ابتكار المجهر واكتشاف الخلية بصيرة بلّورة... 2/1

ابتكار المجهر واكتشاف الخلية
بصيرة بلّورة... 2/1
يرتبط ابتكار المجاهر البصرية من دون شك ارتباطا وثيقا بابتكار الزجاج وتقدم علوم الفيزياء وعلم الضوء منها في شكل خاص تلك التي ساهم فيها إلى حد بعيد العلماء العرب على مر العصور.
عرف الزجاج في حضارات عدة غابرة سادت عصور ما قبل الميلاد. وفيما ينسب البعض أقدم قطعة زجاجية إلى عهد السلالة الفرعونية الثامنة عشرة، امينحوتيب أو امينوفيس 1320-1580ق.م (Amenophis)، كشف النقاب في وادي النيل وفي جوار مدينة طيبة – عاصمة الفراعنة سابقا – عن عقود بدائية وعجائن زجاجية تعود في عهدها إلى الألف الخامس قبل الميلاد...
ويعود الفضل في صناعة الزجاج الشفاف أو "الحقيقي" إلى الحضارة الفينيقية في الألف الثاني قبل الميلاد، ويروي عالم الطبيعيات الروماني بلين الأقدم Pline L'ancien، في العقد السابع الميلادي في مؤلفه "التاريخ الطبيعي" كيف أن سفينة مصرية محملة بمادة الناطرون Natron (كلمة عربية الأصل تعني كربونات الصوديوم المهدرجة طبيعيا Na2O3-10H2O) والتي استخدمت في تحنيط الأموات، غرقت عند السواحل الفينيقية. استخدم البحارة بعد التجائهم إلى شواطئ مدينة صور كتلا من الناطرون – عوضا عن الأحجار – في إعداد مواقدهم وفي سند قدورهم. وعند اختلاطها بالرمل المؤلف أساسا من أكسيد السيليسيوم Si O2 وتحت تأثير جمر المواقد تبلورت عناصرها وولدت بذلك مصادفة مادة الزجاج. انتقلت هذه الصناعة الجديدة بفضل تجارة الفينيقيين البحرية التي سادت موانئ البحر المتوسط إلى كل من مصر وإيطاليا ومنهما انتشرت في العالم القديم.
تطورت تقنية صناعة الزجاج في الشام ومصر في القرن الثالث قبل الميلاد لتدرك مرحلة متقدمة في عهد الإمبراطورية الرومانية(31 ق.م). ويذكر أن قيصر روما أخضع الدولتين لدفع مخصصاتهما من الجزية من المنتجات الزجاجية.
يحتل الزجاج في عصرنا مركزا مهما في معظم الصناعات الحديثة بدءا من المراصد الفلكية والمركبات الفضائية وانتهاء بالأجهزة الكهربائية والإلكترونية. ونتساءل أحيانا كيف كان من الممكن أن تكون الأدوات المنزلية والمخبرية لولا الزجاج ومشتقاته العديدة وهل كان من الممكن أن تمتد – من دونه – هيمنة عصور المعادن حتى يومنا هذا ؟
مع تطور صناعة الزجاج وتنوع منتجاتها في العصور الميلادية الأولى خطت علوم الطبيعيات أو الفيزياء، مرحلة متقدمة في دراسة تركيز الضوء وانتشاره، ويعتبر كتاب "علم المناظر" في الضوء والبصريات نحو 1035م للعلامة العربي الحسن بن الهيثم، من أشهر ما نشر من الدراسات في ذلك العهد، تمت ترجمته إلى اللاتينية (المعروفة دوليا باللغة العلمية)، ودُرّس في كبرى مدارس أوربا حتى منتصف القرن الرابع عشر.
وفي العام 1280م استطاع الفيزيائي الإيطالي سالفينو ديغلي آرمتي Salbino D.Armati استنادا إلى تجارب من سبقه أن يبتكر زجاجة مكبرة خاصة بهدف تضخيم الأشياء وتكبيرها. بقي سر هذه القطعة غامضا إلى أن أفشى به الراهب الكسندر ديللا سبينا Alexandre D. Spina معلنا أنها قطعة زجاجية مقربة محدبة الطرفين عرف العرب صناعتها وتشبه في شكلها حبة "العدس" ومنها اشتق اسمها (العدسة).
وبرغم ظهور أنواع أخرى من البلورات المقعرة الطرفين أو المحدبة الطرف الواحد في القرن الخامس عشر، حافظت "العدسات" على تسميتها الأولى واستخدمت يدويا في إظهار دقائق الأشياء في قصر النظر أو بعده. إلا أن النظارات المعروفة حاليا بمساندها الأنفية والأذنية أخذت شكلها المألوف في القرن الثامن عشر.
ظل استخدام العدسات محدودا إلى أن استطاع الهولندي زخاريس جنسن Zacharias Jansen أن يركب العام 1590م منظارا بسيطا ذو عدستين مبتكرا في ذلك الجد الأول للمجهر البصري. واستنادا إلى مبدأ جنسن نجح الفلكي الإيطالي غاليليو غاليلي Galileo Galilei في أن يبتكر المنظار الفلكي الأول أو التلسكوب العام 1609م، كشف غاليليو بواسطة منظاره تضاريس القمر ومظهر كوكب فينوس ورأى البقع الشمسية الشهيرة.. وغيرها. أدرك العالم حينئذ أهمية العدسات الزجاجية في كشف الحقائق البعيدة والمبهمة.
