Seine Mikroskopiemethoden waren so fein abgestimmt, dass nach der Entdeckung von Bakterien diese Art von Organismus seit über 100 Jahren von keinem anderen Wissenschaftler mehr beobachtet wurde.
Anfänge
Antonie van Leeuwenhoek wurde am 24.Oktober 1632 in der kleinen Stadt Delft in der Niederländischen Republik geboren. Sein Vater war Philips Antonisz van Leeuwenhoek, ein Korbmacher. Seine Mutter war Margaretha Bel van den Berch, deren wohlhabende Familie Bierbrauer waren.
Antonies frühes Leben war ziemlich steinig: Sein Vater starb, als er gerade fünf Jahre alt war. Seine Mutter heiratete wieder und Antonie lebte einige Zeit bei einem Onkel. Sein Onkel war Anwalt und half Antonie mit grundlegenden Lese- und Rechenkenntnissen, Stärkung der Ausbildung, die er in örtlichen Schulen erhalten hatte. Als Antonie 16 Jahre alt war, war auch sein Stiefvater gestorben.
Antonie lernte keine anderen Sprachen als Niederländisch, was darauf hindeutet, dass er nie zur Universität gehen sollte: Er hätte dafür zumindest Latein lernen müssen.
Geschäftskarriere
1648, im Alter von 16 Jahren, zog Leeuwenhoek in die berühmte niederländische Handelsstadt Amsterdam, um in einem Textilgeschäft zu arbeiten. Er lernte sein Handwerk gut und wurde zur vertrauenswürdigen Position des Kassierers und Buchhalters befördert.
1654 kehrte er im Alter von 21 Jahren nach Delft zurück, wo er den Rest seines langen Lebens verbringen sollte. Dies war ein bedeutendes Jahr für Leeuwenhoek. Er kehrte nicht nur in seine Heimatstadt zurück, sondern heiratete auch und setzte seine Geschäftserfahrung in Amsterdam in die Praxis um und eröffnete sein eigenes Textilgeschäft in Delft. Neben Stoff verkaufte er Knöpfe, Bänder und anderes Zubehör.
In den nächsten Jahren wurde Leeuwenhoek eine einflussreiche Figur in Delft. 1660 wurde er im Alter von 28 Jahren mit der Leitung des Rathauses von Delft beauftragt. Als Gegenleistung für nur wenig Arbeit – die eigentliche körperliche Arbeit wurde an andere delegiert – erhielt er ein großzügiges Gehalt.Leeuwenhoek, ein Mann mit vielen Talenten, wurde auch beauftragt, den Delfter Weinhandel zu überwachen und die entsprechenden Steuern auf importierten Wein zu erheben.
Während er sein Geschäft führte und für die Stadt Delft arbeitete, wurde Leeuwenhoek im Alter von etwa 40 Jahren ein qualifizierter Landvermesser, kurz bevor er seine wissenschaftliche Arbeit begann.
Antonie van Leeuwenhoeks Wissenschaft
Die Entdeckung der Leeuwenhoek-Linse
Leeuwenhoeks biologische Entdeckungen hingen vollständig von seiner Fähigkeit ab, Linsen von außergewöhnlich hoher Qualität herzustellen.
Er hat niemandem erzählt, wie er seine Linsen hergestellt hat. Das Geheimnis ging mit ihm ins Grab. Um Konkurrenten vom Geruch abzuhalten, sprach er darüber, wie er sehr lange Glas mahlen musste, um seine Linsen herzustellen. Das war fast sicher nicht wahr.
Die Menschen im Textilhandel verwendeten seit Hunderten von Jahren Glasperlen – kleine Glaskugeln – als Linsen, um Stoffe im Detail zu untersuchen. Leeuwenhoek verwendete in seinem täglichen Geschäft häufig Glasperlen, um die Dichte von Fäden und die Qualität von Stoffen zu untersuchen.
1665 veröffentlichte der große englische Wissenschaftler Robert Hooke Micrographia mit Zeichnungen, die er von der natürlichen Welt durch die Linse seines Mikroskops gemacht hatte.
Eine von Robert Hookes Zeichnungen aus Micrographia: ein Drohnenkopf mit detaillierter Augenstruktur.
Leeuwenhoek besuchte 1668 England und sah höchstwahrscheinlich eine Kopie von Micrographia: Es war der erste wissenschaftliche Bestseller geworden. Wichtig für Leeuwenhoek, Es enthielt Zeichnungen, die Hooke von seinen mikroskopischen Untersuchungen von Stoffen gemacht hatte.
