2.2 : Exploration du monde invisible

Objectifs d'apprentissage

• Décrire les développements historiques et les contributions individuelles qui ont mené à l'invention et au développement du microscope
• Comparez et contrastez les caractéristiques des microscopes simples et des microscopes composés

Certaines des caractéristiques et fonctions fondamentales des microscopes peuvent être comprises dans le contexte de l'histoire de leur utilisation. Le chercheur italien Girolamo Fracastoro est considéré comme le premier à avoir formellement postulé que la maladie était transmise par de minuscules séminariums invisibles, ou « graines de la contagion ». Dans son livre De Contagione (1546), il proposait que ces graines puissent s'attacher à certains objets (qu'il appelait fomes [tissu]) qui favorisaient leur transfert d'une personne à l'autre. Cependant, comme la technologie permettant de voir des objets aussi minuscules n'existait pas encore, l'existence du séminarium est restée hypothétique pendant un peu plus d'un siècle : un monde invisible qui attend d'être révélé.

Premiers microscopes

Antonie van Leeuwenhoek, parfois surnommée « le père de la microbiologie », est généralement considérée comme la première personne à avoir créé des microscopes suffisamment puissants pour observer les microbes (Figure\(\PageIndex{1}\)). Né dans la ville de Delft en République néerlandaise, van Leeuwenhoek a commencé sa carrière dans la vente de tissus. Cependant, il s'est intéressé plus tard à la fabrication de lentilles (peut-être pour examiner les fils) et ses techniques innovantes ont produit des microscopes qui lui ont permis d'observer des microorganismes comme personne ne l'avait fait auparavant. En 1674, il a décrit ses observations d'organismes unicellulaires, dont l'existence était auparavant inconnue, dans une série de lettres adressées à la Royal Society of London. Son rapport a d'abord été accueilli avec scepticisme, mais ses affirmations ont rapidement été vérifiées et il est devenu une sorte de célébrité au sein de la communauté scientifique.

Figure\(\PageIndex{1}\) : (a) Antonie van Leeuwenhoek (1632—1723) est considérée comme la première personne à avoir observé des microbes, y compris des bactéries, qu'il a appelés « animalcules » et « petites bêtes ». (b) Même si les microscopes de van Leeuwenhoek étaient de simples microscopes (comme on peut le voir sur cette réplique), ils étaient plus puissants et offraient une meilleure résolution que les microscopes composés de son époque. (crédit b : modification de l'œuvre de « Wellcome Images » /Wikimedia Commons) (c) Bien que plus célèbre pour avoir développé le télescope, Galileo Galilei (1564—1642) a également été l'un des pionniers de la microscopie.

Van Leeuwenhoek est reconnu pour la découverte de microorganismes, mais d'autres avant lui ont contribué au développement du microscope. Il s'agissait notamment de fabricants de lunettes aux Pays-Bas à la fin des années 1500, ainsi que de l'astronome italien Galileo Galilei, qui a utilisé un microscope composé pour examiner les parties d'insectes (Figure\(\PageIndex{1}\)). Alors que van Leeuwenhoek utilisait un simple microscope dans lequel la lumière passe à travers une seule lentille, le microscope composé de Galilée était plus sophistiqué, faisant passer la lumière à travers deux séries de lentilles.

Le contemporain de Van Leeuwenhoek, l'Anglais Robert Hooke (1635—1703), a également apporté d'importantes contributions à la microscopie, publiant dans son livre Micrographia (1665) de nombreuses observations à l'aide de microscopes composés. En regardant un mince échantillon de liège à travers son microscope, il a été le premier à observer les structures que nous connaissons aujourd'hui sous le nom de cellules (Figure\(\PageIndex{2}\)). Hooke a décrit ces structures comme ressemblant à des « nids d'abeilles » et à de « petites boîtes ou poches d'air », notant que chaque « caverne, bulle ou cellule » est distincte des autres (en latin, « cellule » signifie littéralement « petite pièce »). Selon Hooke, elles semblaient probablement remplies d'air parce que les cellules en liège étaient mortes, seules les parois rigides des cellules constituant la structure.

