La historia de la ciencia está llena de fascinantes descubrimientos e inventos que han traído un profundo cambio a lo largo del paso de los siglos. Cada rama de las ciencias ha tenido momentos que han marcado un antes y un después. También hay muchos casos en los que un descubrimiento en una rama de la ciencia, tras una nueva aplicación abre una inédita ventana de conocimiento. Hoy hablaremos de un invento que reúne esas dos proyecciones en la historia del microscopio.
Este pequeño artefacto, cuyos lentes son producto de los avances en la óptica, daría a los hombres de ciencia una herramienta colosal, en especial a aquellos estudiosos de la biología. Este es un interesante relato que, en sus orígenes, se remonta a la antigüedad, pero se formalizó ya finalizando el siglo XVI de nuestra era. La historia del microscopio es, en todo caso, la compilación de varios inventos que permitieron descubrir un mundo que estaba oculto a nuestros ojos.
Este universo microscópico impulsó la curiosidad de otros, que pronto se convirtieron en investigadores del microcosmos. Por lo tanto, la historia del microscopio busca recordar a aquellos hombres como Zacharias Janssen, Hans Lippershey, Galileo Galilei, Robert Hooke, Anton van Leeuwenhoek, entre otros, que dieron forma a este increíble instrumento de ciencia.
Invención del microscopio
La invención del microscopio se encuentra llena de personajes y pequeñas anécdotas que dan a la historia de este artefacto un toque bastante singular. Primero, antes que hablar propiamente de la fabricación del microscopio, es preciso aclarar qué es un microscopio.
El microscopio compuesto y el microscopio simple
El microscopio del que vamos a hablar es en realidad llamado microscopio compuesto y recibe este nombre por contar con más de una lente para poder hacer un aumento de la imagen. Este concepto es empleado para distinguirlo de los microscopios simples, que, sin demeritar, son solamente una lupa o lente. Es preciso hacer esta desambiguación para más adelante, no incurrir en errores en la génesis de este dispositivo. Ya que desde la antigüedad, tanto griegos, chinos, egipcios y mesopotámicos conocían las lentes o microscopios simples.
De las lupas a los primeros microscopios compuestos
Diversas civilizaciones dieron usos distintos métodos para elaborar sus lupas. Por ejemplo, los chinos llenaban tubos con agua a volumen variable para lograr un efecto de aumento. No obstante, estas formas de construcción de lupas no solo eran imprecisas sino con escaso aumento.
Sería la Italia previa al Renacimiento la que vería la elaboración de lentes hechos a partir de vidrio. Con esto se abrió un nuevo campo que permitió elaborar lentes mucho más precisos. Sin embargo, el primer uso de estos lentes no se orientó hacia lo microcosmos, sino hacia los cielos. El invento como tal del microscopio compuesto está sumido en el debate y la controversia, cosa que profundizaremos más adelante cuando hablemos sobre quien invento el microscopio.
Lo que sí se puede asegurar es que este invento apareció entre finales del siglo XVI y principios del XVII. El elemento novedoso de los primeros microscopios compuestos es que precisamente incluían 2 lentes. Estos modelos, como el fabricado por Zacharias Janssen, lograron un aumento de 9x algo verdaderamente notable para la época. A partir de entonces, varios investigadores, fueron haciendo ajustes y modificaciones con el fin de incrementar la capacidad de aumento de la imagen. Siendo el más notorio Anton van Leeuwenhoek, quien a mediados del siglo XVII creó un microscopio compuesto capaz de alcanzar 200x de aumento.
¿Quién invento el microscopio?
Ya hicimos referencia a que los historiadores aun debaten sobre la paternidad del microscopio compuesto. En primer lugar, tenemos que aclarar que aun en el presente existe una disputa por la paternidad del primer microscopio. Los 3 personajes que inventaron el microscopio o se les atribuye este invento son un holandés, un alemán y un italiano.
El primero, el holandés y fabricante de lentes Zacharias Janssen. Según los historiadores de Holanda fue, a una corta edad cercana a los 10 años, quien, con la ayuda de su padre, Hans Janssen, construyese el primer microscopio compuesto en 1590.
El segundo, se trata del alemán Hans Lippershey, el cual residía en el mismo poblado que los Janssen en Holanda. Este hombre patentó el primer telescopio y es por muchos considerado el verdadero inventor del microscopio compuesto.
