Histoloģija gadā radās neatkarīga zinātne XIX sākums gadsimtā. Histoloģijas aizvēsture bija daudzu dažādu dzīvnieku un augu organismu sastāvdaļu makroskopisku (vizuālu) pētījumu rezultāti. Izšķiroša nozīme histoloģijas kā zinātnes par audu uzbūvi attīstībā bija mikroskopa izgudrojumam, kura pirmie paraugi tika izveidoti 17. gadsimta sākumā (G. un Z. Jansens, G. Galilejs u.c. citi). Vienu no agrākajiem zinātniskajiem pētījumiem, izmantojot paša izstrādātu mikroskopu, veica angļu zinātnieks Roberts Huks (1635-1703). Viņš pētīja daudzu objektu mikroskopisko struktūru. R. Huks visus pētītos objektus aprakstīja 1665. gadā izdotajā grāmatā "Mikrogrāfija vai daži mazāko ķermeņu fizioloģiski apraksti, kas izgatavoti ar palielināmo stiklu palīdzību...". No saviem novērojumiem R. Huks secināja, ka burbuļveida šūnas , vai šūnas, ir plaši izplatītas augu objektos un vispirms ierosināja terminu "šūna".
1671. gadā angļu zinātnieks N. Grū (1641-1712) savā grāmatā " augu anatomija"Rakstīja par šūnu struktūru kā vispārēju augu organismu organizācijas principu. N. Grū vispirms ieviesa terminu "audums", lai apzīmētu augu masu, jo pēdējais savā mikroskopiskajā dizainā atgādināja apģērba audumus. Tajā pašā gadā Itālijas J. Malpighi (1628- 1694) sniedza sistemātisku un Detalizēts apraksts dažādu augu šūnu (šūnu) struktūra. Nākotnē pamazām krājās fakti, kas liecināja, ka ne tikai augu, bet arī dzīvnieku organismi sastāv no šūnām. 17. gadsimta otrajā pusē A. Lēvenhuks (1632-1723) atklāja mikroskopisko dzīvnieku pasauli un pirmo reizi aprakstīja sarkanās asins šūnas un vīriešu dzimuma šūnas.
Visā 18. gadsimtā pakāpeniski uzkrājās fakti par augu un dzīvnieku šūnu struktūru. Dzīvnieku audu šūnas 19. gadsimta sākumā pētīja un detalizēti aprakstīja čehu zinātnieks Jans Purkinija (1787-1869) un viņa skolēni.
Liela nozīme zināšanu attīstībā par organismu mikroskopiskā struktūra ir vēl vairāk uzlabojis mikroskopus. 18. gadsimtā mikroskopus jau ražoja lielā skaitā. Vispirms uz Krieviju no Holandes tos atveda Pēteris I. Vēlāk Zinātņu akadēmijā Sanktpēterburgā tika organizēts mikroskopu izgatavošanas seminārs. M.V. daudz darīja mikroskopijas attīstībā Krievijā. Lomonosovs, kurš ierosināja vairākus tehniskus uzlabojumus mikroskopa un tā optiskās sistēmas dizainā. 19. gadsimta otrā puse ir ievērojama ar strauju mikroskopisko tehnoloģiju pilnveidošanos. Tika radīti jauni mikroskopu dizaini, un, pateicoties iegremdējamo lēcu izgudrojumam (ūdens iegremdēšanu sāka izmantot no 1850. gada, eļļas imersiju - no 1878. gada), optisko instrumentu izšķirtspēja palielinājās desmitkārtīgi. Paralēli mikroskopa pilnveidošanai attīstījās arī mikroskopisko preparātu sagatavošanas tehnika.
Ja agrāk objekti, kas tiek pārbaudīti mikroskopā tūlīt pēc izolēšanas no augiem vai dzīvniekiem bez iepriekšējas sagatavošanās, tagad viņi sāka ķerties pie dažādām to apstrādes metodēm, kas ļāva saglabāt bioloģisko objektu struktūru. Tika ieteikts Dažādi ceļi materiāla fiksācija. Kā fiksējošās vielas izmantotas hromskābes, pikrīnskābes, osmiskās, etiķskābes un citas skābes, kā arī to maisījumi. Vienkāršs un daudzos gadījumos neaizstājams fiksators - formalīns - pirmo reizi tika izmantots bioloģisko objektu fiksēšanai 1893. gadā.
Zāļu ražošana, piemērota pārbaudei caurlaidīgā gaismā, kļuva iespējama pēc tam, kad tika izstrādātas metodes gabalu ieliešanai blīvā vidē, kas atviegloja plānu griezumu iegūšanu. Speciālo griešanai paredzēto konstrukciju - mikrotomu - izgudrojums J. Purkinsa laboratorijā būtiski uzlaboja ražošanas tehniku. histoloģiskie preparāti. Krievijā pirmo mikrotomu uzbūvēja Kijevas histologs P.I. Peremežko. Lai uzlabotu konstrukciju kontrastu, sekcijas sāka krāsot ar dažādām krāsvielām. Karmīns bija pirmā histoloģiskā krāsviela, kas iekrāsoja šūnu kodolus un tika plaši izmantota (sākot ar 1858. gadu). Kopš 1865. gada tiek izmantota cita kodolkrāsviela - hematoksilīns, taču ilgu laiku tās īpašības netika pilnībā novērtētas. 19. gadsimta otrajā pusē jau tika izmantotas anilīna krāsvielas, tika izstrādāta metode audumu impregnēšanai ar sudraba nitrātu (K. Golgi, 1873) un krāsošanai. nervu audi metilēnzilais (A.S. Dogel, A.E. Smirnov, 1887).
