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2: Como vemos o mundo invisível - Biologia


Nos últimos séculos, aprendemos a manipular a luz para perscrutar mundos antes invisíveis - aqueles muito pequenos ou muito distantes para serem vistos a olho nu. Por meio de um microscópio, podemos examinar células e colônias microbianas, usando várias técnicas para manipular cor, tamanho e contraste de maneiras que nos ajudam a identificar espécies e diagnosticar doenças. Este capítulo explora como vários tipos de microscópios manipulam a luz para fornecer uma janela para o mundo dos microrganismos. Ao compreender como os vários tipos de microscópios funcionam, podemos produzir imagens altamente detalhadas de micróbios que podem ser úteis tanto para pesquisas quanto para aplicações clínicas.

  • 2.E: Como vemos o mundo invisível (exercícios)
  • 2.0: As Propriedades da Luz
    A luz visível consiste em ondas eletromagnéticas que se comportam como outras ondas. Portanto, muitas das propriedades da luz que são relevantes para a microscopia podem ser entendidas em termos do comportamento da luz como uma onda. Uma propriedade importante das ondas de luz é o comprimento de onda, ou a distância entre um pico de uma onda e o próximo pico. A altura de cada pico (ou profundidade de cada depressão) é chamada de amplitude.
  • 2.1: Perscrutando o mundo invisível
    O estudioso italiano Girolamo Fracastoro é considerado a primeira pessoa a postular formalmente que a doença foi disseminada por minúsculos seminários invisíveis. Ele propôs que essas sementes pudessem se prender a certos objetos que sustentavam sua transferência de pessoa para pessoa. No entanto, como a tecnologia para ver esses objetos minúsculos ainda não existia, a existência dos seminários permaneceu hipotética por pouco mais de um século - um mundo invisível esperando para ser revelado.
  • 2.2: Instrumentos de Microscopia
    O século 20 viu o desenvolvimento de microscópios que alavancavam a luz invisível, como a microscopia de fluorescência, que usa uma fonte de luz ultravioleta, e a microscopia eletrônica, que usa feixes de elétrons de comprimento de onda curto. Esses avanços levaram a grandes melhorias na ampliação, resolução e contraste. Nesta seção, faremos um levantamento da ampla gama de tecnologia microscópica moderna e aplicações comuns para cada tipo de microscópio.
  • 2.3: Amostras microscópicas de coloração
    Em seu estado natural, a maioria das células e microrganismos que observamos ao microscópio carecem de cor e contraste. Isso torna difícil, senão impossível, detectar estruturas celulares importantes e suas características distintivas sem tratar artificialmente as amostras. Aqui, vamos nos concentrar nas técnicas mais clinicamente relevantes desenvolvidas para identificar micróbios específicos, estruturas celulares, sequências de DNA ou indicadores de infecção em amostras de tecido, sob o microscópio.

Miniatura: Um microscópio composto em um laboratório de Biologia. Imagem usada com permissão (CC -BY-SA 4.0; Acagastya).


2.2 Perscrutando o mundo invisível

Algumas das características e funções fundamentais dos microscópios podem ser compreendidas no contexto da história de seu uso. O estudioso italiano Girolamo Fracastoro é considerado a primeira pessoa a postular formalmente que a doença foi disseminada por minúsculos invisíveis seminaria, ou “sementes do contágio”. No livro dele De Contagione (1546), ele propôs que essas sementes pudessem se prender a certos objetos (que ele chamou Fomes [pano]) que apoiou sua transferência de pessoa para pessoa. No entanto, como a tecnologia para ver esses objetos minúsculos ainda não existia, a existência do seminaria permaneceu hipotético por pouco mais de um século - um mundo invisível esperando para ser revelado.

Primeiros microscópios

Antonie van Leeuwenhoek, às vezes aclamado como “o Pai da Microbiologia”, é normalmente considerado a primeira pessoa a criar microscópios poderosos o suficiente para visualizar micróbios (Figura 2.9). Nascido na cidade de Delft, na República Holandesa, van Leeuwenhoek começou sua carreira vendendo tecidos. No entanto, mais tarde ele se interessou pela fabricação de lentes (talvez para olhar os fios) e suas técnicas inovadoras produziram microscópios que lhe permitiram observar microorganismos como ninguém antes. Em 1674, ele descreveu suas observações de organismos unicelulares, cuja existência era até então desconhecida, em uma série de cartas à Royal Society of London. Seu relatório foi inicialmente recebido com ceticismo, mas suas afirmações logo foram verificadas e ele se tornou uma espécie de celebridade na comunidade científica.

