? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 列文虎克:微生物學(xué)的開拓者
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2019-4-24 青野云麓
安東尼?列文虎克(Antony van Leeuwenhoek,1632年10月24日—1723年8月26日),荷蘭顯微鏡學(xué)家、微生物學(xué)的開拓者,生卒均于荷蘭代爾夫特。由于勤奮及本人特有的天賦,他磨制的透鏡遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過同時(shí)代人。他的放大透鏡以及簡單的顯微鏡形式很多,透鏡的材料有玻璃、寶石、鉆石等。其一生磨制了400多個(gè)透鏡,有一架簡單的透鏡,其放大率竟達(dá)270倍。其主要成就:首次發(fā)現(xiàn)微生物,最早記錄肌纖維、微血管中血流。
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列文虎克出生于1632年的荷蘭德夫特。16歲時(shí)就失去了父親,被迫退學(xué)后來到荷蘭首都阿姆斯特丹一家雜貨鋪當(dāng)學(xué)徒。在雜貨鋪的隔壁有一家眼鏡店,列文虎克有空就會(huì)到眼鏡工匠那里學(xué)習(xí)磨制玻璃片的技術(shù)。當(dāng)他聽說用上等玻璃磨成的凸透鏡能放大身邊的小東西許多倍,他便渴望用自己雙手磨出光勻透亮的鏡片,帶領(lǐng)他進(jìn)入人類用肉眼永遠(yuǎn)看不到的奧秘的微觀世界。不知過了多少個(gè)夜晚,列文虎克忘記白天店鋪里學(xué)徒生活的勞累,一心撲在磨制鏡片上,很快便掌握了磨制鏡片的技術(shù)。一天,他終于磨制出了一個(gè)直徑只有3mm,但卻能將物體放大200倍的鏡片。他把鏡片鑲嵌在木片挖成的洞孔內(nèi),用來觀察微小的物體。他幾乎不敢相信自己的眼睛,在他的鏡片下,雞毛的絨毛變得像樹枝一樣粗,跳蚤和螞蟻的腿變得粗壯而強(qiáng)健。
結(jié)束了學(xué)徒生活的列文虎克最后在故鄉(xiāng)德夫特定居下來,從事市政府看門人的工作。他每天把工余的時(shí)間花在用顯微鏡觀察自然現(xiàn)象上。1674年,列文虎克發(fā)明瞭世界上第一臺(tái)光學(xué)顯微鏡,并利用這臺(tái)顯微鏡首次觀察到了血紅細(xì)胞,從而開始了人類使用儀器來研究微觀世界的紀(jì)元。
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列文虎克雖沒受過高等教育,但他的朋友中卻有不少是科學(xué)家、學(xué)者、藝術(shù)家,其中包括當(dāng)時(shí)荷蘭的著名解剖學(xué)家德 ?格拉夫(Regnier de Graaf)。格拉夫?qū)τ谝认俜置谖锛按菩詣?dòng)物的生殖系統(tǒng)很有研究,“卵”這個(gè)詞就是格拉夫首先提出來的。格拉夫還比較關(guān)注顯微觀察,而且與倫敦皇家學(xué)會(huì)聯(lián)系密切。正是通過格拉夫,列文虎克的工作才被皇家學(xué)會(huì)、進(jìn)而被科學(xué)界所了解。1680年,列文虎克當(dāng)選為皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。
他對于在放大透鏡下所展示的顯微世界非常有興趣,觀察的對象非常廣泛,主要有晶體、礦物、植物、動(dòng)物、微生物、污水、昆蟲等等。1674年他開始觀察細(xì)菌和原生動(dòng)物即他所謂的“非常微小的動(dòng)物”。他還測算了它們的大小。1677年首次描述了昆蟲、狗和人的精子。1684年他準(zhǔn)確地描述了紅細(xì)胞,證明馬爾皮基推測的毛細(xì)血管層是真實(shí)存在的。1702年他在細(xì)心觀察了輪蟲以后,指出在所有露天積水中都可以找到微小生物,因?yàn)檫@些微生物附著在微塵上、飄浮于空中并且隨風(fēng)轉(zhuǎn)移。他追蹤觀察了許多低等動(dòng)物和昆蟲的生活史,證明它們都自卵孵出并經(jīng)歷了幼蟲等階段,而不是從沙子、河泥或露水中自然發(fā)生的。
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他通過友人的介紹和英國皇家學(xué)會(huì)建立了聯(lián)系,自1673~1723年曾將他的發(fā)現(xiàn)陸續(xù)以通信的方式報(bào)告給學(xué)會(huì),其中絕大多數(shù)都發(fā)表在《皇家學(xué)會(huì)哲學(xué)學(xué)報(bào)》上;由他提供的第一幅細(xì)菌繪圖也在1683年該學(xué)報(bào)上刊出。他于1680年被選為該學(xué)會(huì)的會(huì)員。
