El mundo de la Ciencia tiene una historia bastante compleja, porque no fue dada en un sólo momento, sino es el conjunto de varios acontecimientos; uno de ellos es la Historia del Microscopio. Instrumento que ha sido mejorado pero no reemplazado, de gran importancia para las investigaciones científicas, así que debes conocerlo.
Origen del microscopio
Antes de lograr adentrarnos en la historia del microscopio, debemos comprender qué es. Es una herramienta, utilizada para visualizar con mayor precisión objetos muy pequeños, ya que utiliza diferentes grados de aumento para observar detalles que a simple vista son imposibles de ver. Para esto tiene dos lentes.
Los lentes permiten el aumento de la imagen, para que el individuo que utilice este instrumento pueda detallar todo sobre el objeto colocado en la laminilla. Ejemplo del alcance o aumento que posee el microscopio, es que si se observa una gota de agua, serás capaz de visualizar los microorganismos que allí se encuentran presentes; igual sucede con la sangre.
Ahora bien, la Historia del microscopio empieza en el año 1590, cuando el neerlandés Zacharias Janssen fabrica el primero en todo el Mundo; consiguió dicha invención, porque toda su vida se había dedicado a la fábrica de lentes, por tratarse del negocio familiar. La creación del microscopio por su parte, se dió cuando buscaba una solución ara aquellos con problemas de vista muy serios.
Ese primer instrumento creado, constaba de 9 lentes de aumento, por lo cual se trataba de un microscopio simple. Lamentablemente, por diversas circunstancias existen controversias alrededor de este hombre, por lo cual no se conoce realmente si fue él quien inventó este instrumento, debido a que en el año 1613 estuvo involucrado en actividades ilegales, como es la falsificación de moneda.
Otros personajes importantes
Además de Zacharias, ya en el año 1665 un médico inglés llamado William Harvey, expresó su descubrimiento gracias al uso de dicho instrumento, en su caso logró describir cómo funcionaba la circulación sanguínea; es así, como él forma parte de la Historia del Microscopio, porque mostró que podía utilizarse para detallar los capilares sanguíneos.
Luego años más tarde, un anatomista, biólogo italiano, llamado Marcello Malpigui, utilizó el microscopio para estudiar tejidos vivos, siendo el primero en emplearlo con dicha finalidad, ya que Harvey había estudiado capilares de cadáveres. (Quizás te puede interesar la Historia de la biotecnología)
El siguiente nombre importante en la Historia del microscopio, es Anton Van Leeuwenhoek, ya para el siglo XVII logró describir la primera unidad de vida, así como las bacterias, glóbulos rojos; por dicha razón, se le considera el fundador de la bacteriología. Todos los microscopios que utilizó, los fabricó él mismo, alcanzaban hasta 275 aumentos.
Sin embargo, no fue hasta los años 1800-1900 cuando se consigue que la Historia del microscopio alcance la cúspide; ya que, es allí cuando comienzan a realizarse mejoras al modelo inicial, para conseguir mejor resolución, mayor aumento, mayor estabilidad, y entre muchos beneficios más.
Historia del microscopio por sus tipos
Debido a que, como mencionábamos anteriormente, este instrumento ha sufrido importantes cambios con el paso del tiempo, cada remodelación fue dando origen a un nuevo tipo de microscopio; es así como la historia del microscopio, también dependerá del modelo al que hagamos referencia.
A medida que la tecnología en el mundo avanzaba, también sucedía con instrumentos científicos, como es el caso del microscopio; ya que así se permitía mejorar las investigaciones y obtener resultados más precisos, en especial si se trata de la Medicina; porque incluso cura de enfermedades, se han conseguido gracias al microscopio.
Microscopio Simple
El microscopio simple, es aquel que utiliza un solo lente, por lo cual es el tipo más básico que existe de este instrumento; una lupa es un ejemplo de microscopio simple, porque no requiere más que un lente, para observar en aumento lo que está del otro lado. Su invención se le atribuye a Zacharias Janssen.