Enquanto van Leeuwenhoek é creditado com a descoberta de microorganismos, outros antes dele contribuíram para o desenvolvimento do microscópio. Isso incluía fabricantes de óculos na Holanda no final dos anos 1500, bem como o astrônomo italiano Galileo Galilei, que usou um microscópio composto para examinar partes de insetos (Figura 2.9). Considerando que van Leeuwenhoek usou um microscópio simples , em que a luz passa por apenas uma lente, o microscópio composto de Galileu era mais sofisticado, passando a luz por dois conjuntos de lentes.

O contemporâneo de Van Leeuwenhoek, o inglês Robert Hooke (1635-1703), também fez contribuições importantes para a microscopia, publicando em seu livro Micrographia (1665) muitas observações usando microscópios compostos. Vendo uma fina amostra de cortiça ao microscópio, foi o primeiro a observar as estruturas que hoje conhecemos como células (Figura 2.10). Hooke descreveu essas estruturas como semelhantes a "favo de mel" e como "pequenas caixas ou bexigas de ar", observando que cada "Caverna, bolha ou célula" é distinta das outras (em latim, "célula" significa literalmente "pequena sala"). Eles provavelmente pareciam a Hooke cheios de ar porque as células da cortiça estavam mortas, com apenas as paredes das células rígidas fornecendo a estrutura.

Verifique sua compreensão

  • Explique a diferença entre microscópios simples e compostos.
  • Compare e contraste as contribuições de van Leeuwenhoek, Hooke e Galileo para a microscopia inicial.

Micro Conexões

Quem inventou o microscópio?

Embora Antonie van Leeuwenhoek e Robert Hooke geralmente recebam muito do crédito pelos primeiros avanços na microscopia, nenhum dos dois pode alegar ser o inventor do microscópio. Alguns argumentam que essa designação deveria pertencer a Hans e Zaccharias Janssen, fabricantes holandeses de óculos que podem ter inventado o telescópio, o microscópio simples e o microscópio composto durante o final dos anos 1500 ou início dos anos 1600 (Figura 2.11). Infelizmente, pouco se sabe com certeza sobre os Janssen, nem mesmo as datas exatas de seus nascimentos e mortes. Os Janssen mantinham segredo sobre seu trabalho e nunca publicaram. Também é possível que os Janssens não tenham inventado absolutamente nada, seu vizinho, Hans Lippershey, também desenvolveu microscópios e telescópios durante o mesmo período de tempo, e muitas vezes atribuem-se a ele o inventor do telescópio. Os registros históricos da época são tão confusos e imprecisos quanto as imagens vistas através das primeiras lentes, e todos os registros arquivados foram perdidos ao longo dos séculos.

Em contraste, van Leeuwenhoek e Hooke podem agradecer a ampla documentação de seu trabalho por seus respectivos legados. Como Janssen, van Leeuwenhoek começou seu trabalho na obscuridade, deixando poucos registros. No entanto, seu amigo, o proeminente médico Reinier de Graaf, escreveu uma carta ao editor do Transações filosóficas da Royal Society of London chamando a atenção para os poderosos microscópios de van Leeuwenhoek. De 1673 em diante, van Leeuwenhoek começou a enviar cartas regularmente à Royal Society detalhando suas observações. Em 1674, seu relatório descrevendo organismos unicelulares gerou polêmica na comunidade científica, mas suas observações foram logo confirmadas quando a sociedade enviou uma delegação para investigar suas descobertas. Posteriormente, ele gozou de considerável celebridade, chegando a receber a visita do czar da Rússia.

Da mesma forma, Robert Hooke teve suas observações usando microscópios publicadas pela Royal Society em um livro chamado Micrographia em 1665. O livro tornou-se um best-seller e aumentou muito o interesse pela microscopia em grande parte da Europa.

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    • Autores: Nina Parker, Mark Schneegurt, Anh-Hue Thi Tu, Philip Lister, Brian M. Forster
    • Editor / site: OpenStax
    • Título do livro: Microbiologia
    • Data de publicação: 1 de novembro de 2016
    • Local: Houston, Texas
    • URL do livro: https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction
    • URL da seção: https://openstax.org/books/microbiology/pages/2-2-peering-into-the-invisible-world

    © 20 de agosto de 2020 OpenStax. O conteúdo do livro didático produzido pela OpenStax é licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution License 4.0. O nome OpenStax, logotipo OpenStax, capas de livro OpenStax, nome OpenStax CNX e logotipo OpenStax CNX não estão sujeitos à licença Creative Commons e não podem ser reproduzidos sem o consentimento prévio e expresso por escrito da Rice University.


