Qual a importância do microscópio para estudar os microorganismos?

A invenção do microscópio, cerca de 400 anos atrás, começou a revelar à humanidade o mundo minúsculo das células e dos micro-organismos. Acredita-se que tenham sido dois holandeses, fabricantes de óculos, Hans e Zacharias Janssen, pai e filho, os inventores do primeiro aparelho em 1591.

Entretanto, foi um outro holandês, Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723), quem fez as primeiras observações de materiais biológicos. Os microscópios de Leeuwenhoek tinham apenas uma lente. Mesmo assim ele observou um material bem variado como os espermatozoides do sêmen de animais e os glóbulos vermelhos do sangue humano. Desse modo, ele descobriu a existência dos micro-organismos, que, na época, foram chamados genericamente de micróbios.

Por ter apenas uma lente, o invento de Leeuwenhoek, é chamado de microscópio simples Tomando conhecimento de sua existência, o inglês Robert Hooke (1635-1703) o aperfeiçoou e construiu um aparelho com duas lentes, que ficou conhecido como microscópio composto. o que permitiu observações ainda mais ampliadas do mundo dos micro-organismos.

A descoberta da célula

Com seu aparelho, Robert Hooke fez muitas observações e descreveu o que viu utilizando-se também de desenhos. Em 1665, publicou suas observações em um trabalho chamado "Micrographia". Nesse trabalho, entre outros desenhos, estão os que fez ao observar a cortiça, material que constitui a casca de certas árvores da Europa. Observando fatias muito finas de cortiça, Hooke descobriu que esse material tem densidade baixa por ser constituído de caixinhas microscópicas vazias. Cada caixinha, o cientista chamou de "cell", que significa cavidade, cela, em inglês. Essa denominação originou o nome célula - diminutivo de cela - em português.

Depois da descoberta da célula, outros pesquisadores passaram a estudar as diversas partes das plantas e, posteriormente, os animais também foram estudados. Logo foi descoberto o material gelatinoso que constitui o citoplasma das células. Em 1833, o botânico escocês Robert Brown (1773-1858) constatou que a grande maioria das células tinha uma estrutura interna ovoide ou esférica, a que chamou de núcleo.

Outras observações e descobertas dessa época foram a membrana plasmática em células animais e vegetais e um envoltório externo a essa membrana, nas células vegetais, a parede celular.

A teoria celular

Os estudos continuaram e os microscópios foram sendo gradativamente aperfeiçoados. Com isso, obtiveram-se imagens cada vez mais nítidas do mundo miscroscópico, que permitiam observações e descrições mais rigorosas. Em 1838, o botânico alemão Mathias Schleiden (1804 - 1881) concluiu que todas as plantas eram constituídas por células. Um ano depois, o zoólogo Theodor Schwann (1810 - 1882), também alemão, chegou à mesma conclusão em relação aos animais. Essa generalização proposta por Schleiden e Schwann ficou conhecida como teoria celular: todo ser vivo é constituído por células.

Os vírus e as células

A formulação da teoria celular fez aumentar o interesse dos cientistas pela microbiologia e os processos vitais da célula passaram a ser estudados. Descobriu-se a existência de organismos unicelulares (como as bactérias), isto é, formados por uma única célula. A partir daí, chegou-se à conclusão de que uma célula tem que desempenhar determinadas atividades características dos seres vivos, como se alimentar, obter energia e reproduzir-se.

Desde o século 19, portanto, a célula passou a nortear os estudos da biologia. A partir de 1950, o desenvolvimento do microscópio eletrônico permitiu o estudo dos vírus - os menores organismos conhecidos - e a constatação de sua estrutura acelular, ou seja, ele não se compõe de células. Inicialmente acreditou-se que essa descoberta abalaria a teoria celular, mas isso não ocorreu. Para se reproduzirem, os vírus precisam invadir uma célula viva e utilizar sua matéria-prima e energia. Essa constatação acabou confirmando que as atividades essenciais à vida sempre ocorrem no interior das células vivas.

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A invenção do microscópio mudou completamente a maneira do homem ver o mundo. A microscopia possibilitou a observação e exploração de diversas áreas até então desconhecidas, revolucionando o conhecimento científico.

O que até então era invisível a olho nu passou a ser analisado através das lentes do microscópio. Teorias como a da “geração espontânea” (em que organismos vivos podem se originar de matéria inanimada) foram derrubadas.

Os “seres invisíveis”, que causavam diversas doenças na população, muitas vezes atribuídos ao sobrenatural, passaram a ser observados. Aprendeu-se sobre as doenças e as criaturas microscópicas que a originavam. Isso possibilitou a evolução no tratamento e funcionamento das doenças.

A palavra microscópio tem sua origem nos termos mikrós (do grego, pequeno) e scoppéoo (do grego observar, ver através). Muitos ainda discutem quem teria inventado esse equipamento. Mas para chegar na forma que conhecemos hoje foi preciso um processo longo, que começou com algo simples, as lentes.

Conheça um pouco da história do microscópio:

Invenção das lentes – a base do microscópio

Desde 721 a.C há relatos de um cristal, conhecido como lente de Layard, que foi talhado, polido e tinha propriedades de ampliação. O uso de lupas remonta a diversos povos da antiguidade.