Sin embargo, las lupas como se conocen hoy en día fueron inventadas hace más de quinientos años, utilizaban lentes convexas; es decir, más grueso en el centro que en el resto del lente, permitiendo aumentar el ángulo de la vista del ojo por el cual se estuviera observando. Porque en ese momento sólo podía utilizarse 1 ojo a la vez.
El tipo de microscopio utilizado por Leeuwenhoek fue simple, ya que sólo poseía un lente, pero demostró que a pesar de ello conseguía el aumento necesario, para todo el aspecto de investigación biológica; así muchos más expertos, decidieron utilizarlo.
Microscopio Compuesto
En la historia del microscopio, es el segundo tipo de este instrumento que aparece o es inventado, consiste en la utilización de dos sistemas ópticos, que actúan de forma simultánea; es decir, la imagen que ve el individuo se ha formado gracias a dos fases, no una sola, como sucedía en el microscopio simple.
Los sistemas ópticos pueden tener uno o más lentes, uno es conocido como el objetivo, cuya función es simplemente reflejar la imagen, luego actúa el ocular que ampliará la imagen producida por el objetivo. Es por ello, que son fases simultáneas, para que una se de se requiere del otro sistema.
Un microscopio compuesto no necesariamente tiene dos oculares, esto fue creado posteriormente para comodidad del observador, ya que con ambos ojos podrá detallar con mayor precisión; sin embargo, un instrumento de estos, compuestos, puede tener un sólo ocular.
No se tiene con exactitud fecha o nombre de quién inventó este instrumento, sólo que en la Historia del microscopio compuesto se puede ahondar en su estructura, cómo funciona; para así, comprender en qué situación puede ser más preciso.
Estructura
En la estructura básica de un microscopio compuesto, están los elementos fundamentales que forman la imagen, e iluminan la muestra; también están los mecánicos, los cuales se encargan de controlar la distancia del enfoque, y el desplazamiento de la muestra. Con esto último, se busca que lo que se desea observar, esté más cerca o más lejos del objetivo, todo dependerá del tipo de objeto.
En el caso de los elementos fundamentales, existen cuatro tipos de lentes. una es condensadora, reúne los rayos e ilumina; otro es el objetivo, enfoca los rayos para crear una imagen; el ocular, crea la imagen aumentada, y por último el cristalino, genera una imagen real e invertida.
Dependerá del año del que se esté hablando, para determinar cuántos de esos 4 lentes utiliza el microscopio. Porque no todos los compuestos tienen los 4 lentes, al igual que mencionamos que no todos son bioculares. (Aprende todo sobre Historia de la Biología)
Microscopio Electrónico
Los microscopios mencionados anteriormente, requieren de luz natural para poder formar la imagen del objeto que se está visualizando; en el caso del microscopio electrónico, el cual es mucho más moderno, utiliza electrones para que la imagen sea proyectada. Esto le permite conseguir, mayor aumento de proyección.
La historia del microscopio electrónico, se establece entre los años 1925 y 1932, ya que, es en ese momento cuando dos científicos diseñaron el primero de este tipo, ellos fueron: Ernst Ruska y Max Knoll; se basaron en estudios sobre las propiedades de los electrones, lo que consideraron favorable para lograra sustituir la luz natural.
A pesar de ser un gran avance, existen limitaciones que este tipo de microscopio presentan, en especial aquellos que no han sufrido actualizaciones en su diseño. Uno de ellos es que la resolución no llega a ser la mejor, porque posee una apertura muy limitada, impidiendo que alcance a la imagen.
A pesar de otras limitaciones, en el campo de investigación se consiguió cómo igual poder utilizarlo; una forma, es con la participación de tintes, es decir, si se desea visualizar complejos macromoleculares, se usa la tinción negativa, con sales de uranio, como son el acetato y el formiato.
Microscopio Electrónico de Transmisión
Este tipo de microscopio electrónico es generalmente utilizado para el estudio de metales, minerales, células a nivel molecular; así que es muy común verlos en el sector metalúrgico y de la microbiología, en este caso para determinar la estructura de los virus.