يعتبر المجهر البصري أو الميكروسكوب Microscope أحد أهم الابتكارات الحديثة إذ يستطيع بفضل عدساته تكبير المرئيات الدقيقة التي يصعب على العين المجردة تمييزها أو إظهار غير المرئي من الموجودات كما هو الحال في المجاهر الإلكترونية.
تتشكل الصور في المجهر العادي بفضل الأشعة المرئية مباشرة (الفوتونات)، أو في استخدام الأشعة تحت الحمراء (IR) وفوق البنفسجية (UV) القريبتين من الأشعة المرئية.
للمجهر ثلاثة أنظمة بصرية رئيسية تقع على محور واحد ضمن جهاز ميكانيكي خاص يؤمن التحكم في وضعية العدسات وشدة الإضاءة المرجوة:
*النظام المرئي، ويتألف من العدسة الشيئية Objectif التي تستطيع جمع الأشعة الضوئية ضمن مسافات محرقية صغيرة بحيث تعطي هيئة حقيقية للأجسام المراد دراستها في أبعاد أكثر ضخامة ووضوحا. وغالبا ما تستخدم عدسات تتراوح قيمتها التكبيرية من 10 إلى 2500 مرة فقط.
*النظام العيني، ويتألف من العدسة المكبرة Loupe. تعمل العدسة هنا على تضخيم الصورة المرئية من خلال العدسة السابقة على مستوى عين الناظر. وتفضل عادة المجاهر الزوجية بمنظارين للأغراض البيولوجية نظرا لتخفيضها حدة الإرهاق عن شبكية العين وعصبها البصري.
*النظام التركيزي، ويتألف من مكثف ضوئي يعمل على تسليط أكبر ما يمكن من الأشعة الناتجة عن المصدر الضوئي – الطبيعي أو الكهربائي – فوق الجسم المراد تكبيره تطبق إلى جانب المرآة التقليدية ظاهرتي تداخل الموجات الضوئية وتباين الألوان الطيفية في رؤية العينات المدروسة في وضوح وشفافية تامة.
الخلايا الحية
الخلايا الميتة
يشترط في صناعة العدسات البصرية أن تكون جافة ومتناهية الدقة والنقاوة، لا يتخلل كتلتها أية فقاعة هوائية ولا يعتريها خدش بسيط تفاديا لتشوش الرؤية والوضوح. يستخدم في ذلك الزجاج الإنجليزي، أو الكريستال والزجاج الصواني Flint ذا القاعدة الرصاصية، والزجاج التاجي Crown. ويمكن الحصول أيضا على أنواع أشد حساسية للأشعة غير المرئية بعد إدخال المعادن النادرة فيها كالذهب والنحاس أو بعض العناصر الكيميائية كالليثيوم والصوديوم.
وبرغم أن المجاهر البصرية في حداثة عهدها لم تتجاوز قوتها التكبيرية مئة مرة حقيقة العينة المدروسة فلقد استطاع روبرت هوك Robert Hooke أن يرى العام 1665م غرفا صغيرة في مقطع من الفلين (الطبقة الميتة من القشرة النباتية) أطلق عليها اسم"الخلايا". وبعد سنوات عدة نجح الهولندي انطوان فان لوفنهوك A.Van Leuwenhock في رؤية البكتريات وكريات الدم مكبرة عشرات المرات عن أحجامها الميكرونية ومع ازدياد حساسية العدسات سبر مجهر الإنجليزي روبرت براون R.Brown جدران نوى الخلايا الحية العام 1833م كاشفا نوياتها ومكنوناتها المتناهية الصغر وحققت المجاهر العادية في ذلك انتصارا لا يستهان به في ميدان البحث العلمي وولد مع ابتكارها علمين جديدين: علم الخلية Cytologie وعلم الأحياء الدقيقية، أو الميكروبيولوجيا Microbiologie استنادا إلى لقب الجرثوم أو الميكروب الذي عمم العالم سيديوت Sédillot استخدامه العام 1878م على مجموع الأحياء المجهرية في المملكتين النباتية والحيوانية.
للحصول على عينات دقيقة واضحة تقطع المادة المراد دراستها بواسطة المقطاع المجهري أو الميكروتوم Microtome، إلى وريقات رقيقة جدا تعالج الوريقات بمواد كيميائية خاصة لإظهار مكونات المادة وتمييز عناصرها المختلفة، قبل نشرها فوق شرائح زجاجية 3x8 سنتيمتر تقريبا. وتعتبر طريقة غرام Gram إحدى أشهر طرق الإظهار في دراسة المتعضيات الدقيقة بعد تلوينها في محاليل اليود. لكن استخدام الإنارة الشعاعية أو الفلورية Fluorescente سمح في إظهار أنواع مميزة من العينة، من دون غيرها وفي المحضر ذاته.
Célula T matando a una célula cancerígena
يتبع....
*.**.**.**.*
والله الموفق
2016-06-06
محمد الشودري