Os romanos já usavam lentes biconvexas. Nero, segundo relatos, assistia combates de gladiadores com o auxílio de uma esmeralda talhada. O que leva a supor que era conhecida, em alguma medida, a propriedade das lentes para correção da miopia. Porém as lentes passaram a ser realmente conhecidas e utilizadas por volta do ano 1280 na Itália, com a invenção dos óculos.

O primeiro microscópio 

Durante a década de 1590, dois fabricantes de óculos holandeses, Zacharias Jansen e seu pai Hans, começaram a experimentar as lentes. Eles colocaram várias lentes em um tubo e fizeram uma descoberta importante. O objeto perto do final do tubo pareceu ser muito ampliado, maior do que qualquer lupa simples poderia alcançar. A princípio era tratado como um brinquedo pela realeza europeia.

Embora as lupas comuns sejam basicamente um microscópio simples, quando falamos da invenção do microscópio, nos referimos ao “microscópio composto”.

Os microscópios compostos apresentam duas ou mais lentes, conectadas por um cilindro. A lente superior, a qual a pessoa olha, é chamada de ocular. A lente inferior, próxima ao objeto, é conhecida como lente objetiva. Então hoje, quando dizemos “microscópio”, estamos falando do microscópio composto.

Microscopia: O microscópio e a ciência

As primeiras consequências dessa descoberta para as ciências vieram principalmente do inglês Robert Hooke e do holandês Anton Van Leeuwenhoek.

Em 1665, o cientista Hooke escreveu um livro com desenhos detalhados de suas descobertas microscópicas, denominado Micrographia.

Suas observações mais significativas foram feitas em pulgas e cortiça. Ele observou as pulgas ao microscópio e conseguiu observar pêlos em seu corpo. Na cortiça viu poros. Hooke foi o primeiro a usar o termo célula ao descrever uma estrutura repleta de alvéolos vazios, semelhantes a favos de uma colmeia. Nomeou cada alvéolo de cell (em inglês), ou “cela”, comparando os poros da cortiça às celas dos monges.

Leeuwenhoek produziu suas próprias lentes, com um poder de ampliação muito maior que os microscópios da época. Com seu microscópio, pela primeira vez foi possível enxergar e documentar a presença de seres microscópios. Em 1675, ele foi o primeiro a ver e descrever bactérias, células vermelhas do sangue e a vida em uma gota de água.

A qualidade das lentes que Leeuwenhoek produziu, promoviam uma ampliação que variava de 40x a 160x. Um de seus microscópios proporcionava um aumento de 280x.

A evolução da microscopia

Ao longo dos anos foram realizadas muitas mudanças e a qualidade dos microscópios aumentaram muito. As melhorias, principalmente nas lentes, resolveram diversos dos problemas óticos.

Em meados de 1880, os microscópios ópticos atingiram a resolução de 0,2 micrômetros (equivalente a milionésima parte do metro), limite que permanece até hoje.

Em 1933, Ernst Ruska inventa o primeiro microscópio eletrônico. Esse equipamento possui um poder de resolução muito maior. Ao contrário do microscópio óptico que usa a luz, o microscópio eletrônico utiliza feixe de elétrons e lentes eletromagnéticas para observar o objeto, atingindo a ampliação de até um milhão de vezes. A importância do equipamento foi tão grande que em 1986, Ruska recebeu o Prêmio Nobel de Física.

Microscopia: Linha do tempo

0721

721 a.C – Lente de Layard, uma das primeiras lentes criadas.

1665

Robert Hooke publica o livro Micrographia. O termo célula é usado pela primeira vez.

1675

Anton van Leeuwenhoek aprimora as lentes, sendo o primeiro a observar bactérias.

1830

Joseph Jackson Lister reduz o problema com a aberração esférica. Quando as lentes foram colocadas em distâncias precisas uma da outra proporcionaram uma boa ampliação sem desfocar a imagem.

1878

Ernst Abbe formula uma teoria matemática correlacionando a resolução ao comprimento de onda da luz.

1903

Richard Zsigmondy desenvolve o ultramicroscópio e é capaz de estudar objetos abaixo do comprimento de onda da luz.

1932

Frits Zernike inventa o microscópio de contraste de fase que permite o estudo de materiais biológicos incolores e transparentes.

1933

Ernst Ruska desenvolve o microscópio eletrônico. A capacidade de usar elétrons em microscopia melhora muito a resolução e expande as fronteiras da exploração.

1981

Gerd Binnig e Heinrich Rohrer inventam o microscópio de tunelamento por varredura que fornece imagens tridimensionais de objetos ao nível atômico.

Linha de microscopia Kasvi:

Referências

• PIRES, Carlos Eduardo de Moreira, ALMEIDA, Lara de, COELHO, Alexander Brilhante. Microscopia: Contexto Histórico, Técnicas e Procedimentos para Observação de Amostras Biológicas. Érica, 2014.
• History of the Microscope. www.history-of-the-microscope.org
• Um breve histórico sobre o microscópio. www.biomedicinapadrao.com.br

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