Como se había presentado anteriormente, la diferencia con el microscopio simple, es que aquí se emplean los electrones para transmitir la imagen; la manipulación de dichas partículas se consigue gracias a dos efectos, uno por la interacción con un campo magnético, aumentando el flujo magnético, para que finalmente se obtenga la imagen.
A diferencia del simple, cuando se incluye en la historia del microscopio al electrónico, se avanzó con que la imagen que se obtiene de él puede ser visualizada directamente, o a través de una pantalla conectada a este sistema. Todo dependerá del modelo especifico que consigas o se requiera.
Electrónico de Barrido
Al igual que el tipo de microscopio explicado anteriormente, este funciona utilizando los electrones para conseguir proyecta la imagen; la historia del microscopio de barrido puede establecerse para el año 1960, cuando en la Universidad de Cambridge localizada en Reino Unido, mediante varias investigaciones se dió lugar al desarrollo de este instrumento.
Su nombre tiene relación con la técnica particular que utiliza, ya que los electrones barren la muestra, y al realizar este procedimiento es que se logra obtener la imagen. A diferencia del electrónico de transmisión, con este barrido se consigue una alta resolución, por lo tanto si se mejoró la principal limitación del modelo anterior.
Para permitir el barrido de los electrones solo la muestra debe ser conductora (de electricidad), por ello se recubre con una capa de carbono o de otro metal, como el oro; esto en caso de que el material no sea conductor. La cantidad e intensidad de electrones se miden, mostrando una figura en tres dimensiones, esto en una imagen ya digitalizada.
Una característica de todos los microscopios electrónicos, es que sólo emiten imágenes en blanco y negro, ya que no utilizan la luz visible; así que son utilizados para diferenciar estructuras, texturas, y características que no dependan del color. En el caso del barrido, no se obtiene tanto aumento como con la transmisión, pero la resolución es mejor.
Estereomicroscopio
Este tipo de microscopio, no se establece cuando aparece en la historia del microscopio, de lo que si se esta seguro, es que se utiliza principalmente para muestras que son diseccionadas; es decir, para visualizar las secciones que componen a dicho material, en el corte seleccionado.
Algo que hace único a este instrumento, es su capacidad para visualizar la muestra de forma tridimensional, sin necesidad de una pantalla, se obtiene directo por el ocular. En este instrumento, el diseño cuenta con dos oculares, porque se ha determinado que para el investigador disminuye el margen de error.
Otra característica particular de ellos, es que su campo de visión es mayor que el de un microscopio óptico, ya que con este se obtienen 20 mm, a diferencia del óptico que son 18 mm; además, poseen la capacidad de tener objetivos de larga distancia, para observar muestras de mayor tamaño. Lo cual no puede darse con otro tipo de microscopio.
Aquí la imagen obtenida es a color, ya que utiliza la luz natural para poder transformarla en la imagen real del objetivo que se desea analizar; siendo esto un nuevo beneficio, sobre los microscopios electrónicos.
Microscopio de Fluorescencia
Antes de hablar especificamente de este instrumento, debemos comprender en qué consiste la fluorescencia. Es un fenómeno físico, de vida corta, una propiedad de moléculas capaces de absorber y emitir fotones de menor energía, es decir aquellos con una longitud de onda mayor.
En el caso del tipo de microscopio que utiliza este fenómeno, se emplea para detectar sustancias con ésta propiedad, es decir aquellas que posean autofluorescencia como es el caso de la Vitamina A. Además es posible la visualización de concentraciones de iones, procesos celulares que requieren sustancias químicas, cómo es la exocitosis y endocitosis.
Para que pueda ser visualizada la imagen, sin que la fluorescencia se convierta en un impedimento, se requiere una bombilla de luz ultravioleta, luz visible, y filtros de excitación, los cuales se posicionan debajo del condensador. Entre los filtros más utilizados están: DAPI utilizado en células muertas, y el GFP, cuyo uso en microbiología se dió desde el año 1987.
Microscopio de Luz Ultravioleta
La historia del microscopio presenta muchas variaciones, porque los científicos e investigadores realizaban modificaciones en base a sus necesidades, es así como se obtiene este tipo de instrumento; el cual, utiliza el rango ultravioleta, y no el rango visible que es el utilizado en el resto de microscopios.