Micrographia enthält eine Beschreibung, wie ein leistungsfähiges Mikroskop mit einer einzigen sphärischen Linse hergestellt werden kann – ähnlich den Glasperlen, mit denen Leeuwenhoek bereits vertraut war:
…wenn Sie ein sehr klares Stück eines zerbrochenen Venice-Glases nehmen und es in einer Lampe in sehr kleine Haare oder Fäden ziehen, dann halten Sie die Enden dieser Fäden in der Flamme, bis sie schmelzen und in eine kleine runde Kugel oder einen Tropfen hängen Sie am Ende des Fadens; und wenn Sie weiter mehrere davon mit ein wenig Siegellack auf das Ende eines Stocks kleben, so dass die Fäden nach oben stehen, und dann … einen guten Teil davon abschleifen, und danach auf einer glatten Metallplatte mit ein wenig Tripoly, reiben Sie sie, bis sie sehr glatt werden; Wenn einer von ihnen mit ein wenig weichem Wachs gegen ein kleines Nadelloch fixiert wird, durch eine dünne Platte aus Messing gestochen, Blei, Zinn, oder irgendein anderes Metall, und ein Objekt, sehr nahe platziert, durch es hindurch betrachtet werden, es wird sowohl vergrößern als auch einige Objekte deutlicher machen. eines der großen Mikroskope.
(Zu Hookes Zeiten schrieben die Leute manchmal SEHR lange Sätze!)
Wir können nicht sagen, ob Leeuwenhoek Hookes Worte kannte – er konnte kein Englisch lesen. Es wird jedoch angenommen, dass er Hookes Technik zur Herstellung seiner Linsen verwendete.
Hooke selbst verwendete keine Linsen, die mit dieser Methode hergestellt wurden, weil sie unbequem waren: Der Abstand zwischen der Linse und dem betrachteten Objekt musste sehr kurz sein und das Auge des Beobachters musste sehr nahe an die Linse gedrückt werden, wodurch Hookes Augen schnell angespannt wurden.
Hooke verwendete ein Verbundmikroskop (eines mit zwei Linsen), das den Mikroskopen, die wir heute verwenden, ähnlicher ist.
Leeuwenhoek war jedoch mehr als glücklich, kleine, sphärische Linsen zu verwenden, um einlinsige Mikroskope herzustellen. Er hielt die Details, wie er seine Linsen herstellte, geheim, aber heute können wir einigermaßen sicher sein, dass er Folgendes getan hat:
- erhitzte den mittleren Teil eines Glasstabs mit einer heißen Flamme, bis er geschmolzen war
- zog die Enden des Stabes in entgegengesetzte Richtungen und bildete einen langen, dünnen Faden aus geschmolzenem Glas
- zog weiter an den Enden, während der geschmolzene Faden in der Mitte immer dünner wurde und schließlich brach
- legte eines der Fadenenden zurück in die Flamme, was dazu führte, dass das Ende des Fadens eine kleine Glaskugel bildete
Diese Kugel war eine Linse, die erforderlich einige polieren. Je kleiner die Kugel, desto größer die Vergrößerung.
Als er mit der Herstellung von Linsen begann, hoffte Leeuwenhoek vielleicht, damit Textilien genauer untersuchen zu können als jemals zuvor.Bald verspürte er jedoch den gleichen Zwang wie Hooke, natürliche Objekte in nie zuvor gesehenen Details zu untersuchen.
Mikroskope aus Leeuwenhoeks winzigen sphärischen Linsen – die kleinsten Linsen mit einem Durchmesser von nur 1 mm – waren leicht in der Lage, Objekte um den Faktor 200 – 300 zu vergrößern, während Hookes Verbundmikroskop nur um den Faktor 40 – 50 vergrößerte. Bemerkenswerterweise konnte Leeuwenhoek mit seinen Objektiven Details von nur 1,35 µm auflösen. (Dies bedeutete, dass er zum Beispiel leicht rote Blutkörperchen sehen konnte, die typischerweise einen Durchmesser von 6 – 8 µm haben.)
Antonie van Leeuwenhoek schaut durch eines seiner winzigen Einlinsenmikroskope und zeichnet seine Beobachtungen auf. Die Probe, die er betrachtet, wird innerhalb des Körpers des Mikroskops gehalten. Gemälde von Ernest Boar.
Was auch heute noch ungewiss ist, ist, wie Leeuwenhoek die Objekte beleuchtete, die er studierte. Dies war ein äußerst wichtiger Teil seiner einzigartigen Kunst der Mikroskopie. Eine andere war seine unübertroffene Fähigkeit bei der Einrichtung zum Betrachten:
- Tropfen von Flüssigkeit, wie Blut oder Teichwasser, oder
- feste Proben, wie Pflanzenmaterial oder tierische Muskeln, sauber mit einer Rasierklinge in sehr dünne Abschnitte geschnitten, transparent genug für Licht, um durch zu reisen, so dass ihre Details gesehen und gezeichnet werden konnten.