El tercero de estos posibles padres del microscopio es nada más que Galileo Galilei. Este connotado científico es considerado por los italianos como el padre de este invento, ya que en 1609 creó el suyo. Si bien su fuerte nunca fue la microscopía, Galileo si resultó en un apasionado por las propiedades ópticas de las lentes.
Independientemente de la autoría del primer microscopio compuesto de la historia, fue el médico del papa Urbano VII, el alemán Giovani Faber quien bautizó el invento. Empleó los términos del griego micron, que significa pequeño y skopein, mirar.
El primer microscopio del mundo
A pesar de los posibles distintos inventores, el primer microscopio se le atribuye, mayoritariamente a Zacharias Janssen. La historia del primer microscopio está soportada en una carta elaborada por un médico y amigo personal de Zacharias, un tal William Borelius. En esta misma carta se explica cómo fueron los primeros microscopios o por lo menos el de Janssen. Este consistía en dos tubos de metal, uno dentro del otro, bien ajustados. En cada extremo se encontraba una lente, un ocular plano convexo y un objetivo biconvexo. En esa misma carta se señalaba cuando se inventó el microscopio: 1590.
El origen de este microscopio antiguo subyace en el relato que Zacharias, aun siendo un niño, ayudaba a su padre en el taller de lentes. En algún punto, colocó dos lentes en los extremos de un tubo y notó como incrementaba el tamaño de la imagen. En términos de diseño este aparato primigenio es muy distinto a un microscopio actual. Sin embargo, conserva el mismo concepto: un lente que sirve de ocular y otro que es el objetivo.Evolución del microscopio
En este relato nos hemos concentrado en los orígenes y antecedentes del microscopio, mismos que identificamos en la antigüedad con los microscopios simples. Pero tenemos un amplio trecho dentro de la historia del microscopio desde su invención hasta la actualidad.
Es que es preciso señalar que, desde su primera fabricación, a finales del siglo XVI y principios del siglo XVII, el microscopio compuesto ha sufrido una serie de cambios. Robert Hooke, destacado científico inglés, publicó en 1665 una obra llamada Micrographia. En ella Hooke usó un microscopio compuesto que usaba la luz de una vela para ayudar a definir la imagen. Su mejora consiguió que el aumento llegara a 50x dándole oportunidad de observar y dibujar plantas e insectos como nunca habían sido vistas. Esto marcó el inicio de la era donde el microscopio pasaba a ser una parte fundamental de los equipos de un científico.
A este proceso de mejoras al que llegamos, hay que destacar a la figura de Anton van Leeuwenhoek, quien perfecciono el microscopio enormemente. Llegó a fabricar unas pequeñas lentes que le permitieron a este otrora comerciante de tejidos abrir de una vez por todas las puertas de la microscopía. Esto se debe a que el microscopio de Leeuwenhoek alcanzaba un aumento de 200x, suficiente para ver microorganismos como los protozoarios.
A lo largo de los siglos XVIII y XIX sucedieron una serie de mejoras que eliminaron aberraciones ópticas o que daban mayor comodidad al investigador en su uso. El desarrollo del microscopio óptico llegaría a su punto cúspide a finales del siglo XIX con la teoría de Ernst Abbe quien demostró cual era el límite de la capacidad de aumento de las lentes. Esto inició nuevas formas de realizar estudios microscópicos.
Línea de tiempo de la historia del microscopio
Antes de continuar en este relato de la historia del microscopio hasta la actualidad, es necesario sintetizar esta información. Al construir una línea del tiempo de la historia del microscopio sería así
750 a.C.: Fecha en la que se data la lente más antigua que se ha encontrado, ubicada en el imperio asirio en la región de Mesopotamia.
150- 100 a.C.: Los romanos emplean receptáculos de vidrio que llenaban con agua para que sirvieran como lentes simples.
1250 d.C aproximadamente: En Italia se comienza a popularizar las lentes para ser usadas como gafas.
Primeros microscopios compuestos
1590: Fecha en la que se atribuye a Zacharias Janssen la fabricación del primer microscopio óptico compuesto.
1609: Galileo Galilei inventa su propio microscopio compuesto.
1610 (Aproximadamente): Giovani Faber acuña por primera vez el término microscopio a al instrumento creado por Galileo.
1630: Francesco Stelluti al describir la superficie de las abejas realiza los primeros relatos de observaciones con microscopio.