Figure\(\PageIndex{2}\) : Robert Hooke a utilisé son (a) microscope composé pour observer (b) des cellules de liège. Ces deux gravures sont extraites de son œuvre phare Micrographia, publiée en 1665.

Exercice\(\PageIndex{1}\)

1. Expliquez la différence entre les microscopes simples et les microscopes composés.
2. Comparez et comparez les contributions de van Leeuwenhoek, Hooke et Galileo à la microscopie précoce.

Qui a inventé le microscope ?

Si Antonie van Leeuwenhoek et Robert Hooke sont généralement reconnus pour les premiers progrès de la microscopie, aucun des deux ne peut prétendre être l'inventeur du microscope. Certains soutiennent que cette désignation devrait appartenir à Hans et Zaccharias Janssen, des fabricants de lunettes néerlandais qui ont peut-être inventé le télescope, le microscope simple et le microscope composé à la fin des années 1500 ou au début des années 1600 (Figure\(\PageIndex{3}\)). Malheureusement, on ne sait que peu de choses sur les Janssens, pas même les dates exactes de leur naissance et de leur décès. Les Janssen étaient secrets au sujet de leur travail et ne les ont jamais publiés. Il est également possible que les Janssens n'aient rien inventé du tout ; leur voisin, Hans Lippershey, a également développé des microscopes et des télescopes au cours de la même période, et on lui attribue souvent le mérite d'avoir inventé le télescope. Les documents historiques de l'époque sont aussi flous et imprécis que les images vues à travers ces premiers objectifs, et tous les documents archivés ont été perdus au fil des siècles.

Figure\(\PageIndex{3}\) : Zaccharias Janssen et son père Hans ont peut-être inventé le télescope, le microscope simple et le microscope composé à la fin des années 1500 ou au début des années 1600. Les preuves historiques ne sont pas concluantes.

En revanche, van Leeuwenhoek et Hooke peuvent remercier de nombreux documents sur leur travail pour leur héritage respectif. Comme Janssen, van Leeuwenhoek a commencé son travail dans l'obscurité, laissant derrière lui peu de records. Cependant, son ami, l'éminent médecin Reinier de Graaf, a écrit une lettre au rédacteur en chef des Transactions philosophiques de la Royal Society of London pour attirer l'attention sur les puissants microscopes de van Leeuwenhoek. À partir de 1673, van Leeuwenhoek a commencé à soumettre régulièrement des lettres à la Royal Society détaillant ses observations. En 1674, son rapport décrivant des organismes unicellulaires a suscité la controverse au sein de la communauté scientifique, mais ses observations ont rapidement été confirmées lorsque la société a envoyé une délégation pour étudier ses découvertes. Il a par la suite connu une célébrité considérable et a même reçu la visite du tsar de Russie à un moment donné.

De même, Robert Hooke a fait publier ses observations à l'aide de microscopes par la Royal Society dans un livre intitulé Micrographia en 1665. Le livre est devenu un best-seller et a considérablement accru l'intérêt pour la microscopie dans une grande partie de l'Europe.

Résumé

• Antonie van Leeuwenhoek est crédité de la première observation de microbes, y compris de protistes et de bactéries, à l'aide de simples microscopes qu'il a fabriqués.
• Robert Hooke a été le premier à décrire ce que nous appelons aujourd'hui les cellules.
• Les microscopes simples ont une seule lentille, tandis que les microscopes composés ont plusieurs lentilles.

Lexique

microscope composé

un microscope qui utilise plusieurs lentilles pour focaliser la lumière provenant de l'échantillon

microscope simple

type de microscope avec une seule lentille pour focaliser la lumière provenant de l'échantillon