Sakarā ar bioloģiskā materiāla fiksāciju un iegūstot no tā plānākos krāsainos griezumus, 19. gadsimta beigu pētniekiem bija iespēja daudz dziļāk iekļūt audu un šūnu uzbūves noslēpumos, uz kuru pamata virkne lielākie atklājumi. Tātad 1833. gadā R. Brauns atklāja pastāvīgu šūnas sastāvdaļu – kodolu. 1861. gadā M. Šulce apstiprināja uzskatu, ka šūna ir "protoplazmas kamols ar kodolu, kas atrodas tās iekšpusē". Galvenā sastāvdaļasšūnas sāka skaitīt kodolu un citoplazmu. XIX gadsimta 70. gados pētnieku grupa vienlaikus un neatkarīgi atklāja netiešu šūnu dalīšanās metodi - kariokinēzi jeb mitozi. Darbos I.D. Čistjakovs (1874), O. Buchli (1875), E. Strasburgers (1875), V. Meisels (1875), P.I. Peremežko (1878), V. Šleihers (1878), V. Flemmings (1879) un citi aprakstīja un ilustrēja visus netiešās šūnu dalīšanās posmus. Šis atklājums bija liela nozīme attīstīt zināšanas par šūnu. Tas arī kalpoja par pamatu tāda svarīga bioloģiskā procesa kā apaugļošanās dziļākai izpētei. Mitozes un apaugļošanās izpēte īpašu pētnieku uzmanību pievērsa šūnas kodolam un tā nozīmes noskaidrošanai iedzimto īpašību pārneses procesā. 1884. gadā O. Gertvigs un E. Strasburgers neatkarīgi izvirzīja hipotēzi, ka hromatīns ir materiālais iedzimtības nesējs.
Zinātnieku uzmanības objekts ir hromosomas. Līdztekus šūnu kodola izpētei tika veikta arī rūpīga citoplazmas analīze.
Mikroskopisko tehnoloģiju attīstība ir novedusi pie organellu atvēršana citoplazmā- tā pastāvīgie un ļoti diferencētie elementi, kuriem ir noteikta struktūra un kuri veic šūnai dzīvībai svarīgas funkcijas. 1875.-76.gadā. vācu biologs O. Hertvigs un beļģu zinātnieks Van Benedens atklāja šūnu centru jeb centrosomu; un 1898. gadā itāļu zinātnieks K. Golgi - intracelulārais retikulārais aparāts (Golgi komplekss). 1897. gadā K. Benda - dzīvnieku šūnās, bet 1904. gadā - F. Mewes - augu šūnās aprakstīja hondriosomas, kuras vēlāk kļuva pazīstamas kā mitohondriji.
Tādējādi līdz 19. gadsimta beigām, pamatojoties uz veiksmīgo mikroskopiskās tehnoloģijas attīstība un analizējot datus par šūnas mikroskopisko struktūru, tika uzkrāts kolosāls faktu materiāls, kas ļāva identificēt vairākus svarīgus šūnu un audu struktūras un attīstības modeļus. Šajā laikā šūnas doktrīna izcēlās neatkarīgā bioloģijas zinātnē - citoloģijā.
Tā ir zinātne par dzīvi. Šobrīd tas pārstāv dzīvās dabas zinātņu kopumu.
Bioloģija pēta visas dzīvības izpausmes: uzbūvi, funkcijas, attīstību un izcelsmi dzīvie organismi, to attiecības dabiskajās kopienās ar vidi un citiem dzīviem organismiem.
Kopš cilvēks sāka apzināties savu atšķirību no dzīvnieku pasaules, viņš sāka pētīt apkārtējo pasauli.
Sākumā no tā bija atkarīga viņa dzīvība. Primitīviem cilvēkiem bija jāzina, kurus dzīvos organismus var ēst, lietot kā zāles, apģērbu un mājokļu izgatavošanai un kuri no tiem ir indīgi vai bīstami.
Attīstoties civilizācijai, cilvēks varēja atļauties tādu greznību kā nodarboties ar zinātni izglītības nolūkos.
Pētījumi seno tautu kultūras liecināja, ka viņiem ir plašas zināšanas par augiem un dzīvniekiem un tās plaši izmantoja ikdienas dzīvē.
Mūsdienu bioloģija - komplekss zinātne, kam raksturīga dažādu bioloģisko disciplīnu, kā arī citu zinātņu - galvenokārt fizikas, ķīmijas un matemātikas - ideju un metožu savstarpēja iespiešanās.
Mūsdienu bioloģijas galvenie attīstības virzieni. Pašlaik bioloģijā nosacīti var izdalīt trīs virzienus.
Pirmkārt, tā ir klasiskā bioloģija. To pārstāv dabas zinātnieki, kas pēta dzīves daudzveidību dabu. Viņi objektīvi novēro un analizē visu, kas notiek savvaļas dabā, pēta dzīvos organismus un klasificē tos. Ir nepareizi uzskatīt, ka klasiskajā bioloģijā visi atklājumi jau ir izdarīti.
XX gadsimta otrajā pusē. ir aprakstītas ne tikai daudzas jaunas sugas, bet arī atklāti lieli taksoni, līdz pat karaļvalstīm (Pogonophores) un pat supervalstīm (Archaebacteria vai Archaea). Šie atklājumi piespieda zinātniekus no jauna aplūkot visu attīstības vēsture dzīvā daba, Īstiem dabaszinātniekiem daba ir vērtība pati par sevi. Katrs mūsu planētas stūris viņiem ir unikāls. Tāpēc viņi vienmēr ir starp tiem, kas akūti izjūt apdraudējumu apkārtējai dabai un aktīvi iestājas par to.
Otrs virziens ir evolūcijas bioloģija.
19. gadsimtā teorijas autors dabiskā izlaseČārlzs Darvins sāka kā parasts dabas pētnieks: viņš vāca, novēroja, aprakstīja, ceļoja, atklājot savvaļas dzīvnieku noslēpumus. Tomēr galvenais viņa rezultāts strādāt Kas viņu padarīja par slavenu zinātnieku, bija teorija, kas izskaidro organisko daudzveidību.
Šobrīd aktīvi turpinās dzīvo organismu evolūcijas izpēte. Ģenētikas un evolūcijas teorijas sintēze noveda pie tā sauktās sintētiskās evolūcijas teorijas radīšanas. Bet pat tagad joprojām ir daudz neatrisinātu jautājumu, uz kuriem evolūcijas zinātnieki meklē atbildes.