1665: El británico Robert Hooke realiza y publica su obra Micrographia con el primer microscopio compuesto con iluminación artificial para mejorar la imagen, hecho por el mismo. Usa por primera vez la palabra célula y también realiza los primeros dibujos de observaciones microscópicas.
1670: Anton van Leeuwenhoek crea unos lentes esféricos que le permitieron crear los microscopios más poderosos de su época. Fue el primero en observar microorganismos como protozoarios, espermatozoides, sangre, etc.
1675-1679: El médico italiano Marcello Malpighi, considerado el padre de la histología, descubrió las estomas en las hojas de las plantas y sus capilares. También desarrollo investigaciones en embriones, cadáveres y animales.
1730: Chester Moore Hall realizo experimentos de óptica y logra minimizar las aberraciones cromáticas en los microscopios.
1776: Jeremiah Session creó la base de los objetivos del revolver. Esto permitía al observador cambiar el objetivo de manera rápida y sencilla.
1800: Giopvanni Battista Amici, óptico, científico y naturalista de origen italiano logra con éxito corregir algunas aberraciones en los lentes.
1830: Joseph Jackson Lister logra corregir la aberración esférica en los lentes. A partir de este punto los microscopios se vuelven elementos de observación científica con un grado de error ínfimo.
Desarrollo de los primeros microscopios modernos
1884: Ernst Abbe establece los lineamientos de la óptica moderna comprobando el límite físico del aumento de los lentes.
1904: La empresa Carl Zeiss elaboró el primer microscopio de rayos de luz ultravioleta, siendo capaz de duplicar a los microscopios ó
pticos en su resolución.
1913: La compañía de lentes construye el primer microscopio compuesto binocular.
1933: Max Knoll y Erns Ruska construyen el primer microscopio electrónico.
1951: Los físicos William Nixon y Ellis Coslett construyen el primer microscopio de rayos X.
Microscopios modernos
A finales del siglo XIX, Ernst Abbe calculó que los microscopios ópticos tenían una limitación, fundamentada en la longitud de onda de la luz visible. Esto traía como consecuencia que lo máximo que podía distinguirse empleando un microscopio era un objeto o partícula que no fuese menor a 0,25 micrómetros. De esta forma, los científicos se avocaron a construir microscopios más poderosos. Entre estos tenemos:
Microscopio polarizado
Estos microscopios, también llamados petrográficos, emplean luz polarizada. Esto los hace perfectos para el estudio de muestras minerales y de rocas, ya que el componente polarizado minimiza el brillo y la luz reflejada por dichos materiales.
Microscopio electrónico
Este tipo de microscopio en vez de utilizar la luz visible emplea un haz de electrones. Estas partículas son captadas por sensores especiales para generar imágenes digitalizadas con una ampliación al menos cien mil veces superior que un microscopio óptico.
Microscopio electrónico de barrido
Este microscopio electrónico lanza a los electrones sobre el objeto a estudiar, lo que permite reconstruir una imagen tridimensional del objeto.
Microscopio electrónico de transmisión
Esta variedad de microscopio electrónico es capaz de emitir un rayo de electrones con la suficiente potencia para atravesar el objeto estudiado. Como consecuencia, se obtiene una imagen digital bidimensional.
Microscopio fluorescente
Estos microscopios sustituyen la luz visible por luz fluorescente y fosforescente. Con ellas se pueden observar características distintas y a otro nivel de detalle que con la luz normal. Los microscopios fluorescentes en la industria química orgánica.
Resumen Breve de La Historia del microscopio
Desde su invención a finales del siglo XVI, el microscopio óptico ha contribuido notablemente al desarrollo científico. La apertura a un nuevo mundo inimaginado, trajo como consecuencia que en los siglos XVII, XVIII y XIX, se produjeran enormes avances en la botánica, zoología, medicina, mientras que surgieron nuevas ramas en la biología, como lo es la histología.
En la medida que era necesario ver con más detalle este microcosmos, distintos científicos se dedicaron a mejoras sus microscopios, convirtiendo a este instrumento en una herramienta indispensable en el laboratorio de cualquier científico.
Ya el siglo XX trajo consigo la aparición de nuevas tecnologías que se adaptaron al concepto de la microscopía, que se encargaron de ver más allá de lo que permitía la luz visible. Así como la lente esférica de Leeuwenhoek o de Hooke, permitieron abrir las puertas del mundo microscópico, los microscopios modernos llevaron esta frontera aún más lejos.
