A Origem e Evolução do Microscópio

 

            No tempo de Aristóteles se sabia que muitos seres vivos eram formados por órgãos. Mas era totalmente desconhecida a existência das células como componentes daqueles órgãos. A principal razão para esse "desconhecimento" era o fato de não existirem, ainda, meios que permitissem a visualização de objetos de dimensões tão pequenas.

             No final do séc. XVI, Galileu criou o telescópio usando um tubo e duas lentes convexas (1609). Com o telescópio foi possivel estudar os céus e a evolução do conhecimento acerca destes. Galileu descobriu que se dispusesse duas lentes num tubo obteria um aparelho que, olhando de uma das extremidades, permitia a visualização pormenorizada de objetos distantes. O mesmo aparelho, quando olhado pelo extremo oposto, permitia visualizar objetos pequenos, invisíveis a olho nu – o microscópio. Neste momento se estabelece uma transição do imensamente grande, para o infinitamente pequeno.

            Com a Revolução Industrial, o avanço da tecnologia e a “revolução científica” começou-se a atribuir um maior valor à experimentação, o que motivou a construção e o aperfeiçoamento de vários instrumentos de laboratório, entre eles o microscópio.

            O exemplo do microscópio serve também para ilustrar que a investigação científica não é uma atividade neutra, que se desenvolve isolada da sociedade, mas sim uma atividade intimamente ligada e influenciada por várias características da sociedade tais como a cultura, a política ou a época em questão.

            Em 1590, os irmãos holandeses Francis e Zacharias Janssens, construiram o primeiro microscópio óptico composto.

            Em 1665, o inglês Robert Hooke, publicou os resultados das suas investigações, realizadas para a Royal Society de Londres, no livro“Micrographia”. Hooke fabricou um microscópio óptico composto muito mais aperfeiçoado em relação ao de Jansen e examinou um pedaço de cortiça. Nela observou numerosas cavidades microscópicas, às quais chamou “poros” ou “células” e que lembram a disposição de um favo de mel.

            Na descrição feita por Hooke sobre o que observou, ele utiliza pela primeira vez o termo “célula” – pequena cela – para designar as pequenas cavidades que observava na cortiça.

            No início do século XVII, os microscópios compostos já eram comuns na Europa. No entanto, produziam imagens de péssima qualidade devido à aberrações cromáticas produzidas pelas lentes. Assim, muitos investigadores preferiam usar microscópios simples, com apenas uma lente.

            Antony van Leeuwenhoek (1632-1723) foi um cientista sem formação universitária, mas que fez algumas das mais importantes descobertas na história da biologia. Em 1668 aprendeu a polir lentes, e fez assim o seu primeiro microscópio. Após algumas experiências com microscópios compostos, abandonou o seu uso uma vez que não era possível uma ampliação superior à 20 ou 30 vezes. A sua perícia no polimento de lentes permitiu-lhe construir um microscópio óptico simples (apenas com uma lente de boa qualidade) que ampliava mais de 200 vezes. Foi assim que se tornou um pioneiro na observação de diferentes espécies microscópicas: protistas, algas e bactérias, as quais desenhou e enviou à Royal Society de Londres.

            Os seus microscópios eram individualmente feitos para cada amostra e alguns dos seus “infinitamente pequenos” pedaços eram observados com uma ampliação de cerca de 300 vezes. O microscópio de Hooke, apesar de composto (com uma lente ocular e uma objetiva) tinha apenas um poder ampliador de 30 vezes.

            Apesar do microscópio de Leeuwenhoek ter capacidade de ampliar mais de 200 vezes, os conhecimentos científicos da época relativos à microrganismos ainda eram muito rudimentares. Assim, estabeleciam-se algumas analogias com a anatomia humana, pois esta era  bem conhecida. Além disso, os cientistas encontravam-se sob pressão da religião, e mesmo quando faziam descobertas que iam contra noções bíblicas tinham receio de serem condenados e ridicularizados.

            Acompanhando o desenvolvimento da mecânica em meados de século XVIII, Cuff passa do uso da madeira e couro para o metal, e reúne pela primeira vez num instrumento a focalização por parafuso, platina para amostras, espelho para luz transmitida e reflectida, que permitem equivalência com a disposição moderna.

            Após estas primeiras descobertas, os estudos microscópicos progrediram muito pouco, e nos duzentos anos seguintes, nenhuma descoberta importante foi feita.

            A partir de 1830, começou a se produzir lentes acromáticas, que não dão origem a aberrações. Este progresso culminou com a invenção, pelo físico alemão Ernest Abbé, do microscópio acromático com condensador, praticamente idêntico aos utilizados atualmente.

            A hipótese de que todos os seres vivos são constituídos por células foi crescendo lenta e gradualmente, à medida que iam sendo aperfeiçoadas as lentes e os microscópios, que permitiram observações mais precisas da estrutura interna dos seres vivos. O aparecimento do microscópio permitiu também o nascimento de um nova ciência: a citologia.

            A citologia é a ciência que estuda a célula que só foi possível conhecer depois do aparecimento do microscópio.

            Em 1930, V. Zworkin inventa o microscópio eletrônico. O seu uso revelou a ultra-estrutura celular, permitindo aumentar ainda mais o objeto da biologia. No microscópio eletrônico a luz é substituída por um feixe de eletróns que se propaga no vácuo. Este microscópio não utiliza elementos ópticos, mas lentes eletrostáticas ou magnéticas,  que resultam numa ampliação e num poder de resolução muito maior.

             O microscópio de fluorescência baseia-se na propriedade de certas substâncias que absorvem luz de determinado comprimento de onda e emitam luz de um c. d. o. superior: substâncias com propriedades fluorescentes. A clorofila é uma substância fluorescente quando iluminada com luz U.V.

            O microscópio de contraste de fase tem, associado ao condensador, um diafragma especial que faz com que a luz passe apenas por certas zonas. Deste modo, mesmo que o material biológico seja muito fino é possível observar a imagem pretendida, pois o contraste é muito superior.

            O microscópio óptico de fundo escuro tem associado um diafragma opaco na zona central. A luz passa por aberturas laterais que formam uma coroa circular. O objeto aparece brilhante num fundo escuro. Promove um elevado contraste entre o objeto e o fundo.

            O microscópio confocal permite visualizar imagens de diferentes planos do objeto e faz a sua sobreposição. Deste modo, possibilita a criação de imagens tridimensionais. Funciona com raios laser que visualizam um único plano de cada vez, de modo a não haver sobreposição de imagens

            O microscópio de varredura permite obter imagens de 3 dimensões. Outro nome é microscópio de scanning. O material é recoberto de ouro ou ouro e paládio. Um feixe de eletróns é emitido e bate no  material que está revestido. Em vez dos eletróns penetrarem no material, são refletidos. O microscópio tem um detector que recebe os eletróns e cria a imagem.