Izveidota 20. gadsimta sākumā. mūsu izcilais biologs Aleksandrs Ivanovičs Oparins, pirmā zinātniskā teorija par dzīvības izcelsmi bija tīri teorētiska. Šobrīd aktīvi eksperimentālie pētījumiŠīs problēmas novēršana un, pateicoties progresīvu fizikālo un ķīmisko metožu izmantošanai, jau ir veikti svarīgi atklājumi un mēs varam sagaidīt jaunus interesantus rezultātus.
Jauni atklājumi ļāva papildināt antropoģenēzes teoriju. Taču pāreja no dzīvnieku pasaules uz cilvēku joprojām ir viens no lielākajiem bioloģijas noslēpumiem.
Trešais virziens ir fizikālā un ķīmiskā bioloģija, kas pēta dzīvo objektu uzbūvi, izmantojot mūsdienu fizikālās un ķīmiskās metodes. Šī ir strauji augoša bioloģijas joma, kas ir svarīga gan teorētiskā, gan praktiskā ziņā. Ar pārliecību varam teikt, ka fizikālajā un ķīmiskajā bioloģijā mūs sagaida jauni atklājumi, kas ļaus mums atrisināt daudzas problēmas, ar kurām saskaras cilvēce.
Bioloģijas kā zinātnes attīstība. Mūsdienu bioloģija sakņojas senatnē un ir saistīta ar civilizācijas attīstību Vidusjūras valstīs. Mēs zinām daudzu izcilu zinātnieku vārdus, kuri veicināja bioloģijas attīstību. Nosauksim tikai dažus no tiem.
Hipokrāts (460 - ap 370 BC) sniedza pirmo salīdzinoši detalizētu cilvēka un dzīvnieku uzbūves aprakstu, norādīja uz vides un iedzimtības lomu slimību rašanās procesā. Viņš tiek uzskatīts par medicīnas dibinātāju.
Aristotelis (384-322 BC) sadalījās pasaulečetrās valstībās: nedzīvajā zemes, ūdens un gaisa pasaulē; augu pasaule; dzīvnieku pasaule un cilvēku pasaule. Viņš aprakstīja daudzus dzīvniekus, lika pamatus taksonomijai. Viņa sarakstītajos četros bioloģiskajos traktātos bija ietverta gandrīz visa līdz tam laikam zināmā informācija par dzīvniekiem. Aristoteļa nopelni ir tik lieli, ka viņš tiek uzskatīts par zooloģijas pamatlicēju.
Teofrasts (372-287 BC) pētīja augus. Viņš aprakstīja vairāk nekā 500 augu sugas, sniedza informāciju par daudzu no tiem uzbūvi un vairošanos, ieviesa daudzus botāniskos terminus. Viņš tiek uzskatīts par botānikas dibinātāju.
Gajs Plīnijs Vecākais (23-79) vāca informāciju par tajā laikā zināmajiem dzīviem organismiem un uzrakstīja 37 Dabas vēstures enciklopēdijas sējumus. Gandrīz līdz viduslaikiem šī enciklopēdija bija galvenais zināšanu avots par dabu.
Klaudijs Galēns savējā zinātniskie pētījumi plaši izmantotie zīdītāju preparāti. Viņš bija pirmais, kurš veica salīdzinošu cilvēka un pērtiķa anatomisko aprakstu. Studējis centrālo un perifēro nervu sistēma. Zinātnes vēsturnieki viņu uzskata par pēdējo lielo senatnes biologu.
Viduslaikos reliģija bija dominējošā ideoloģija. Tāpat kā citas zinātnes, arī bioloģija šajā periodā vēl nebija izveidojusies kā neatkarīga joma un pastāvēja vispārējā reliģisko un filozofisko uzskatu virzienā. Un, lai gan zināšanu uzkrāšana par dzīviem organismiem turpinājās, par bioloģiju kā zinātni tajā laikā var runāt tikai nosacīti.
Renesanse ir pārejas periods no viduslaiku kultūras uz jauno laiku kultūru. Tā laika fundamentālās sociāli ekonomiskās pārvērtības pavadīja jauni atklājumi zinātnē.
Zināmu ieguldījumu bioloģijas attīstībā sniedza šī laikmeta slavenākais zinātnieks Leonardo da Vinči (1452 - 1519).
Viņš pētīja putnu lidojumu, aprakstīja daudzus augus, kaulu savienošanas veidus locītavās, sirds darbību un acs vizuālo funkciju, cilvēku un dzīvnieku kaulu līdzību.
XV gadsimta otrajā pusē. dabaszinātnes sāk strauji attīstīties. To veicināja ģeogrāfiskie atklājumi, kas ļāva būtiski paplašināt informāciju par dzīvniekiem un augiem. Straujā zinātnisko zināšanu uzkrāšanās par dzīviem organismiem noveda pie bioloģijas sadalīšanas atsevišķās zinātnēs.
XVI-XVII gs. Botānika un zooloģija sāka strauji attīstīties.
Mikroskopa izgudrojums (17. gs. sākums) ļāva izpētīt augu un dzīvnieku mikroskopisko uzbūvi. Tika atklāti ar neapbruņotu aci neredzami mikroskopiski mazi dzīvi organismi, baktērijas un vienšūņi.
Lielu ieguldījumu bioloģijas attīstībā sniedza Karls Linnejs, kurš ierosināja dzīvnieku un augu klasifikācijas sistēmu,
Kārlis Maksimovičs Bērs (1792-1876) savos darbos formulēja galvenos homologo orgānu teorijas noteikumus un dīgļu līdzības likumu, kas lika embrioloģijas zinātniskos pamatus.
1808. gadā savā Zooloģijas filozofijā Žans Batists Lamarks izvirzīja jautājumu par evolūcijas transformāciju cēloņiem un mehānismiem un ieskicēja pirmo evolūcijas teoriju laikā.
Milzīgu lomu bioloģijas attīstībā spēlēja šūnu teorija, kas zinātniski apstiprināja dzīvās pasaules vienotību un kalpoja par vienu no priekšnoteikumiem Čārlza Darvina evolūcijas teorijas rašanās brīdim. Par šūnu teorijas autoriem tiek uzskatīti zoologs Teodors Ivanns (1818-1882) un botāniķis Matiass Jākobs Šleidens (1804-1881).
