O advento da microscopia e os avanços à posteriori

Por Camila Abreu - 31 de agosto de 2019.

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   O microscópio é um instrumento muito utilizado por cientistas, sendo encontrado facilmente entre os laboratórios de diversos ramos em diferentes áreas. O microscópio (do grego, mikros = pequeno, skopein = ver) possui a finalidade de obter imagens ampliadas de seres, estruturas e objetos tão pequenos a ponto de ser impossível observá-los a olho nu.

   Para o microscópio obter uma imagem eficiente, deve ter bons parâmetros de ampliação e resolução. A ampliação refere-se à capacidade das lentes de aumentar uma imagem, ou seja, torná-la grande e visível, fazendo o objeto visualizado parecer maior. A resolução é a medida que promove a fácil distinção entre dois pontos próximos na imagem. Microscópios com menores valores de resolução proporcionam imagens mais claras e de maior qualidade, devido a minuciosidade dos detalhes.

  A microscopia é uma área que avançou desproporcionalmente. À vista disso, atualmente, além dos microscópios óticos, sendo os mais usuais e conhecidos, existem microscópios muito avançados que oferecem altíssimos poderes de ampliação e resolução. Estes são os microscópios eletrônicos, que ao invés de incidir um feixe de luz na amostra, incidem um feixe de elétrons. O microscópio eletrônico promove aumentos entre 200.000 a 400.000 vezes, sendo seu poder resolvente cerca de 100 vezes maior que o do microscópio de luz, permitindo a visualização de organelas celulares, vírus, flagelos bacterianos e filamentos proteicos, por exemplo. Contudo, neste artigo não iremos nos ater às diferenças entre o microscópio ótico e o eletrônico e muito menos listar seus componentes e descrever suas estruturas; daremos atenção à invenção desse magnífico instrumento e aos avanços que este nos proporcionou nas ciências biológicas.

Histórico

   O holandês Zacharias Janssen, fabricante de óculos, fora o inventor do microscópio composto, em meados do ano de 1600. Acredita-se que ele teve o auxílio de seu pai, Hans Janssen, durante a invenção. Porém, como a invenção do microscópio é muito controversa e debatida, muitos atribuem o feito ao holandês Antonie Van Leeuwenhoek (1632-1723). O microscópio de Van Leeuwenhoek era dotado de apenas uma lente, semelhante a uma lupa, designado microscópio simples. O holandês era um excelente polidor de lentes e, utilizando seu microscópio simples com ampliação de cerca de 300 vezes, observou vários materiais biológicos, como glóbulos vermelhos do corpo humano, espermatozóides, embriões de plantas, além de ter sido a primeira pessoa a observar bactérias e protozoários. 

   O cientista inglês Robert Hooke (1635-1703) aperfeiçoou a microscopia, construindo uma máquina com duas lentes, assim como Janssen. Sendo detentor de um aparelho com maior capacidade de ampliação, fora capaz de realizar diversas observações inovadoras, recebendo o título de pioneiro da descoberta da célula. A célula documentada por Hooke fora um pedaço de cortiça - tecido vegetal retirado da casca de determinada árvore. Observando o material, percebeu que este continha diversas cavidades diminutas, e a cada uma delas deu o nome de “cell” (do latim, pequenas celas). Suas inúmeras observações foram registradas em seu trabalho, publicado em 1665, intitulado “Micrographia”. Sua obra apresenta ilustrações de esponjas (poríferos), madeira, algas marinhas, asas de moscas, ácaros, fungos, dentre outras.

   O microscópio passou por melhorias e inovações significativas em 1830, devido ao proeminente trabalho de Joseph Jackson Lister. Naquele momento, foi desenvolvido o microscópio composto moderno, semelhante ao utilizado hoje em laboratórios. Graças ao avanço da microscopia, descobertas revolucionárias foram feitas na biologia.

Avanços à posteriori

   Apesar de ser atribuído à descoberta da célula, Robert Hooke, de fato, não visualizou uma célula, mas sim um tecido, como já mencionado. A definição de célula foi elucidada somente em 1839, quando postulada a “Teoria Celular”, pelo botânico Matthias Jacob Schleiden e pelo zoólogo e fisiologista Theodor Schwann, ambos alemães. Segundo o postulado:

  • Todos os seres vivos são formados por células;

  • A célula é a menor unidade básica da vida;

  • Toda célula é originada de uma célula preexistente.

   Este denota um dos principais marcos da invenção do microscópio: a descoberta da célula, as menores unidades vivas, que contém uma membrana plasmática e um citosol, e que carrega as informações genéticas, essenciais para o processo de hereditariedade.