他是第一個(gè)用放大透鏡看到細(xì)菌和原生動(dòng)物的人。盡管他缺少正規(guī)的科學(xué)訓(xùn)練,但他對肉眼看不到的微小世界的細(xì)致觀察、精確描述和眾多的驚人發(fā)現(xiàn),對18世紀(jì)和19世紀(jì)初期細(xì)菌學(xué)和原生動(dòng)物學(xué)研究的發(fā)展,起了奠基作用。他根據(jù)用簡單顯微鏡所看到的微生物而繪制的圖像,如今看來依然是正確的。
由于基礎(chǔ)知識薄弱,使他所報(bào)道的內(nèi)容僅僅限于觀察到的一些事實(shí),未能上升為理論。他的顯微鏡制法也由于保密,有些如今還是未解之謎。他制造的透鏡小者只有針頭那樣大。適當(dāng)?shù)耐哥R配合起來最大的放大倍數(shù)可達(dá)300倍。
他的劃時(shí)代的細(xì)致觀察,使他舉世聞名。許多名人,如英國安妮女王(1702-1714年在位)、俄國彼得大帝(1689-1725年在位)都曾訪問過他。
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首次發(fā)現(xiàn)微生物
“充滿煤煙、灰塵的車廂,是一個(gè)‘活動(dòng)的監(jiān)獄’?!薄拔摇畲蟮膬?yōu)點(diǎn)’,是保護(hù)指甲干凈?!边@是瑞典著名化學(xué)家諾貝爾 (1833~1896年)衛(wèi)生習(xí)慣的片斷。
原來,煙塵及指甲中,藏著大量令人生病的病原微生物。尤其當(dāng)今,“生水里有細(xì)菌,喝了肚子疼”的道理,以及“不隨地吐痰”、“飯前便后洗手”的衛(wèi)生習(xí)慣,早已成為婦孺皆知的普通常識了。然而,這種簡單道理,要是在300多年前,莫說一般人們,就連赫赫有名的英國皇家學(xué)會(huì)也全然不知。
本來,這無孔不入的微生物,何時(shí)何地不在與人們打交道?甚至在我們體內(nèi)到處安營扎寨,自由鉆進(jìn)鉆出哩??墒?,由于人們不能用肉眼看見它們,因而幾千年來,人類竟不知道世界上還有微生物這東西存在。
那么,是誰第一個(gè)發(fā)現(xiàn)了這“小人國”里的搗蛋“居民”?他,就是列文虎克!如果要歌頌他對人類的大功大德,那就必須從他發(fā)現(xiàn)“狄爾肯”的前因后果說起……
“狄爾肯”,原是拉丁文Dierken的譯音,意即細(xì)小活潑的物體。這是列文虎克第一次發(fā)現(xiàn)微生物時(shí),給它們?nèi)〉钠婀置帧?/span>
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好奇的看門人
列文虎克于1632年10月24日出生在荷蘭代爾夫特市的一個(gè)釀酒工人家庭。他父親去世很早,在母親的撫養(yǎng)下,讀了幾年書。16歲即外出謀生,過著飄泊苦難的生活。后來返回家鄉(xiāng),才在代爾夫特市政廳當(dāng)了一位看門人。
由于看門工作比較輕松,時(shí)間寬裕,而且接觸的人也很多,因而,在一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)里,他從一位朋友那里得知,荷蘭的最大城市阿姆斯特丹有許多眼鏡店,除磨制鏡片外,也磨制放大鏡,并告訴他說:
“用放大鏡,可以把看不清的小東西放大,并讓你看得清清楚楚,神妙極了?!?/span>
具有強(qiáng)烈好奇心的列文虎克,默默地想著這個(gè)新鮮有趣的問題,越想越產(chǎn)生了興趣。
“閑著也沒事,我不妨也買一個(gè)放大鏡來試試。”
可是,當(dāng)他到眼鏡店一問,原來價(jià)錢卻貴得嚇人,他只好高興而去,掃興而歸了。
列文虎克從眼鏡店出來,恰好看到磨制鏡片的人在使勁地磨著。但磨制的方法并不神秘,只是需要仔細(xì)和耐心罷了。
“索性我也來磨磨看?!?/span>
從那時(shí)起,列文虎克利用自己的充裕時(shí)間,耐心地磨制起鏡片來……
列文虎克除懂荷蘭文之外,其他文字一竅不通。尤其一些科學(xué)技術(shù)的著作都以拉丁文為主,所以,列文虎克沒法閱讀這些參考資料,他只能自己摸索著。
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列文虎克經(jīng)過辛勤勞動(dòng),終于磨制成了小小的透鏡。但由于實(shí)在太小了,他就做了一個(gè)架子,把這塊小小的透鏡鑲在上邊,看東西就方便了。
