроскопи показва, че те вече са дали задоволително изображение, дори с тях могат да се видят много малки структури (до 5 микрона)..

Аберацията, във всеки случай, не е поразителна, което беше постигнато с въвеждането на пръстеновидни диафрагми, които отрязват крайните лъчи.

Увеличение на микроскопи през XVIII век. бяха много разнообразни. Произведени са системи с увеличение в диапазона от 10 до 150 пъти, но са открити и много повече. Резолюцията им обаче не беше голяма, така че големите увеличения всъщност бяха илюзорни. Интересно е, че теоретичните изчисления на лещи и окуляр са били вече добре разработени дотогава (Biker, Kepler, Euler, Huygens и много други), въпреки това са наблюдавани значителни трудности, по-специално центрирането на лещите беше трудно постижимо.

microscopists - влюбените направиха много интересни и важни открития. Те трябва да включват известния Антон Ван Левенгук - търговски търговец. Наблюденията на Антон Ван Левенгук бяха толкова систематични и многостранни, че днес те трябва да се превърнат в научните изследвания, започнали науката за микроскопичните организми. Левенгук запази наблюденията си в продължение на 50 години и ги докладва на Лондонското кралско общество в кореспонденция. Впоследствие писмата са отпечатани от Левенгук в отделна книга „Тайните на природата“ (1696 г.), а самият автор още през 1680 г. е избран за член на Кралското общество.

Произведенията на Левенгук привлякоха сериозно внимание на съвременниците, тъй като те са ценен принос за науката и дават мощен тласък на по-нататъшни изследвания. Левенгук използва двойно изпъкнали лещи, които самият той полира и вмъква в плочите. Тези лупи („обикновен микроскоп“ или пърхот) едва достигнаха размера на щифтова глава, използването им изискваше значително изкуство и отлична визия.

Левенгук постигна толкова големи увеличения, че дори можеше да види червени кръвни клетки (диаметърът им при хората е 7-8 микрона, тоест 0,007 милиметра). Най-известното беше откриването на микроскопични същества, които той нарече реснички (от думата Infusum, което на латински означава "инфузия").

Откритието на Левенгук привлече вниманието не само на тогавашните учени, но и на цялото културно общество. Много аматьори бяха толкова сериозно ангажирани с микроскопични наблюдения, че самите те направиха редица важни открития, които влязоха в науката. Особено популярни бяха илюстрираните книги на адвоката Мартин Ледермюлер (1719-1769). Една от книгите има отличително заглавие: „Микроскопична забава за очите и душата“ (1762). Такива самодейни изследователи, без да си поставят конкретна цел, описаха голямо разнообразие от обекти. Те донесоха големи ползи, обогатявайки науката с информация за долната форма на живите същества. От голям интерес тези наблюдения разпространиха микроскопични изследвания.

Наред с А. Левенгук, трябва да се споменат такива фамилни имена като М. Малпиги (1671-1675), Свамердам (1737), K.F. Вълк (1749-1769). Те поставиха основата на научната микроскопия и предизвикаха интерес към тази област на познанието и затова заслужават голямо уважение. Още през XVIII век. много изтъкнати учени разбраха, че браншът на микроскопичните изследвания е сложен именно поради своята оригиналност и специфичност на неговите образи. Намираме интересни мисли по този въпрос от един от италианските натуралисти от 18 век. - Феликс Фонтана (1723-1805). Той отбеляза, че всеки може да гледа през микроскоп, но единиците могат да опишат това, което виждат (1781). Тези дълбоки думи все още остават уместни. Ф. Фонтан конкретно посочва, че всички наши мисли за различни обекти са базирани на сравнения и сравнения, но тъй като микровълният свят е абсолютно разнообразен, е доста опасно да се използват идеите, получени от наблюдения на макрокосмоса, още повече, че „картината, отворена от микроскопа, може да бъде подходяща едновременно към различни теми. " Тези твърдения са поставени в специален раздел на книгата на Ф. Фонтан, озаглавен „За микроскопичните грешки, които се появяват по време на микроскопични наблюдения“. В процеса на микроскопично изследване на организмите бяха установени фактите за много грешки. Дори в основния въпрос за естеството и структурата на клетката срещаме много противоречия. Възниква въпросът: това не зависи от несъвършенството на микроскопичната технология и нейния недостатъчно бърз напредък. Това обаче не е напълно вярно. Оказва се, че микроскопът - основният инструмент за изследване - почти не ограничава биологичните наблюдения.

В по-голямата част от случаите оптичните устройства предоставят големи възможности за употреба..