Pamatojoties uz daudziem novērojumiem, Čārlzs Darvins 1859. gadā publicēja savu galveno darbu “Par sugu izcelsmi ar dabiskās atlases līdzekļiem jeb labvēlīgo šķirņu saglabāšanu cīņā par dzīvību”, kurā formulēja galvenos teorijas nosacījumus. evolūcijas, ierosināja evolūcijas mehānismus un organismu evolucionāro transformāciju veidus.
19. gadsimtā Pateicoties Luija Pastēra (1822-1895), Roberta Koha (1843-1910), Iļjas Iļjiča Mečņikova darbiem, mikrobioloģija izveidojās kā neatkarīga zinātne.
20. gadsimts sākās ar Gregora Mendeļa likumu no jauna atklāšanu, kas iezīmēja ģenētikas kā zinātnes attīstības sākumu.
XX gadsimta 40-50 gados. bioloģijā sāka plaši izmantot fizikas, ķīmijas, matemātikas, kibernētikas un citu zinātņu idejas un metodes, kā arī mikroorganismus izmantoja kā pētījumu objektus. Tā rezultātā kā neatkarīgas zinātnes radās un strauji attīstījās biofizika, bioķīmija, molekulārā bioloģija, radiācijas bioloģija, bionika u.c.. Kosmosa izpēte veicināja kosmosa bioloģijas dzimšanu un attīstību.
XX gadsimtā. lietišķās pētniecības virziens - biotehnoloģija. Šī tendence neapšaubāmi strauji attīstīsies 21. gadsimtā. Vairāk par šo virzienu bioloģijas attīstībā uzzināsiet, studējot nodaļu "Audzēšanas un biotehnoloģijas pamati".
Šobrīd bioloģiskās zināšanas tiek izmantotas visās cilvēka darbības sfērās: rūpniecībā un lauksaimniecība, medicīna un enerģija.
Ekoloģiskā izpēte ir ārkārtīgi svarīga. Mēs beidzot sākām saprast, ka trauslo līdzsvaru, kas pastāv uz mūsu mazās planētas, ir viegli iznīcināt. Cilvēce ir saskārusies ar grūtu uzdevumu – biosfēras saglabāšanu, lai saglabātu apstākļus civilizācijas pastāvēšanai un attīstībai. To nav iespējams atrisināt bez bioloģiskām zināšanām un speciāliem pētījumiem. Tādējādi šobrīd bioloģija ir kļuvusi par reālu produktīvu spēku un racionālu zinātnisku pamatu cilvēka un dabas attiecībām.
klasiskā bioloģija. Evolūcijas bioloģija. Fizikālā un ķīmiskā bioloģija.
1. Kādus virzienus bioloģijas attīstībā vari izcelt?
2. Kādi izcilie senatnes zinātnieki ir devuši būtisku ieguldījumu bioloģisko zināšanu attīstībā?
3. Kāpēc viduslaikos par bioloģiju kā zinātni varēja runāt tikai nosacīti?
4. Kāpēc mūsdienu bioloģija tiek uzskatīta par sarežģītu zinātni?
5. Kāda ir bioloģijas loma mūsdienu sabiedrībā?
6. Sagatavojiet ziņojumu par kādu no šīm tēmām:
7. Bioloģijas loma mūsdienu sabiedrībā.
8. Bioloģijas nozīme kosmosa izpētē.
9. Bioloģisko pētījumu loma mūsdienu medicīnā.
10. Izcilu biologu - mūsu tautiešu loma pasaules bioloģijas attīstībā.
Cik ļoti mainījušies zinātnieku uzskati par dzīvo būtņu daudzveidību, var pierādīt ar piemēru par dzīvo organismu sadalīšanu valstībās. XX gadsimta 40. gados visi dzīvie organismi tika sadalīti divās valstībās: augos un dzīvniekos. Augu valstībā bija arī baktērijas un sēnītes. Vēlāk detalizētāka organismu izpēte noveda pie četru karaļvalstu iedalīšanas: prokarioti (baktērijas), sēnes, augi un dzīvnieki. Šī sistēma dots skolas bioloģijā.
1959. gadā tika ierosināts sadalīt dzīvo organismu pasauli piecās valstībās: Prokariotos, Protistos (vienšūņos), Sēnēs, Augos un Dzīvniekos.
Šī sistēma bieži ir dota bioloģiskajā (īpaši tulkotajā) literatūrā.
Ir izstrādātas un tiek izstrādātas arī citas sistēmas, tostarp 20 vai vairāk karaļvalstu. Piemēram, tiek piedāvāts izšķirt trīs superkaraļvalstis: Prokariotus, Arhejas (Arhebaktērijas) un Eikariotus.Katrā superkaraļvalstī ietilpst vairākas karaļvalstis.
Kamenskis A. A. Bioloģijas 10.-11.klase
Iesnieguši lasītāji no vietnes
Tiešsaistes bibliotēka ar skolēniem un grāmatām, 10. klases bioloģijas stundu izklāsti, grāmatas un mācību grāmatas saskaņā ar kalendāra plāns 10. klases bioloģijas plānošana
Nodarbības saturs nodarbības kopsavilkums un atbalsta ietvara stundas prezentācija interaktīvās tehnoloģijas mācību metožu paātrināšana Prakse viktorīnas, testēšanas tiešsaistes uzdevumus un vingrinājumus mājasdarbu darbnīcas un apmācību jautājumus klases diskusijām Ilustrācijas video un audio materiāli fotogrāfijas, attēli grafikas, tabulas, shēmas komiksi, līdzības, teicieni, krustvārdu mīklas, anekdotes, joki, citāti PapildinājumiMIKROSKOPS
ZIŅOJUMS par bioloģiju 6. klases skolēnam
Cilvēks ilgu laiku dzīvoja neredzamu radījumu ielenkumā, lietoja to atkritumus (piemēram, cepot maizi no skābās mīklas, gatavojot vīnu un etiķi), cieta, kad šīs radības izraisīja slimības vai sabojāja pārtikas krājumus, bet nenojauta par savu. klātbūtne. Man nebija aizdomas, jo es to neredzēju, un es to neredzēju, jo šo mikroradījumu izmēri bija daudz zemāki par redzamības robežu, ko spēj cilvēka acs. Ir zināms, ka cilvēks ar normālu redzi optimālā attālumā (25–30 cm) spēj atšķirt 0,07–0,08 mm lielu objektu punkta formā. Mazākus objektus nevar redzēt. To nosaka viņa redzes orgāna struktūras iezīmes.