后來,經(jīng)過反復(fù)琢磨,他又在透鏡的下邊裝了一塊銅板,上面鉆了一個(gè)小孔,以使光線從這里射進(jìn)而反照出所觀察的東西來。這就是列文虎克所制作的第一架顯微鏡,它的放大能力相當(dāng)大,竟超過了當(dāng)時(shí)世界上所有的顯微鏡。
列文虎克有了自己的顯微鏡后,便十分高興地察看一切。他把手伸到顯微鏡旁,只見手指上的皮膚,粗糙得像塊柑桔皮一樣,難看極了;他看到蜜蜂腿上的短毛,猶如縫衣針一樣地直立著,使人有點(diǎn)害怕。隨后,他又觀察了蜜蜂的螫針、蚊子的長嘴和一種甲蟲的腿。
總之,他對任何東西都感興趣,都要仔細(xì)觀察??墒?,當(dāng)他把身邊和周圍能夠觀察的東西都看過之后,便又開始不大滿足了。他覺得應(yīng)該再有一個(gè)更大、更好的顯微鏡。
為此,列文虎克更加認(rèn)真地磨制透鏡。由于經(jīng)驗(yàn)加上興趣,使他毅然辭退了公職,并把家中的一間空房改作了自己的實(shí)驗(yàn)室。
幾年以后,列文虎克所制成的顯微鏡,不僅越來越多和越來越大,而且也越來越精巧和越來越完善了,以致能把細(xì)小的東西放大到兩三百倍。
列文虎克的工作是保密的,他從不允許任何人參觀,總是單獨(dú)一個(gè)人在小屋里耐心地磨制鏡片,或觀察他所感興趣的東西。他作為自學(xué)者,從動(dòng)物學(xué)各科中,獲得了廣博的知識。他把從于草浸泡液中所觀察到的微生物,稱之為“微動(dòng)物。”
但是,列文虎克卻對他的朋友——醫(yī)生兼解剖學(xué)家德?格拉夫 (1641~1673年)是個(gè)例外,因格拉夫既是代爾夫特城里的名醫(yī),同時(shí)也是英國皇家學(xué)會(huì)的通訊會(huì)員。他早聽人說,列文虎克正在研制什么神秘的眼鏡。
一天,格拉夫終于專程前來拜訪列文虎克。面對這位知名人士和朋友的來訪,他熱情地接待了客人,并拿出自己的顯微鏡請格拉夫觀看。不看則已,看著看著倒使格拉夫抬起頭來,嚴(yán)肅地說道:
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“親愛的,這可真是件了不起的創(chuàng)造發(fā)明??!”格拉夫接著又說:
“你知道嗎?你的創(chuàng)造發(fā)明具有極其偉大的意義。你不能再保守秘密了,應(yīng)該立即把你的顯微鏡和觀察記錄,送給英國的皇家學(xué)會(huì)?!?/span>
“難道連顯微鏡也要送去?!”這可是列文虎克從來沒有考慮過的嚴(yán)肅問題——要公開自己的顯微鏡。他認(rèn)為這是自己的心血,自己的財(cái)富。所以,當(dāng)他聽了格拉夫的勸告后,他竟情不自禁地把顯微鏡收了起來。
“朋友,這種公開不是壞事,誰也不會(huì)侵占你的成果,你必須向世界公眾表明:你的觀察是如此非凡,這是人類從未發(fā)現(xiàn)的新課題。”
成功的喜悅,并沒有使好奇心強(qiáng)的列文虎克沖昏頭腦。相反,更加促進(jìn)他那鍥而不舍的探索精神。
他將自己的觀察報(bào)告繼續(xù)不斷地寄往倫敦?;始覍W(xué)會(huì)的科學(xué)家們一如既往地?fù)屜乳喿x……
1673年,列文虎克詳細(xì)地描述了他對人、哺乳動(dòng)物、兩棲動(dòng)物和魚類等紅血球的觀察情況,并把它們的形態(tài)結(jié)構(gòu),繪成了圖畫。
1675年,他經(jīng)過多次對雨水的觀察之后,又將他的觀察記錄送往了皇家學(xué)會(huì):“我用4天的時(shí)間,觀察了雨水中的小生物,我很感興趣的是,這些小生物遠(yuǎn)比直接用肉眼所看到的東西要小到萬分之一……這些小生物在運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,頭部會(huì)伸出兩只小角,并不斷地活動(dòng),角與角之間是平的……如果把這些小生物放在蛆的旁邊,它就好像是一匹高頭大馬旁邊的一只小小的蜜蜂……在一滴雨水中,這些小生物要比我們?nèi)商m的人數(shù)還多許多倍……”
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1677年,列文虎克同他的學(xué)生哈姆一起,共同發(fā)現(xiàn)了人以及狗和兔子的精子。
“這些小家伙幾乎像小蛇一樣用優(yōu)美的彎曲姿勢運(yùn)動(dòng)?!边@是1683年,列文虎克在人的牙垢中所觀察到的比“微動(dòng)物”更小的生物。誠然,由于他的顯微鏡效能還不能完全清晰地看清這些小生物,所以,他的描述和繪圖,并不夠準(zhǔn)確。盡管如此,誰又能懷疑,列文虎克是發(fā)現(xiàn)微小生物的最早鼻祖呢?