    Introdução a Como vemos o mundo invisível

    Quando olhamos para um arco-íris, suas cores abrangem todo o espectro de luz que o olho humano pode detectar e diferenciar. Cada matiz representa uma frequência diferente de luz visível, processada por nossos olhos e cérebros e reproduzida como vermelho, laranja, amarelo, verde ou uma das muitas outras cores familiares que sempre fizeram parte da experiência humana. Mas só recentemente os humanos desenvolveram uma compreensão das propriedades da luz que nos permitem ver imagens coloridas.

    Nos últimos séculos, aprendemos a manipular a luz para perscrutar mundos antes invisíveis - aqueles muito pequenos ou muito distantes para serem vistos a olho nu. Por meio de um microscópio, podemos examinar células e colônias microbianas, usando várias técnicas para manipular cor, tamanho e contraste de maneiras que nos ajudam a identificar espécies e diagnosticar doenças.

    A Figura 1 ilustra como podemos aplicar as propriedades da luz para visualizar e ampliar imagens, mas essas impressionantes micrografias são apenas dois exemplos dos inúmeros tipos de imagens que agora somos capazes de produzir com diferentes tecnologias microscópicas. Este capítulo explora como vários tipos de microscópios manipulam a luz para fornecer uma janela para o mundo dos microrganismos. Ao compreender como os vários tipos de microscópios funcionam, podemos produzir imagens altamente detalhadas de micróbios que podem ser úteis tanto para pesquisas quanto para aplicações clínicas.

    Figura 1. Diferentes tipos de microscopia são usados ​​para visualizar diferentes estruturas. A microscopia de campo claro (à esquerda) apresenta uma imagem mais escura em um fundo mais claro, produzindo uma imagem nítida dessas células do Bacillus anthracis no líquido cefalorraquidiano (as células bacterianas em forma de bastonete são circundadas por leucócitos maiores). A microscopia de campo escuro (direita) aumenta o contraste, tornando a imagem mais clara em um fundo mais escuro, conforme demonstrado por esta imagem da bactéria Borrelia burgdorferi, que causa a doença de Lyme. (crédito à esquerda: modificação do trabalho pelos Centros de Controle e Prevenção de Doenças crédito à direita: modificação do trabalho pela American Society for Microbiology)


    MICRO CONEXÕES: Quem inventou o microscópio?

    Embora Antonie van Leeuwenhoek e Robert Hooke geralmente recebam muito do crédito pelos primeiros avanços na microscopia, nenhum dos dois pode alegar ser o inventor do microscópio. Alguns argumentam que esta designação deveria pertencer a Hans e Zaccharias Janssen, fabricantes holandeses de óculos que podem ter inventado o telescópio, o microscópio simples e o microscópio composto durante o final dos anos 1500 ou início dos anos 1600 (Figura2.11 ) Infelizmente, pouco se sabe com certeza sobre os Janssen, nem mesmo as datas exatas de seus nascimentos e mortes. Os Janssen mantinham segredo sobre seu trabalho e nunca publicaram. Também é possível que os Janssens não tenham inventado absolutamente nada que seu vizinho, Hans Lippershey, também tenha desenvolvido microscópios e telescópios durante o mesmo período, e muitas vezes é creditado a ele o inventor do telescópio. Os registros históricos da época são tão confusos e imprecisos quanto as imagens vistas através das primeiras lentes, e todos os registros arquivados foram perdidos ao longo dos séculos.

    Em contraste, van Leeuwenhoek e Hooke podem agradecer a ampla documentação de seu trabalho por seus respectivos legados. Como Janssen, van Leeuwenhoek começou seu trabalho na obscuridade, deixando poucos registros. No entanto, seu amigo, o proeminente médico Reinier de Graaf, escreveu uma carta ao editor do Transações filosóficas da Royal Society of London chamando a atenção para os poderosos microscópios de van Leeuwenhoek. De 1673 em diante, van Leeuwenhoek começou a enviar cartas regularmente à Royal Society detalhando suas observações. Em 1674, seu relatório descrevendo organismos unicelulares gerou polêmica na comunidade científica, mas suas observações foram logo confirmadas quando a sociedade enviou uma delegação para investigar suas descobertas. Posteriormente, ele gozou de considerável celebridade, chegando a receber a visita do czar da Rússia.

    Da mesma forma, Robert Hooke teve suas observações usando microscópios publicadas pela Royal Society em um livro chamado Micrographia em 1665. O livro tornou-se um best-seller e aumentou muito o interesse pela microscopia em grande parte da Europa.

    Figura 2.11. Zaccharias Janssen, junto com seu pai Hans, pode ter inventado o telescópio, o microscópio simples e o microscópio composto durante o final dos anos 1500 ou início dos anos 1600. A evidência histórica é inconclusiva.


    Assista o vídeo: O Mundo Invisível - Tudo o que nos cerca, mas não vemos, Micro Mundo Full HD (Dezembro 2021).