Apmēram tajā pašā laikā, kad sākās kosmosa izpēte ar teleskopu palīdzību, tika veikti pirmie mēģinājumi ar lēcu palīdzību atklāt mikropasaules noslēpumus. Tātad arheoloģisko izrakumu laikā Senajā Babilonā tika atrastas abpusēji izliektas lēcas - vienkāršākās optiskās ierīces. Lēcas tika izgatavotas no pulēta kalna kristāls. Var uzskatīt, ka ar viņu izgudrojumu cilvēks spēra pirmo soli ceļā uz mikropasauli.
Vienkāršākais veids lai palielinātu maza priekšmeta attēlu, tas ir, lai to novērotu ar palielināmo stiklu. Palielināmais stikls ir saplūstošs objektīvs ar nelielu fokusa attālumu (parasti ne vairāk kā 10 cm), kas ievietots rokturī.
teleskopu izgatavotājs Galileo V 1610
1993. gadā viņš atklāja, ka, atrodoties tālu viena no otras, viņa tālvadības pults ļauj ievērojami palielināt mazus objektus. To var uzskatīt mikroskopa izgudrotājs kas sastāv no pozitīvajām un negatīvajām lēcām.
Uzlabotāks rīks mikroskopisku objektu novērošanai ir vienkāršs mikroskops. Kad šīs ierīces parādījās, nav precīzi zināms. 17. gadsimta pašā sākumā vairākus šādus mikroskopus izgatavoja briļļu meistars Zaharijs Jansens no Midelburgas.
Esejā A. Kirhers, atbrīvots 1646 gads, satur aprakstu Vienkāršākais mikroskops viņa nosaukts "blusu stikls". To veidoja vara pamatnē iestrādāts palielināms stikls, uz kura bija nostiprināts priekšmetu galdiņš, kas kalpoja attiecīgā priekšmeta novietošanai; apakšā bija plakans vai ieliekts spogulis, kas atstaro saules starus uz priekšmeta un tādējādi apgaismoja to no apakšas. Palielināmais stikls tika pārvietots ar skrūvi uz objekta galdu, līdz attēls kļuva skaidrs un skaidrs.
Pirmie lielie atklājumi tikko tika izgatavoti izmantojot vienkāršu mikroskopu. IN septiņpadsmitā vidus gadsimtiem ilgus spožus panākumus guva holandiešu dabaszinātnieks Entonijs Van Lēvenhuks. Daudzus gadus Lēvenhuks pilnveidoja sevi, ražojot sīkas (dažreiz mazāk nekā 1 mm diametrā) abpusēji izliektas lēcas, kuras viņš izgatavoja no mazas stikla lodītes, ko savukārt ieguva, izkausējot stikla stienīti liesmā. Tad šī stikla bumbiņa tika samalta uz primitīvas slīpmašīnas. Savas dzīves laikā Lēvenhuks izgatavoja vismaz 400 šādus mikroskopus. Viens no tiem, kas glabājas Universitātes muzejā Utrehtā, nodrošina vairāk nekā 300 reižu palielinājumu, kas bija milzīgs panākums 17. gadsimtā.
17. gadsimta sākumā bija saliktie mikroskopi sastāv no divām lēcām. Šāda sarežģīta mikroskopa izgudrotājs nav precīzi zināms, taču daudzi fakti liecina, ka viņš bija holandietis. Kornēlijs Drēbels, kurš dzīvoja Londonā un dienēja angļu karalis Džeimss I. Saliktajā mikroskopā bija divas glāzes: viens - objektīvs - vērsts pret objektu, otrs - okulārs - vērsts pret novērotāja aci. Pirmajos mikroskopos kā objektīvs kalpoja abpusēji izliekts stikls, kas deva reālu, palielinātu, bet apgrieztu attēlu. Šis attēls tika pārbaudīts ar okulāra palīdzību, kas tādējādi pildīja palielināmā stikla lomu, taču tikai šis palielināms stikls kalpoja nevis paša objekta, bet tā attēla palielināšanai.
IN 1663 mikroskopu Drēbels bija uzlabota angļu fiziķis Roberts Huks, kurš tajā ieviesa trešo objektīvu, ko sauc par kolektīvu. Šis mikroskopu veids ieguva lielu popularitāti, un lielākā daļa 17. gadsimta beigu - 8. gadsimta pirmās puses mikroskopu tika uzbūvēti pēc tā shēmas.
Mikroskopa ierīce
Mikroskops ir optisks instruments, kas paredzēts ar neapbruņotu aci neredzamu mikroobjektu palielinātu attēlu izpētei.
Gaismas mikroskopa galvenās daļas (1. att.) ir objektīvs un okulārs, kas ir ietverts cilindriskā korpusā - caurulē. Lielākajai daļai modeļu, kas paredzēti bioloģiskiem pētījumiem, ir trīs lēcas ar dažādu fokusa attālumu un rotācijas mehānisms, kas paredzēts ātrai maiņai - tornītis, ko bieži sauc par tornīti. Caurule atrodas masīva statīva augšpusē, ieskaitot caurules turētāju. Nedaudz zem objektīva (vai torņa ar vairākiem objektīviem) atrodas objekta skatuve, uz kuras novietoti priekšmetstikliņi ar testa paraugiem. Asums tiek regulēts, izmantojot rupju un smalku regulēšanas skrūvi, kas ļauj mainīt skatuves pozīciju attiecībā pret objektīvu.
Lai pētāmajam paraugam būtu pietiekams spilgtums ērtai novērošanai, mikroskopi ir aprīkoti ar vēl diviem optiskajiem blokiem (2. att.) - apgaismotāju un kondensatoru. Apgaismotājs rada gaismas plūsmu, kas apgaismo testa sagatavošanu. Klasiskajos gaismas mikroskopos apgaismotāja (iebūvētā vai ārējā) konstrukcija ietver zemsprieguma lampu ar biezu kvēldiegu, saplūstošu lēcu un diafragmu, kas maina parauga gaismas plankuma diametru. Kondensators, kas ir saplūstošs objektīvs, ir paredzēts, lai fokusētu apgaismotāja starus uz paraugu. Kondensatoram ir arī varavīksnenes diafragma (lauks un apertūra), kas kontrolē apgaismojuma intensitāti.