Existen más diferencias con los microscopios convencionales, otra de ellas es que los resultados son registrados en fotografías, el investigador no puede visualizar la muestra directamente por el ocular, ya que este tipo de luz produce daños en la retina. Para que la longitud de onda de ésta luz se transmita, se utiliza: cuarzo, fluorita.
Nuevamente la microbiología es el sector que emplea ésta tecnología con gran frecuencia, en particular para determinar la cantidad de ADN y ARN que posee cada célula; esto se logra ya que, la luz ultravioleta logra el efecto de fluorescencia en ácidos nucleicos, proteínas, aminoácidos.
La historia del microscopio de luz ultravioleta, se da en el siglo XX, por dos alemanes, llamados: Moritz von Rohr y August Kohler; quienes buscaban obtener una mayor resolución, por eso descubren que para lograrlo se debía cambiar el vidrio del lente, determinando que el cuarzo sería el más apropiado
Descubrimientos gracias al Microscopio
Como se ha logrado explicar en este artículo con la historia del microscopio, este es un instrumento de gran relevancia para el Mundo, ya que permite visualizar objetos que a simple vista no podemos, lo cual implica que cada vez se descubren nuevas cosas, que día a día no somos capaces de ver.
Debido a la variedad de sectores, en los que este instrumento puede utilizarse, son muchos los hallazgos que se han encontrado gracias a él; a continuación mencionaremos, algunos de los más importantes en el mundo científico. (Conoce todo sobre la Historia de la Física)
La neurona
En el año 1906 Santiago Ramón descubre que el cerebro está formado de una unidad funcional, a la cual denominó neurona; y que no es una sola, sino son miles, que forman una red de transmisión de impulsos, nerviosos, químicos y eléctricos. Por este hallazgo recibió el premio Nobel de Fisiología y Medicina.
Alzheimer
Ese mismo año, en Alemania Alois Alzheimer, presentó ante la Conferencia de Psiquiatría, la existencia de una enfermedad que ataca la corteza cerebral; lo logró gracias al uso del microscopio. Dicha enfermedad presenta diversos síntomas: desorientación, demencia, pérdida de memoria.
Todos ellos directamente relacionados con la afectación de la estructura de la corteza cerebral, lo cual fue observable con el microscopio; en la actualidad, para estos hallazgos, se utilizan las tomografías. (Quizás te pueda interesar saber de la Historia de Troya)
Virus de Papiloma
Otra enfermedad descubierta con el microscopio, es una que afecta el cuello del útero; en el año 1983, el científico Harald Zur Hausen, logró comprobar que una de las enfermedades de transmisión sexual era la mayor causa de cáncer uterino. Dicho virus es el de papiloma humano (VPH), su portador puede ser el hombre y la mujer, pero afecta únicamente a la mujer.
gracias a su hallazgo se desarrollaron vacunas, lo cual evita un importante número de muertes al año, al igual de infecciones por parte de este virus en específico. Además, se acompaña de la educación sexual, para prevenir cualquier enfermedad de transmisión sexual.
Súper-resolución
En el año 2014, los ganadores del Premio Nobel de Química, obtienen ese galardón gracias a su hallazgo sobre un nuevo tipo de microscopio, que permite visualizar moléculas dentro de células vivas, en un rango de nanómetro; lo cual, nunca antes se había logrado.
La primera compañía en utilizar esta tecnología, fue ZEISS; en su caso, han empleado dicha tecnología para analizar con mayor detalle enfermedades del Sistema Nervioso, ya que se trata de estructuras de gran complejidad, y muchos componentes. (Conoce más sobre la Historia de la Química)
Además alrededor de 30 científicos que han conseguido llevarse el galardón del Premio Nobel, han utilizado este tipo de instrumento para sus descubrimientos; lo cual demuestra que la historia del microscopio, apenas está comenzando, a medida que avance la tecnología, más hallazgos se encontrarán, beneficiando así a la humanidad.