Мікроскоп. Розвиток мікроскопії. Відкриття клітини.

Гістологія як самостійна наука виділилася на початку XIX століття. Передісторію гістології склали результати численних макроскопічних (візуальних) досліджень складових частин різних тварин і рослинних організмів. Вирішальне значення для становлення гістології як науки про будову тканин мало винахід мікроскопа, перші зразки якого були створені на початку XVII століття (Г. і 3. Янсени, Г. Галілей та ін.) Одне з найбільш ранніх наукових досліджень за допомогою мікроскопа власної конструкції провів англійський вчений Роберт Гук (1635-1703). Він вивчав мікроскопічну будову багатьох предметів. Всі вивчені об’єкти Р. Гук описав у книзі “мікрографії або деякі фізіологічні описи найменших тіл, виконані за допомогою збільшувальних стекол …”, виданої в 1665 р. Зі своїх спостережень Р. Гук зробив висновок про широке поширення пухирчастих клітин, або осередків, в рослинних об’єктах і вперше запропонував термін “клітина”.

У 1671 р. англійський вчений Н. Грю (1641-1712) в своїй книзі “Анатомія рослин” писав про клітинному будові як про загальне принципі організації рослинних організмів. Н. Грю вперше ввів у вживання термін “тканина” для позначення рослинної маси, оскільки остання нагадувала за своєю мікроскопічною конструкції тканини одягу. У тому ж році італієць Дж. Мальпігі (1628-1694) дав систематичний і детальний опис пористого (клітинного) будови різних рослин. Надалі поступово накопичувалися факти, що свідчать про те, що не тільки рослинні, а й тваринні організми складаються з клітин. У другій половині XVII століття А. Левенгук (1632-1723) відкрив світ мікроскопічних тварин і вперше описав червоні кров’яні тільця і ​​чоловічі статеві клітини.

Протягом всього XVIII століття відбувалося поступове накопичення фактів про клітинному будову рослин і тварин. Клітини тварин тканин детально досліджували і описали чеський учений Ян Пуркіньє (1787-1869) та його учні на початку XIX століття.
мікроскоп

Велике значення для розвитку знань про мікроскопічну будову організмів мало подальше удосконалення мікроскопів. У XVIII столітті мікроскопи проводилися вже у великій кількості. До Росії вони вперше були привезені з Голландії Петром I. Пізніше при Академії наук в Петербурзі була організована майстерня з виготовлення мікроскопів. Для розвитку мікроскопії в Росії багато що зробив М.В. Ломоносов, який запропонував ряд технічних удосконалень конструкції мікроскопа і його оптичної системи. Друга половина XIX століття знаменна бурхливим вдосконаленням мікроскопічної техніки. Були створені нові конструкції мікроскопів, і, завдяки винаходу іммерсійних об’єктивів (водна іммерсія стала застосовуватися з 1850 р., масляна – з 1878 р.), роздільна здатність оптичних приладів збільшилася в десятки разів. Паралельно з удосконаленням мікроскопа розвивалася і техніка приготування мікроскопічних препаратів.

Якщо раніше об’єкти досліджували під мікроскопом відразу після їх виділення з рослин або тварин без будь-якої попередньої підготовки, то тепер стали вдаватися до різноманітних методів їх обробки, які дозволяли зберігати структуру біологічних об’єктів. Були запропоновані різні способи фіксації матеріалу. В якості фіксуючих засобів знайшли застосування хромова, пікринова, осмієва, оцтова та інші кислоти, а також їх суміші. Простий і в багатьох випадках незамінний фіксатор – формалін – вперше був застосований для фіксації біологічних об’єктів в 1893 р.

Виготовлення препаратів, придатних для дослідження в світлі, стало можливим після розробки методів заливки шматочків в щільні середовища, що полегшувало отримання тонких зрізів. Винахід спеціальних конструкцій для різання – мікротомів – в лабораторії Я. Пуркіньє значно поліпшило техніку виготовлення гістологічних препаратів. У Росії перший мікротом сконструював київський гістолог П.І. Перемежко. Для посилення контрастності структур стали вдаватися до фарбування зрізів різними барвниками. Першим гістологічним барвником, забарвлює ядра клітин, що знайшли широке застосування (починаючи з 1858 р.), був кармін. Інший ядерний барвник – гематоксилін – став застосовуватися з 1865 р., проте довгий час його властивості не були оцінені повною мірою. До другої половини XIX століття вже вживали анілінові барвники, були розроблені метод імпрегнації тканин нітратом срібла (К. Гольджі, 1873) та фарбування нервової тканини метиленовим синім (А.С. Догель, А.Е. Смирнов, 1887).

Завдяки фіксації біологічного матеріалу та отримання з нього найтонших забарвлених зрізів дослідники кінця XIX століття мали можливість значно глибше проникнути в таємниці будови тканин і клітин, на основі чого був зроблений ряд найбільших відкриттів. Так, в 1833 р. Р. Браун відкрив постійний компонент клітини – ядро. У 1861 р. М. Шультц затвердив погляд на клітку, як на “грудочку протоплазми з лежачим усередині нього ядром”. Головними складовими частинами клітини стали вважати ядро ​​і цитоплазму. У 70-х роках XIX століття групою дослідників одночасно і незалежно один від одного був відкритий непрямий спосіб поділу клітин – каріокінезом, або мітоз. У роботах І.Д. Чистякова (1874), О. Бючлі (1875), Е. Страсбургер (1875), В. Майзеля (1875), П.І. Перемежко (1878), В. Шлейхера (1878), В. Флеммінга (1879) і ін були описані і проілюстровані всі стадії непрямого клітинного ділення. Це відкриття мало велике значення для розвитку знань про клітину. Воно послужило також основою для більш глибокого вивчення такого важливого біологічного процесу як запліднення. Вивчення мітозу і запліднення привернуло особливу увагу дослідників до ядра клітини і з’ясування його значення в процесі передачі спадкових властивостей. У 1884 р. О. Гер-твіг і Е. Страсбургер незалежно один від одного висловили гіпотезу про те, що хроматин є матеріальним носієм спадковості.

Об’єктом пильної уваги вчених стали хромосоми. Поряд з вивченням ядра клітини, ретельному аналізу була піддана і цитоплазма.

Успіхи мікроскопічної техніки зумовили відкриття в цитоплазмі органел – постійних і високодиференційованих її елементів, що мають певну будову і виконують життєво важливі для клітини функції. У 1875-76 рр.. німецьким біологом О. Гертвігом і бельгійським вченим Ван-Бенеденом був відкритий клітинний центр, або центросома; а в 1898 р. італійським вченим К. Гольджі – внутрішньоклітинний сітчастий апарат (комплекс Гольджі). У 1897 р. К. Бенда – у тваринних клітинах, а в 1904 р. – Ф. Мевес – в рослинних клітинах описали хондріосоми, які пізніше стали називатися мітохондріями.

Таким чином, до кінця XIX століття на основі успішного розвитку мікроскопічної техніки і аналізу даних про мікроскопічну будову клітини був накопичений колосальний фактичний матеріал, що дозволив виявити ряд найважливіших закономірностей у будові і розвитку клітин і тканин. В цей час вчення про клітину виділилося в самостійну біологічну науку – цитологію.

Comments are closed.