Strādājot ar gaismu caurlaidīgiem objektiem (šķidrumiem, plānām augu daļām u.c.), tos apgaismo caurlaidīgā gaisma - apgaismotājs un kondensators atrodas zem objektu galda. Necaurspīdīgus paraugus vajadzētu apgaismot no priekšpuses. Lai to izdarītu, apgaismotājs tiek novietots virs objekta skatuves, un tā stari tiek novirzīti uz objektu caur objektīvu, izmantojot caurspīdīgu spoguli.
Apgaismotājs var būt pasīvs, aktīvs (lampa) vai abi. Vienkāršākajos mikroskopos nav lampu paraugu apgaismošanai. Zem galda tiem ir divpusējs spogulis, kurā viena puse ir plakana, bet otra ir ieliekta. Dienas gaismā, ja mikroskops atrodas pie loga, jūs varat iegūt diezgan labu apgaismojumu, izmantojot ieliektu spoguli. Ja mikroskops atrodas tumšā telpā, apgaismošanai izmanto plakanu spoguli un ārējo apgaismotāju.
Mikroskopa palielinājums ir vienāds ar objektīva un okulāra palielinājuma reizinājumu. Ar okulāra palielinājumu 10 un objektīva palielinājumu 40, kopējais palielinājuma koeficients ir 400. Parasti izpētes mikroskopa komplektā tiek iekļauti objektīvi ar palielinājumu no 4 līdz 100. Tipisks mikroskopa objektīvu komplekts amatieru un izglītības pētījumiem (x4 , x10 un x40), nodrošina palielinājumu no 40 līdz 400.
Izšķirtspēja ir vēl viena svarīga mikroskopa īpašība, kas nosaka tā kvalitāti un izveidotā attēla skaidrību. Jo augstāka ir izšķirtspēja, jo vairāk smalku detaļu var redzēt lielā palielinājumā. Saistībā ar izšķirtspēju tiek runāts par "noderīgu" un "bezjēdzīgu" palielinājumu. “Noderīgs” ir maksimālais palielinājums, pie kura tiek nodrošināta maksimālā attēla detaļa. Tālāku palielinājumu (“bezjēdzīgu”) neatbalsta mikroskopa izšķirtspēja un tas neatklāj jaunas detaļas, taču tas var negatīvi ietekmēt attēla skaidrību un kontrastu. Tādējādi gaismas mikroskopa lietderīgā palielinājuma robežu neierobežo objektīva un okulāra kopējais palielinājuma koeficients — ja vēlas, to var patvaļīgi palielināt —, bet gan mikroskopa optisko komponentu kvalitāte, t.i. rezolūciju.
Mikroskopā ir trīs galvenās funkcionālās daļas:
1. Apgaismojuma daļa
Paredzēts gaismas plūsmas radīšanai, kas ļauj apgaismot objektu tā, lai nākamās mikroskopa daļas pildītu savas funkcijas ar vislielāko precizitāti. Caurlaidīgās gaismas mikroskopa izgaismojošā daļa tiešajos mikroskopos atrodas aiz objekta zem objektīva un apgrieztā objekta priekšā virs objektīva.
Apgaismojuma daļā ietilpst gaismas avots (lampa un elektrības padeves padeve) un optiski mehāniskā sistēma (kolektors, kondensators, lauka un diafragmas regulējamas / varavīksnenes diafragmas).
2. Atskaņošanas daļa
Paredzēts objekta reproducēšanai attēla plaknē ar pētniecībai nepieciešamo attēla kvalitāti un palielinājumu (t.i., lai izveidotu tādu attēlu, kas pēc iespējas precīzāk un visās detaļās atveido objektu ar izšķirtspēju, palielinājumu, kontrastu un krāsu atveidi, kas atbilst attēlam). mikroskopa optika).
Reproducējošā daļa nodrošina pirmo palielinājuma pakāpi un atrodas aiz objekta līdz mikroskopa attēla plaknei. Reproducējošā daļa ietver objektīvu un starpposma optisko sistēmu.
Mūsdienu jaunākās paaudzes mikroskopi ir balstīti uz bezgalībai koriģētu lēcu optiskajām sistēmām.
Tam papildus nepieciešams izmantot tā sauktās cauruļu sistēmas, kas mikroskopa attēla plaknē “savāc” paralēlus gaismas starus, kas izplūst no objektīva.
3. Vizualizējošā daļa
Paredzēts, lai iegūtu reālu objekta attēlu uz tīklenes, plēves vai plāksnes, televizora vai datora monitora ekrānā ar papildu palielinājumu (otrais palielinājuma posms).
Attēlveidošanas daļa atrodas starp objektīva attēla plakni un novērotāja acīm (kamera, kamera).
Attēlveidošanas daļā ietilpst monokulārais, binokulārais vai trinokulārais vizuālais stiprinājums ar novērošanas sistēmu (okulāri, kas darbojas kā palielināmais stikls).
Turklāt šajā daļā ir iekļautas papildu palielinājuma sistēmas (vairumtirgotāja sistēmas / palielinājuma maiņa); projekcijas sprauslas, tostarp diskusiju sprauslas diviem vai vairākiem novērotājiem; zīmēšanas ierīces; attēlu analīzes un dokumentācijas sistēmas ar atbilstošiem saskaņošanas elementiem (foto kanāls).
foto no scop-pro.fr
Mikroskopijas tehnoloģija ir pavērusi jaunas iespējas medicīnas un laboratorijas praksē. Mūsdienās ne diagnostikas pētījumi, ne ķirurģiskas iejaukšanās nevar iztikt bez īpašas optikas. Nozīmīgākā mikroskopu loma zobārstniecībā, oftalmoloģijā, mikroķirurģijā. Runa nav tikai par redzamības uzlabošanu un darba atvieglošanu, bet par principiāli jaunu pieeju pētniecībai un darbībai.