  Um avanço extraordinário oriundo da invenção do microscópio foi a descoberta dos microrganismos, sendo as bactérias, protozoários, fungos e as entidades acelulares, os vírus. Devido ao conhecimento destes seres microscópicos, Louis Pasteur (1822-1895) pôde refutar a Teoria da Geração Espontânea, também conhecida como abiogênese. Segundo a teoria, organismos vivos podiam surgir de seres inanimados, como lama, lagos, roupas sujas, lixo e pedaços de carne. Diversos cientistas tentaram refutar a abiogênese, como Francesco Redi e Lazzaro Spallanzani. Todavia, os defensores da abiogênese sempre propunham justificativas que impediam a falseabilidade da teoria, como a que o ar era essencial à vida e continha uma força vital. Logo, segundo estes defensores, em experimentos que continha caldo de carne esterilizado em frascos fechados, não havia o surgimento de seres vivos porque não havia o contato do ar. Em 1861, Louis Pasteur com seu genial experimento utilizando frascos com pescoço de cisne, refutou a Teoria da Geração Espontânea e provou a existência de microrganismos no ar.

    Uma vez descoberta a existência de microrganismos, a área da saúde também prosperou, já que houve conhecimento da gama de microrganismos patogênicos que causam doenças. Foi também de grande importância para o contexto social, já que enfermidades, em muitas culturas, eram vistas como castigos sobrenaturais, provocados por deuses ou por espíritos ruins. Para evitar a patogenicidade, métodos de assepsia foram desenvolvidos, como o costume de lavar as mãos antes de procedimentos cirúrgicos e partos, o uso de fenol em salas cirúrgicas, uso de álcoois e substâncias cloradas e a imunização, que inclui a invenção da vacina pelo médico britânico Edward Jenner, em 1798, sendo um feito revolucionário. Dentre estes avanços na medicina, é inevitável não citar Robert Koch (1843-1910), que com seus postulados, foi capaz de isolar e identificar os agentes etiológicos de diversas doenças que assolavam a sociedade.

   A invenção do microscópio também propiciou no aprimoramento da Taxonomia, disciplina da biologia que lida com a identificação, classificação e organização dos seres vivos. Carolus Linnaeus, conhecido por desenvolver a nomenclatura binomial, separava os seres vivos em somente dois reinos: Reino Plantae e Reino Animalia. Com o advento da microscopia, o reino Protista pode ser implementado para caracterizar os microrganismos, e com os avanços na microscopia, microrganismos puderam ser categorizados em novos reinos pela visualização de microestruturas e detalhes minuciosos que puderam os diferenciar. Por fim, Robert Harding Whittaker em 1969, elucidou os cincos reinos existentes: Plantae, Animalia, Protista, Fungi e Monera. Carl Woese, em 1977, aperfeiçoou a classificação, ilustrando os três domínios: Archea, Bacteria e Eukarya.

   O desenvolvimento da microscopia também foi essencial para refutar a Teoria do Preformismo ou Epigênese. Esta teoria consistia na ideia de que no espermatozóide e/ou no óvulo existia um organismo em miniatura - no caso de células sexuais humanas, o homúnculo, homem em miniatura. Antonie Van Leeuwenhoek inclusive deu força à teoria ao descrever o homúnculo visto em microscópio ao analisar espermatozóides. Contudo, com o aprimoramento da microscopia ao decorrer dos anos, a teoria tornou-se obsoleta, e as áreas da embriologia e da genética puderam prosperar.

   O advento da microscopia provou-se essencial para o desenvolvimento da biologia. Se não fosse pela mente visionária de cientistas que questionaram e que puderam trazer respostas àquilo que é invisível aos nossos olhos e de difícil interpretação à nossa mente, não teríamos o conforto, a qualidade de vida, e logicamente, o conhecimento que detemos hoje, e ao qual somos muito gratos por compartilhá-los com nossos leitores.

Referências bibliográficas:

GEST, Howard. The discovery of microorganisms by Robert Hooke and Antoni Van Leeuwenhoek, fellows of the Royal Society. Notes and records of the Royal Society of London, v. 58, n. 2, p. 187-201, 2004.

TORTORA, G.J, FUNKE, B.R, CASE, C.L., Microbiologia, 12ªedição. Porto Alegre: Artmed, 2017. 935 p.

KHAN ACADEMY. Microscopia. Disponível em: <https://pt.khanacademy.org/science/biology/structure-of-a-cell/introduction-to-cells/a/microscopy> Acesso em: 27 de ago. de 2019.

GLOBO CIÊNCIA. O inglês Robert Hooke aperfeiçoou o microscópio e cunhou o termo célula. Disponível em: <http://redeglobo.globo.com/globociencia/noticia/2011/11/o-ingles-robert-hooke-aperfeicoou-o-microscopio-e-criou-o-termo-celula.html>  Acesso em: 27 de ago. de 2019.

LICO, M. A. A. UOL EDUCAÇÃO. Microscopia - A descoberta da célula e a teoria celular. Disponível em: <https://educacao.uol.com.br/disciplinas/biologia/microscopia-a-descoberta-da-celula-e-a-teoria-celular.htm> Acesso em: 27 de ago. de 2019.