تاریخچه میکروسکوپ

در روزگاران قدیم، کوچکترین موجودات زنده ای که مردم می شناختند آن هایی بودند که به زحمت با چشم دیده می شدند. ولی آیا ممکن بود موجوداتی هم باشند که با چشم دیده نشوند؟ اگر با چشم دیده نمی شدند، با چه وسیله ای ممکن بود آن ها را دید؟ البته در آن زمان هم مردم با وسایلی می توانستند کاری کنند که ذرات خیلی کوچک، بزرگتر از آنچه بودند نشان داده شوند. مثلاً بعضی از مردم متوجه شده بودند که اگر از میان شیشه ای که سطح آن منحنی باشد به ذرات خیلی کوچک نگاه کنند، آن ها بزرگتر از آنچه هستند به نظر می آیند.

در حدود سال ۱۶۵۰ میلادی دانشمندان با این شیشه های منحنی به چیزهای خیلی کوچک نگاه کردند و به دقت به بررسی آن ها پرداختند. اسم این شیشه ها را، که سطح منحنی داشتند، عدسی گذاشتند. زیرا شکل آن ها مثل دانه های عدس بود. معمولاً برای اینکه به چیز های بسیار کوچک نگاه کنند، بیش از یک عدسی به کار می بردند و عدسی ها را در دو انتهای یک لوله ی فلزی جا می دادند. اسم ین لوله را، با عدسی هایی که درون آن بود، میکروسکوپ گذاشتند.

میکروسکوپ از دو واژه ی یونانی “میکرو” به معنی کوچک و “اسکوپ” به معنی دیدن، گرفته شده است. بنابراین میکروسکوپ یعنی دیدن ذرات کوچک. یکی از موجودات کوچک زنده که دانشمندان بیش از همه آن را مورد مطالعه قرار دادند، کک بود.

قبل از اختراع میکروسکوپ در اواسط قرن هفدهم، مشاهده ی سلول مقدور نبود، زیرا سلول واحد بسیار کوچکی است که با چشم غیر مسلح، قابل رویت نیست. روبرت هوک اول بار در سال ۱۶۶۵ زیر میکروسکوپ ابتدایی که خود ساخته بود، سلول های مرده را در برش های چوب پنبه مشاهده کرد. این سلول های تو خالی و متصل به هم، شکل لانه ی زنبور داشتند و هوک آن ها را “سلول” نامید که در زبان لاتین مفهوم اتاق کوچک دارد.

میکروسکوپ روبرت هوک

آنتونی وان لیوون هوک

میکروسکوپ لیون هوک

چند سال بعد، طبیعت شناسی به نام آنتونی وان لیوون هوک سلول های زنده را، در قطره های آبی که از برکه برداشته بود، زیر میکروسکوپ مشاهده کرد و آن ها را جانوران کوچک نامید. او چند نمونه ی خشک شده خود را بین سال های ۱۶۷۴ و ۱۶۸۷ به فرهنگستان سلطنتی لندن فرستاد. لیوون هوک توانست ۴۱۹ میکروسکوپ و عدسی بسازد. او هر بار که عدسی یا میکروسکوپ بهتری می ساخت، می توانست میکروارگانیسم های کوچکتری را ببیند.

لیوون هوک در سال ۱۶۸۳ میلادی، عدسی دیگری ساخت که می توانست ذرات خیلی خیلی کوچک را نشان دهد. وی فکر می کرد که این ذرات خیلی کوچک باید موجودات زنده ای باشند. ولی آن ها به قدری کوچک بودند که فقط مثل نقطه ها و میله های کوچکی به نظر می آمدند. او نمی توانست عدسی دیگری بسازد که آن قدر قوی باشد که بتواند آن ها را واضح نشان دهد. این بود که ناچار مطالعه ی آن ها را رها کرد.

بعدها این ذرات کوچک را که او نخستین بار دید، باکتری نامیدند. باکتری از واژه ای یونانی به معنی میله ی کوچک گرفته شده است. لیوون هوک نخستین کسی بود که میکروب ها را دید، و تا صد سال بعد هیچ کس دیگری پیدا نشد که بتواند کاری بهتر از او انجام دهد. سر انجام، در سال های دهه ۱۷۸۰ میلادی، اوتوفریدریک مولر، زیست‌شناس دانمارکی ترتیبی داد که میکروب ها اندکی واضحتر نشان داده شوند. او نخستین کسی بود که تلاش کرد تا باکتری ها را برحسب شکل های متفاوت، به گروه های مختلف تقسیم کند.

عدسی‌ها برای اینکه چیز ها را بزرگتر از آنچه هستند نشان دهند پرتوهای نور را می‌شکنند، ولی همه رنگ های نور را به یک اندازه نمی‌شکنند. نور معمولی ترکیبی از چندین رنگ است. در آن زمان، وقتی که میکروسکوپ‌ها را طوری میزان می کردند که ذرات کوچک را به یکی از این چند رنگ بطور واضح نشان دهند، رنگ های دیگر مبهم می شدند. برای همین باکتری‌هایی که زیر میکروسکوپ دیده می شدند مبهم به نظر می آمدند و مثل این بود که کُرک رنگینی دورشان را گرفته باشد. ولی در سال ۱۸۳۰ میلادی،جوزف جکسون لیستر، عینکساز انگلیسی که سر و کارش با ساختن عدسی بود، دو نوع عدسی را با هم ترکیب کرد که هر یک از آن ها رنگ ها را به نحو متفاوتی می شکست. هر تاثیری که یک عدسی در رنگ ها داشت، عدسی دیگر عکس آن تاثیر را داشت، چنانکه یک عدسی تاثیر های نامساعد عدسی دیگر را خنثی می کرد. به این ترتیب، ترکیب این دو نوع عدسی با یکدیگر سبب می شد که چیز های کوچک به رنگ اصلی خود و بطور واضح نشان داده شوند. با بهبود روش های میکروسکوپی، دانشمندان توانستند بافت های گوناگون را بررسی کنند.

اختراع میکروسکوپ تحول بزرگی در علم زیست شناسی بوجود آورد. با به کارگیری این ابزار قوی، بشر توانست ذراتی را که با چشم دیده نمی شوند مشاهده کند: یک سلول جانوری را در نظر بگیرید که قطر متوسط آن بین ۱۰ تا ۲۰ میکرون است، این سلول ۵۰ بار کوچکتر از ریزترین جسم قابل روییت با چشم غیر مسلح است. بنابراین تنها با اختراع میکروسوپ نوری بود که آدمی توانست سلول را ببیند.

بعد از گذشت چند قرن، میکروسکوپ همچنان نقش مهمی در پژوهش های زیستی ایفا می کند و در سال های اخیر تحولات شگرفی در بهبود کیفیت آن صورت گرفته است. یکی از عمده‌ترین پیشرفت‌ها در ساخت میکروسکوپ، اختراع نوع الکترونی آن در دهه ۱۹۴۰ بود که امکان مشاهده ی ذرات و اندامک های درون سلولی را بهتر از گذشته فراهم کرد. امروزه میکروسکوپ نه تنها جهت بررسی شکل و ساختار نمونه های زیستی مورد استفاده قرار می گیرد، بلکه در تعیین ارتباط بین ساختارهای تشکیل دهنده ی سلول و فعالیت های گوناگون آن ها نیز نقش به سزایی ایفا می کند.