Ietekme uz smalkajām struktūrām šūnu līmenī nozīmē, ka pacients vieglāk izturēs iejaukšanos, ātrāk atveseļosies, necietīs veselo audu bojājumus un komplikācijas. Aiz visām šīm mūsdienu medicīnas priekšrocībām bieži slēpjas mikroskops – jaudīga augsto tehnoloģiju ierīce, kas izstrādāta, izmantojot jaunākie sasniegumi optika.
Atkarībā no mērķa mikroskopus iedala:
- laboratorija;
- zobārstniecība;
- ķirurģiskas;
- oftalmoloģiski;
- otolaringoloģiskā.
Optiskās sistēmas bioķīmiskiem, hematoloģiskiem, dermatoloģiskiem, citoloģiskiem pētījumiem funkcionāli atšķiras no medicīniskajām. Oftalmoloģiskie mikroskopi ir atzīti par vismodernākajiem un jaudīgākajiem - ar to palīdzību bija iespējams veikt radikālu izrāvienu kataraktas, hiperopijas, tuvredzības, astigmatisma ārstēšanā. Operācijas mikronu līmenī, kas veiktas ar 40x palielinājumu, pēc invazivitātes ir salīdzināmas ar injekciju, pacients pēc operācijas atgūstas dažu dienu laikā.
Ne mazāk interesanti ir tie, kas ar 25x palielinājumu ļauj precīzi apstrādāt zobu kanālus un citas mazākās, cilvēka acij neredzamas struktūras. Izmantojot jaunāko optiku, zobārstiem gandrīz vienmēr izdodas nodrošināt kvalitatīvu ārstēšanu un glābt zobu.
Mikroķirurģijas palielināšanas ierīcēm ir raksturīgs paplašināts redzes lauks, palielināts attēla asums un iespēja vienmērīgi vai pakāpeniski pielāgot palielinājumu. Tas viss nodrošina vislabākos redzamības apstākļus ķirurgam un asistentiem.
Ir svarīgi, lai jaunās paaudzes instrumenti mikroskopijai būtu pēc iespējas ērtāk lietojami: darbs ar palielināmo optiku ir vienkāršs un neprasa daudz pūļu vai īpašas prasmes. Pateicoties iebūvētajai apgaismojuma sistēmai un okulāra ērtajai formai, speciālists neizjūt nogurumu un diskomfortu pat ilgstoši nepārtraukti strādājot.
Mikroskops ir trausls instruments, ar kuru jārīkojas uzmanīgi. Īpaši tas attiecas uz lēcām: optiskajām virsmām nav vēlams pieskarties ar rokām, ierīces tīrīšanai tiek izmantota speciāla birste un mīkstas salvetes, kas samērcētas etilspirtā.
Telpās, kurās ir mikroskopi, jāuztur istabas temperatūra un zems mitrums (mazāk nekā 60%).
Pirmkārt mikroskopi 17. gadsimta otrā puse. - fiziķis R. Huks, anatoms M. Malpigi, botāniķis N. Gru, optiķis amatieris A. Lēvenhuks un citi, izmantojot mikroskopu, aprakstīja ādas, liesas, asiņu, muskuļu, sēklu šķidruma u.c. struktūru. Katrs pētījums būtībā bija atklājums, kas īsti nesaskanēja ar gadsimtu gaitā izveidojušos metafizisko skatījumu uz dabu. Atklājumu nejaušība, mikroskopu nepilnīgums, metafiziskais pasaules uzskats neļāva 100 gadus (no 17. gadsimta vidus līdz 18. gs. vidum) spert nozīmīgus soļus uz priekšu struktūras likumu izzināšanā. dzīvniekiem un augiem, lai gan tika mēģināts vispārināt ("šķiedru" un "granulu organismu struktūras teorijas uc).
Šūnu struktūras atklāšana notika cilvēces attīstības laikā, kad eksperimentālā fizika sāka saukties par visu zinātņu saimnieci. Londonā tika izveidota izcilāko zinātnieku sabiedrība, kas koncentrējās uz pasaules uzlabošanu pēc konkrētiem fiziskiem likumiem. Sabiedrības dalībnieku sapulcēs nenotika politiskas debates, tika apspriesti tikai dažādi eksperimenti un dalīti pētījumi par fiziku un mehāniku. Laiki toreiz bija nemierīgi, un zinātnieki ievēroja ļoti stingru slepenību. Jauno kopienu sāka saukt par "neredzamo koledžu". Pirmais, kurš nostājās pie biedrības izveides, bija Roberts Boils, Huka lielais mentors. Valde sagatavoja nepieciešamo zinātnisko literatūru. Vienas grāmatas autors bija Roberts Huks, kurš arī bija šīs slepenās zinātniskās kopienas loceklis. Huks jau tajos gados bija pazīstams kā interesantu ierīču izgudrotājs, kas ļāva veikt lielus atklājumus. Viena no šīm ierīcēm bija mikroskopu.
Viens no pirmajiem mikroskopa radītājiem bija Zaharijs Jansens kurš to izveidoja 1595. Izgudrojuma ideja bija tāda, ka attēla fokusēšanai speciālā caurulē ar ievelkamu cauruli tika uzstādītas divas lēcas (izliektas). Šī ierīce varētu palielināt pētāmos objektus 3-10 reizes. Roberts Huks uzlaboja šo produktu, kas spēlēja vadošā loma gaidāmajā atklāšanā.
Roberts Huks ilgu laiku caur izveidoto mikroskopu novēroja dažādus mazus eksemplārus un reiz no trauka paņēma apskatei parastu korķi. Izpētījis šī korķa plānu daļu, zinātnieks bija pārsteigts par vielas struktūras sarežģītību. Viņa acīs parādījās interesants daudzu šūnu raksts, pārsteidzoši līdzīgs šūnveida šūnām. Tā kā korķis ir augu izcelsmes produkts, Huks sāka pētīt augu stublāju daļas ar mikroskopu. Visur atkārtojās līdzīga bilde – šūnveidīgo komplekts. Mikroskopā bija redzamas daudzas šūnu rindas, kuras atdalīja plānas sienas. Roberts Huks sauca šīs šūnas šūnas. Pēc tam izveidojās visa zinātne par šūnām, ko sauc par citoloģiju. Citoloģija ietver šūnu struktūras un to dzīvības aktivitātes izpēti. Šo zinātni izmanto daudzās jomās, tostarp medicīnā un rūpniecībā.