Leeuwenhoek hat zu Lebzeiten über 500 winzige Mikroskope hergestellt. Sie waren umständlich zu bedienen und unbequem, weshalb wir heute zusammengesetzte Mikroskope verwenden. Trotz ihrer Nachteile enthüllten sie in Leeuwenhoeks fachkundigen Händen eine völlig neue biologische Welt.
Die von Leeuwenhoek entdeckte mikroskopische Welt
Leeuwenhoek war ein Handwerker, der keine formale Ausbildung in Naturwissenschaften hatte und noch nie ein College besucht hatte. Dennoch war die Qualität seiner Beobachtungen so hoch und seine Entdeckungen so überzeugend, dass seine Forschung durch Briefe an die Royal Society in London bekannt wurde. Diese wurden ins Englische übersetzt und in der Zeitschrift Philosophical Transactions der Gesellschaft veröffentlicht.
Eine Querschnittsansicht einer Nervenfaser gezeichnet von Antonie van Leeuwenhoek.Interessanterweise wurden viele von Leeuwenhoeks Briefen zuerst von Robert Hooke gelesen, der Kurator der Experimente und dann Sekretär der Gesellschaft war. Hooke lernte tatsächlich Niederländisch, damit er Leeuwenhoeks Briefe selbst lesen konnte.Leeuwenhoeks erste Kommunikation war 1673 und replizierte einige der Arbeiten, die Hooke in Mikrographien behandelt hatte, darunter Leeuwenhoeks detaillierte Zeichnungen von Bienenstichen, einem Pilz und einer menschlichen Laus. Im folgenden Jahr begann Leeuwenhoek, herausragende neue Entdeckungen zu beschreiben, die er gemacht hatte.
Einzelliges Leben
1674 machte Leeuwenhoek im Alter von 41 Jahren die erste seiner großen Entdeckungen: einzellige Lebensformen. Heutzutage werden diese Organismen mit den Protisten gruppiert – dies sind hauptsächlich einzellige Pflanzen und Tiere. Viele Mitglieder der Royal Society lehnten es ab, an die Existenz von Leeuwenhoeks mikroskopischen Kreaturen zu glauben. Es dauerte bis 1677, bis ihre Existenz vollständig akzeptiert wurde. Dies geschah, nachdem Robert Hooke zu seinen Mikroskopen zurückgekehrt war, die er wegen Augenbelastung aufgegeben hatte, und Leeuwenhoeks Beobachtungen verifiziert hatte.
Die Form und Größe der roten Blutkörperchen
1674 untersuchte Leeuwenhoek rote Blutkörperchen, die sechs Jahre zuvor von seinem niederländischen Kollegen Jan Swammerdam entdeckt worden waren. Mit seiner überlegenen Linse war Leeuwenhoek in der Lage, eine klarere Beschreibung der Zellen als je zuvor zu geben und war die erste Person, die ihre Größe genau bestimmte.
Eine von Leeuwenhoeks Zeichnungen von roten Blutkörperchen.
Bakterien
1676 entdeckte Leeuwenhoek Bakterien im Wasser. Die Bakterien waren an der Grenze der Beobachtung seines Mikroskops – er schätzte, dass es mehr als 10.000 von ihnen brauchen würde, um das Volumen eines kleinen Sandkorns zu füllen. Die Brillanz seiner Arbeit war so groß, dass niemand sie beobachtete, bis ein weiteres Jahrhundert vergangen war.
Spermatozoen
1677 entdeckte Leeuwenhoek Spermatozoen und kam später zu dem Schluss, dass Eier befruchtet werden, wenn sie von Spermien betreten werden.
Eine Illustration einiger von Leeuwenhoeks Entdeckungen – Tierchen, Bakterien und Spermatozoen. Er nannte die kleinen Kreaturen, die er entdeckte – von einzellig aufwärts – animalcules.
„…Ich beobachtete gewisse Tierchen, in ganzen Körpern sah ich eine Bewegung, die so schnell war, dass sie den Glauben übertraf; sie waren ungefähr so groß wie ein großes Sandkorn, und ihre Körper waren durchsichtig, dass die innere Bewegung deutlich gesehen werden konnte. Unter anderem sah ich im Körper eines dieser Thierchen ein helles und rundes Korpuskel, das nahe dem Kopfe lag und in dem eine sehr wunderbare schnelle Bewegung zu sehen war, die aus einer abwechselnden Ausdehnung und Kontraktion bestand. Dieses Teilchen schloss ich als das Herz…“
Lymphkapillaren
1683 entdeckte Leeuwenhoek die Lymphkapillaren, die „eine weiße Flüssigkeit wie Milch“ enthielten.“
Durch die Beobachtung der Lebenszyklen von Maden und Flöhen bewies Leeuwenhoek, dass solche Kreaturen nicht spontan erzeugt werden, wie viele Menschen damals glaubten. Er zeigte, dass diese Kreaturen einen Fortpflanzungsprozess durchlaufen, von Eiern über Maden über Puppen bis hin zu Erwachsenen.
