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微生物学:从显微镜说起

(欢迎关注公众号i3microorganism,了解更多微生物)

谁最先发明显微镜?谁最先提出cell这个词?谁最先观察到细菌?

能“显至微之物,而使之光明较著也”,显微镜的改造和使用打开了微生物学的新世界大门。

显微镜可追溯到荷兰眼镜制造商Zacharias Janssen及其父亲Hans Janssen,大约在16世纪末(1590s),他们将两个放大镜放在了一个镜筒中,通过伸缩调整,可以达到聚焦,放大倍数为3-10倍,这是最早的复式显微镜雏形,也称跳蚤镜。

 

詹森复式显微镜,1841年复刻版(网络图)

 

显微镜发展具有重要贡献的第二个人是Robert Hooke (罗伯特·胡克,1635–1703),他是一位著名的实验物理学家、发明家和科学家,也有人称之为当时世界上最好的机械师,胡克定律就是他提出来的。Hooke极其勤奋,沉浸实验不爱游玩,把家当做实验室,是当时皇家学会的主要实验师和实验主任。Hooke喜欢写日记,因此其人其事能从日记中得以窥视。

Hook网传照片,本人画像全部遗失

Hooke最重要的一个贡献是撰写了《Micrographia》(显微图谱,1665年),这也是英国皇家学会历史上第一部影响最为广泛的著作。《Micrographia》记录了很多动物、植物和矿物的显微结构图片,在书中第一次使用了Cell这个词。其在观察软木塞截片时发现有许多小的“密闭房间”,命名为Cell,后来证实并非真正的细胞,而是细胞死后留下的细胞壁。

左图为Hooke使用显微镜示意图,右图为软木塞切片图,摘自《Micrographia》

原文:in that these pores, or cells, were not very deep, butconsisted of a great many little Boxes, separated out of one continued longpore, by certain Diaphragms, as is visible by the Figure B, which represents asight of those pores split the long-ways.

 

Antoni van Leeuwenhoek(列文虎克,1632–1723),后人称之为显微镜之父。van Leeuwenhoek出生于上层中产阶级家庭,后来父亲和继父相继去世,16岁在亚麻布制品店当了学徒,6年后回到老家直至终老,家乡稳定的生活给了他充足的经济和时间,让其在微观世界中徜徉。van Leeuwenhoek是《Micrographia》的超级崇拜者,一生制作显微镜数百种,最好的显微镜放大倍数约300倍,首次观察、描述和绘制了诸如原生动物和细菌这样的单细胞生物,以及狗和人类的精子。通过友人Reinier de Graaf与英国皇家学会建立联系,一生给皇家学会写了250多封通信。基于其杰出的贡献,1680年,列文虎克成为英国皇家学会会员。

Antoni van Leeuwenhoek

由于van Leeuwenhoek商人出生,其显微镜的制作方法相当保密,至今也无人能再现其精湛手艺;没有科学基础的van Leeuwenhoek理论水平确实欠缺,微生物学仅仅被打开了一扇窗,在理论上并无实质性进展,让人意想不到的是,此后微生物学还将继续沉睡150年。(注:微生物领域有个SCI期刊叫《Antonie van Leeuwenhoek》,发表微生物学的基础和应用研究,影响因子2.674,审稿速度也不错,可以关注一下奥)

列文虎克是一名真正的科研业余爱好者,即我们所谓的"民科",网上常说"小丑在殿堂,大师在流浪",真正的大师,一定会发光。作为科研工作者,这种畸形语录,我想不应该出自我们之口。

左图为列文虎克研制的显微镜,右上图为狗和精子绘图,右下图为微生物绘图

 

牛顿在与Hooke的信件中有句名言:如果我比别人看得更远的话,那也是因为我站在巨人的肩膀上。事实上,Hooke个头不高甚至有些驼背。Hooke在很早也提出所有天体之间都有引力,与牛顿的通信中也提到引力大小与距离平方成反比(也仅限于定性推测,Hooke善于动手,但数学等理论功底略显逊色)。如今提起万有引力,谁还会想起早已销声匿迹的Hook呢?

吃瓜的我们应该能看到学术中首创权的重要性,学术研究与NBA比赛一样,多少年以后,当我们回首2015-2016赛季的总决赛时,73胜的勇士也只能当个背景板。

参考资料

1. 显微镜的发展历史. https://www.visioneng.com.cn/resources/history-of-the-microscope

2. Houtzager H.L. (1983). Antonie van Leeuwenhoek. European Journal of Obstetrics & Gynecology, 15(3),199-203.

3. Shapin S. (1989). Who was Robert Hooke? 

4. 徐姝静 (2019). 探秘微观世界. 创新世界周刊.

5. Hooke R. (2003). Micrographia: or somephysiological descriptions of minute bodies made by magnifying glasses, withobservations and inquiries thereupon. Courier Corporation.

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