Ar vārdu M. MalpigiŠis izcilais biologs un ārsts ir saistīts ar nozīmīgu dzīvnieku un augu anatomijas mikroskopisko pētījumu periodu.
Mikroskopa izgudrojums un uzlabošana ļāva zinātniekiem atklāt
ārkārtīgi mazu radību pasaule, kas pilnīgi atšķiras no tām
kas ir redzami ar neapbruņotu aci. Saņēmis mikroskopu, Malpighi veica vairākus svarīgus bioloģiskus atklājumus. Sākumā viņš apsvēra
viss, kas nonāca pie rokas:
- kukaiņi,
- vieglas vardes,
- asins šūnas,
- kapilāri,
- āda,
- aknas,
- liesa
- augu audi.
Apgūstot šos priekšmetus, viņš sasniedza tādu pilnību, ka kļuva
viens no mikroskopiskās anatomijas pamatlicējiem. Malpighi bija pirmais, kas izmantoja
mikroskops asinsrites izpētei.
Izmantojot 180x palielinājumu, Malpigi veica atklājumu asinsrites teorijā: aplūkojot vardes plaušu preparātu mikroskopā, viņš pamanīja gaisa burbuļus, ko ieskauj plēve, un mazus asinsvadus, ieraudzīja plašu kapilāru asinsvadu tīklu, kas savieno artērijas ar vēnas (1661). Nākamo sešu gadu laikā Malpigi veica novērojumus, ko viņš aprakstīja zinātniskie raksti kas viņam atnesa slavu kā izcilam zinātniekam. Malpighi ziņojumi par smadzeņu, mēles, tīklenes, nervu, liesas, aknu, ādas uzbūvi un embrija attīstību vistas olā, kā arī par augu anatomisko uzbūvi liecina par ļoti rūpīgiem novērojumiem.
Nehemija Gru(1641 - 1712). angļu botāniķis un ārsts, mikroskopists,
augu anatomijas pamatlicējs. Galvenie darbi veltīti augu uzbūves un dzimuma jautājumiem. Kopā ar M. Malpighi bija dibinātājs
augu anatomija. Vispirms aprakstīts:
- stomata,
- ksilēmas radiāls izvietojums saknēs,
- asinsvadu audu morfoloģija blīva veidojuma veidā jauna auga stumbra centrā,
- dobu cilindru veidošanās process vecos kātos.
Viņš ieviesa terminu "salīdzinošā anatomija", ieviesa botānikā jēdzienus "audi" un "parenhīma". Pētot ziedu uzbūvi, nonācu pie secinājuma, ka tie ir augu apaugļošanās orgāni.
Lēvenhuks Entonijs(1632. g. 24. oktobris–1723. g. 26. augusts), holandiešu dabas pētnieks. Strādājis tekstila veikalā Amsterdamā. Atgriezies Delftā, brīvajā laikā viņš strādāja par lēcu slīpmašīnu. Kopumā savas dzīves laikā Lēvenhuks izgatavoja aptuveni 250 lēcas, panākot 300 reižu pieaugumu un sasniedzot lielu pilnību. Viņa izgatavotās lēcas, kuras viņš ievietoja metāla turētājos ar tiem piestiprinātu adatu, lai novietotu novērošanas objektu, palielināja 150–300 reižu. Ar šādu "mikroskopu" palīdzību Lēvenhuks vispirms novēroja un ieskicēja:
- spermatozoīdi (1677),
- baktērijas (1683),
- eritrocīti,
- vienšūņi,
- atsevišķas augu un dzīvnieku šūnas,
- olas un augļi
- muskuļu audi,
- daudzas citas daļas un orgāni vairāk nekā 200 augu un dzīvnieku sugu.
Pirmo reizi aprakstīja partenoģenēzi laputīm (1695–1700).
Lēvenhuks nostājās uz preformisma pozīcijām, apgalvojot, ka izveidotais embrijs jau ir ietverts "dzīvniekā" (spermatozoīdā). Viņš noliedza spontānas paaudzes iespēju. Savus novērojumus viņš aprakstīja vēstulēs (kopā līdz 300), kuras galvenokārt nosūtīja Londonas Karaliskajai biedrībai. Pēc asiņu kustības pa kapilāriem viņš parādīja, ka kapilāri savieno artērijas un vēnas. Pirmo reizi viņš novēroja eritrocītus un atklāja, ka putniem, zivīm un vardēm tiem ir ovāla forma, bet cilvēkiem un citiem zīdītājiem tie ir diskveida. Viņš atklāja un aprakstīja rotiferus un vairākus citus mazus saldūdens organismus.
Ahromatiskā mikroskopa izmantošana zinātniskajos pētījumos ir kalpojusi kā jaunums stimuls histoloģijas attīstībai. XIX gadsimta sākumā. tika izveidots pirmais augu šūnu kodolu attēls. J. Purkinje(1825-1827) aprakstīja kodolu vistas olšūnā un pēc tam dažādu dzīvnieku audu šūnās esošos kodolus. Vēlāk viņš ieviesa šūnu "protoplazmas" (citoplazmas) jēdzienu, raksturoja formu nervu šūnas, dziedzeru uzbūve utt.
R. Brauns secināja, ka kodols ir būtiska auga šūnas daļa. Tādējādi pamazām sāka uzkrāties materiāls par dzīvnieku un augu mikroskopisko organizāciju un "šūnu" (šūnu) struktūru, ko pirmo reizi redzēja R. Huks.
Šūnu teorijas radīšanai bija milzīga progresīva ietekme uz bioloģijas un medicīnas attīstību. XIX gadsimta vidū. sākās straujas aprakstošās histoloģijas attīstības periods. Balstoties uz šūnu teoriju, tika pētīts dažādu orgānu un audu sastāvs un to attīstība, kas jau toreiz ļāva izveidot mikroskopisku anatomiju pamatnostādnēs un precizēt audu klasifikāciju, ņemot vērā to mikroskopisko struktūru (A. Kölliker un citi).