列文虎克在牙垢中所發(fā)現(xiàn)的微小生物究竟是什么呢?當(dāng)時(shí)就連他自己也不得而知。直到200年之后,人們才認(rèn)識了它們——無處不在的細(xì)菌。
由于列文虎克的名氣越來越大,一天,有位記者來采訪列文虎克,向他問道:“列文虎克先生,你的成功‘秘訣’是什么?”列文虎克想了片刻,他一句話不說,卻伸出了因長期磨制透鏡而成為滿是老繭和裂紋的雙手。這不是一種最誠摯而又巧妙的回答嗎?
1723年,91歲高齡的列文虎克,雖然健康狀況越來越壞,但他的工作并沒有停止。
8月24日清晨,素有早起習(xí)慣的列文虎克卻沒有按時(shí)起床。他的女兒瑪麗婭對父親的破例感到奇怪。當(dāng)她來到父親的床前時(shí),列文虎克卻搶先說道:“瑪麗婭,快去請霍霍夫利特先生到我這里來……”
即將離開人世的列文虎克,鎮(zhèn)靜地對好友霍霍夫利特說:“對不起,請將桌子上的兩封信譯成拉丁文,并連同包袱送到倫敦皇家學(xué)會(huì)……”
8月27日,列文虎克在親密的朋友和女兒的陪伴下,在代爾夫特的老家,安靜地離開了人世。
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倫敦皇家學(xué)會(huì)收到列文虎克的兩封信和一大包東西。一封信詳細(xì)地寫著顯微鏡的制作方法;另一封信卻這樣寫道:“我從50年來所磨制的顯微鏡中,選出了最好的幾臺(tái),謹(jǐn)獻(xiàn)給我永遠(yuǎn)懷念的皇家學(xué)會(huì)。”人們打開包袱一看,共有大小不同的顯微鏡26臺(tái)和好幾百個(gè)放大鏡!
一個(gè)看門人竟登上了科學(xué)的寶座,他在后輩的人生途中,留下了多么寶貴的精神食糧?!暗覡柨稀钡谋緛砻婺勘还T于世,他給人類的健康、幸福,拓開了多么巨大的物質(zhì)寶庫!
在他的一生當(dāng)中磨制了超過500個(gè)鏡片,并制造了400種以上的顯微鏡,其中只有9種仍有人使用。雖然他活著的時(shí)候就看到人們承認(rèn)了他的發(fā)現(xiàn),但要等到100多年以后,當(dāng)人們在用效率更高的顯微鏡重新觀察列文虎克描述的形形色色的“小動(dòng)物”,并知道他們會(huì)引起人類嚴(yán)重疾病和產(chǎn)生許多有用物質(zhì)時(shí),才真正認(rèn)識到列文虎克對人類認(rèn)識世界所作出的偉大貢獻(xiàn)。
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列文虎克作為杰出的顯微觀察家,在生物學(xué)史上是相當(dāng)重要的。直到19世紀(jì),顯微科學(xué)的研究才超過他的水平。從職業(yè)上看,他是一位業(yè)余科學(xué)家,他的主要職業(yè)是商人,而且即使在科學(xué)研究中他也保留了某些商人的習(xí)性。例如,他對自己的某些方法秘不示人,惟恐別人掌握,而且他喜歡“獨(dú)立經(jīng)營”,很少與別人交流科學(xué)研究的結(jié)果。但從另一個(gè)方面看,他卻是一位真正的杰出科學(xué)家。他對科學(xué)研究如癡如狂的迷戀,他的嚴(yán)謹(jǐn)而勤奮的治學(xué)態(tài)度和作風(fēng),以及他所做出的貢獻(xiàn),這些不僅在當(dāng)時(shí),而且在整個(gè)生物學(xué)史上也是不多見的。