Indem er Blattläuse sezierte, entdeckte er die Parthenogenese. Er fand Eltern Blattläuse die Embryonen der neuen Blattläuse enthalten, obwohl Eier nicht befruchtet worden war. Durch die Beobachtung des Blutflusses in winzigen Kapillaren bestätigte Leeuwenhoek William Harveys Arbeit zur Durchblutung.
Die Geburt einer neuen Wissenschaft
Leeuwenhoeks Entdeckungen, kombiniert mit Hookes früherer Entdeckung mikroskopisch kleiner Pilze, signalisierten die Schaffung einer neuen Wissenschaft: der Mikrobiologie.
Einige persönliche Details und das Ende
Leeuwenhoek heiratete Barbara de Mey 1654, als er 21 Jahre alt war. Sie hatten fünf Kinder, aber nur eines – ihre Tochter Maria – überlebte über die Kindheit hinaus.Barbara starb 1666 nach zwölf Jahren Ehe. Fünf Jahre später heiratete Leeuwenhoek Cornelia Swalmius, mit der er keine Kinder hatte. Während seiner zweiten Ehe scheint sich Leeuwenhoeks Interesse an der Wissenschaft entwickelt zu haben.Im Februar 1680 wurde Leeuwenhoek in die Royal Society in London gewählt. Er war sehr stolz darauf; es bedeutete, dass er Anerkennung als wahrer Wissenschaftler gewonnen hatte. Er besuchte nie die Royal Society. Er war glücklich, seine Arbeit in Delft fortzusetzen.Leeuwenhoeks zweite Frau Cornelia starb 1694, als Leeuwenhoek 61 Jahre alt war.Antonie van Leeuwenhoek starb am 26.August 1723 im Alter von 90 Jahren. Er wurde in der Alten Kirche in Delft begraben.Obwohl er weder in eine wissenschaftliche Familie hineingeboren worden war noch eine wissenschaftliche Ausbildung erhalten hatte, war sein Tod der eines wahren Wissenschaftlers. Er teilte der Royal Society eine so sorgfältige, detaillierte Beschreibung des medizinischen Zustands mit, der ihn betraf und schließlich seinen Tod verursachte, dass er jetzt Van Leeuwenhoek-Krankheit genannt wird. Dies ist eine seltene Erkrankung, die unwillkürliches Zucken der Muskeln verursacht.
Leeuwenhoek hinterließ seine Tochter Maria, die nicht geheiratet hatte. Sie kümmerte sich um ihren alternden Vater und half ihm, das Textilgeschäft der Familie zu führen. Leeuwenhoek war ein reicher Mann geworden und Maria erbte diesen Reichtum.
„…meine Arbeit, die ich seit langer Zeit verrichte, wurde nicht verfolgt, um das Lob zu erlangen, das ich jetzt genieße, sondern hauptsächlich aus einem Verlangen nach Wissen, das ich merke, wohnt mehr in mir als in den meisten anderen Menschen. Und damit, wann immer ich etwas Bemerkenswertes herausfand, habe ich es für meine Pflicht gehalten, meine Entdeckung zu Papier zu bringen, damit alle genialen Leute darüber informiert werden könnten.“
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Veröffentlicht von FamousScientists.org
Weiterführende Literatur
Samuel Hoole
Die ausgewählten Werke von Antony van Leeuwenhoek
Die philanthropische Gesellschaft, London, 1807
Antony van Leeuwenhoek und seine „kleinen Tiere“
Clifford Dobell
Harcourt, Brace and Company, New York, 1932
Bentley Glass
Überprüfung des Leeuwenhoek-Erbes
The Quarterly Review of Biology, Vol 69, (1) März 1994
Howard Guest
Die Entdeckung von Mikroorganismen durch Robert Hooke und Antoni van Leeuwenhoek, Fellows der Royal Society
Anmerkungen Rec. R. Soc. Lond. 58 (2), 2004
IML Donaldson
Robert Hookes Mikrographie von 1665 und 1667
J R Coll, Edinb (40) 2010
Creative Commons lizenzierte Bilder
Bild von Antonie van Leeuwenhoek am Mikroskop des Wellcome Trust, Creative Commons Attribution 4.0 International.