顕微鏡の進歩と生物学


 ガラスレンズの歴史は古いようである。
 ガラスそのものは古代エジプト王朝の古墳からも見つかっており紀元前数千年に遡れる。
 少なくとも1〜2世紀には、拡大する力があることがわかっていた。
 1000年頃イタリアでレンズの製造法や研磨法が開発された。
 15世紀になるとそれまでの不透明な着色ガラスにかわって、透明無色なクリスタルガラスが登場し、多種の光学レンズが作られるようになった。
 1550年、オランダのガラス研磨師ヤンセン親子は、偶然2枚の凸レンズを組み合わせると遠くが間近に見えることを発見し、「不思議な眼鏡」として売り出した。
 1610年に、この「不思議な眼鏡」のうわさを聞いたガリレイによって望遠鏡が作られた。この望遠鏡は逆さに覗くと小さなものを大きく見ることができる顕微鏡となり、ガリレオの顕微鏡と呼ばれた。
 1665年には、レンズを組み合わせた複式顕微鏡によって、ロバート・フックが細胞を発見している。彼の用いた顕微鏡は150倍ほどのものであったと考えられている。
 しかし、この複数のレンズを組み合わせる顕微鏡は像がぼやけ、性能がよいものではなかった。
 一方、17世紀の後半(1650年頃〜1710年頃までの間)にレーウェンフックは、自ら磨いたレンズ1個を使用した単式顕微鏡を作製した。この顕微鏡は大変優れたもので、最高のもので270倍もの倍率であったといわれる。彼はこの顕微鏡を使ってバクテリア、精子、赤血球なども発見している。 
 この後200年間、顕微鏡は進歩しなかった。レンズを支える方の金具は進歩したが、肝心のレンズについてはそのままであった。19世紀の前半にはいくつかの生物学上の重要な発見がなされたが、いずれも使用していた顕微鏡は相変わらず単式顕微鏡であった。
 ブラウンによって、1827年にブラウン運動が、1831年には核が発見されている。また、シュライデンとシュバンにより、1838年と1839年には細胞説が唱えられた。その解像力では、細胞を観察することはできても細胞の構造を観察することは困難であった。シュライデンは、核は細胞の結晶化の中心であり、核のまわりの液体から細胞が結晶化すると核は見えなくなると主張していた。
 シュライデンは研究の限界を感じていた。その壁をうち破るべく若きカール・ツァイスに新しい顕微鏡の開発を依頼した。
 1846年、30才のツァイスは顕微鏡の開発を始めた。
 1866年までには単式顕微鏡の性能を越えた複式顕微鏡(600〜700倍)の開発に成功した。 これ以降、物理学者アッベとガラス職人ショットの協力を得て、1886年までに光学顕微鏡のほぼ限界である開口数1.4の対物レンズの開発に成功した。
 シュライデンによる細胞説の提唱から50年の間に複式顕微鏡は飛躍的に進歩し、細胞の染色技術と相まって、細胞内の構造についても観察が可能になっていった。
 それと時を同じくして、1860年パスツールによるアルコール発酵に関する報告、1875年コッホによる炭疸病原菌の発見、1879年フレミングによる有糸分裂の発見、1883ベネデンによる減数分裂の発見など、生物学上の重要な発見が相次ぐ。
 このようにして、19世紀末には優れた顕微鏡を武器にした細胞学上の知見が急速に蓄積していった。
 有名なパスツールやコッホの業績も顕微鏡の発達に支えられたものである。さらに、1865年に発表されたメンデルの遺伝学が一般には全く受け入れられなかったのに対して、1900年に再発見されたときには、すんなりと受け入れられた。この間わずかに35年である。この背景には顕微鏡の進歩に伴う細胞学の発達があったと言えるかもしれない。

−参考文献−
「電子顕微鏡を作った人々」(医学出版センター)朝倉健太郎・安達公一
「ロバート・フック ニュートンに消された男」(朝日新聞社)中島秀人
「世界の科学者100人」(教育社)竹内均
「ミクロスコピア9巻2号〜10巻4号−カールツァイス◆その栄光の歴史−」(考古堂書店)廣川豊康 
「ローベルト・コッホ」(シュプリンガー・フェアラーク東京)トーマス・D・ブロック 
「パストゥール」(岩波新書)川喜田愛郎 
「遺伝学用語事典」(東京化学同人)


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