Antonie van Leeuwenhoek est le père un peu improbable de la microbiologie. Propriétaire modérément éduqué d’une entreprise de textile, il a appris à fabriquer ses propres microscopes uniques offrant un grossissement inégalé. En utilisant ces microscopes, il a fait un certain nombre de découvertes scientifiques cruciales, notamment des animaux et des plantes unicellulaires, des bactéries et des spermatozoïdes.
Ses méthodes de microscopie étaient si finement ajustées qu’après avoir découvert des bactéries, ce type d’organisme ne serait plus observé par aucun autre scientifique pendant plus de 100 ans.
Débuts
Antonie van Leeuwenhoek est né le 24 octobre 1632 dans la petite ville de Delft en République néerlandaise. Son père était Philips Antonisz van Leeuwenhoek, vannier. Sa mère était Margaretha Bel van den Berch, dont la famille prospère était brasseuse de bière.
Les débuts d’Antonie furent plutôt difficiles : son père mourut alors qu’il n’avait que cinq ans. Sa mère s’est remariée et Antonie a vécu quelque temps chez un oncle. Son oncle était avocat et aidait Antonie à apprendre les bases de l’alphabétisation et du calcul, renforçant ainsi l’éducation qu’il avait reçue dans les écoles locales. À l’âge de 16 ans, son beau-père était également décédé.
Antonie n’a appris aucune autre langue que le néerlandais, ce qui suggère qu’il n’aurait jamais dû aller à l’université: il aurait eu besoin d’apprendre au moins le latin pour cela.
Carrière commerciale
En 1648, à l’âge de 16 ans, Leeuwenhoek s’installe dans la célèbre ville commerçante néerlandaise d’Amsterdam pour commencer à travailler dans un magasin de textile. Il a bien appris son métier et a été promu au poste de caissier et de comptable de confiance.
En 1654, âgé de 21 ans, il retourne à Delft, où il passera le reste de sa longue vie. Ce fut une année importante pour Leeuwenhoek. Non seulement il est retourné dans sa ville natale, mais il s’est marié et, mettant en pratique son expérience commerciale à Amsterdam, il a ouvert sa propre boutique de textile à Delft. En plus du tissu, il vendait des boutons, des rubans et d’autres accessoires.
Au cours des années suivantes, Leeuwenhoek devint une figure influente à Delft. En 1660, à l’âge de 28 ans, il est nommé pour gérer les opérations de la salle de réunion du conseil de Delft. En échange d’une petite quantité de travail – le travail physique réel du travail a été délégué à d’autres personnes – il a reçu un salaire généreux.
Homme aux nombreux talents, Leeuwenhoek fut également chargé de superviser le commerce du vin de Delft et de prélever les taxes appropriées sur le vin importé.
Alors qu’il dirigeait son atelier et travaillait pour la ville de Delft, Leeuwenhoek est devenu arpenteur-géomètre qualifié à environ 40 ans, juste avant de commencer son travail scientifique.
La science d’Antonie van Leeuwenhoek
La découverte de la lentille de Leeuwenhoek
Les découvertes biologiques de Leeuwenhoek dépendaient entièrement de sa capacité à fabriquer des lentilles d’une qualité extraordinairement élevée.
Il n’a jamais dit à personne comment il fabriquait ses lentilles. Le secret est allé avec lui dans la tombe. En fait, pour écarter les concurrents de l’odeur, il parlait de la façon dont il devait broyer le verre pendant très longtemps pour fabriquer ses lentilles. Ce n’était certainement pas vrai.
Les gens du commerce du textile utilisaient depuis des centaines d’années des perles de verre – de petites sphères de verre – comme lentilles pour examiner les tissus dans les moindres détails. Leeuwenhoek utilisait fréquemment des perles de verre dans ses affaires quotidiennes pour examiner la densité des fils et la qualité des tissus.
En 1665, le grand scientifique anglais Robert Hooke publia Micrographie, présentant des dessins qu’il avait faits du monde naturel vu à travers la lentille de son microscope.
Un des dessins de Robert Hooke de Micrographie: une tête de dronefly, avec une structure oculaire détaillée.
Leeuwenhoek a visité l’Angleterre en 1668 et a probablement vu une copie de la micrographie: elle était devenue le premier best-seller scientifique. Fait important pour Leeuwenhoek, il contenait des dessins que Hooke avait faits de ses examens microscopiques de tissus.
La micrographie contient une description de la façon dont un microscope puissant pourrait être fabriqué à l’aide d’une seule lentille sphérique – semblable aux perles de verre que Leeuwenhoek connaissait déjà:
ifsi vous prenez un morceau très clair d’un verre de Venise cassé, et que vous le dessinez dans une lampe en de très petits poils ou fils, puis que vous tenez les extrémités de ces fils dans la flamme, jusqu’à ce qu’ils fondent et tombent dans un petit globule rond, ou tombez , qui pendra au bout du fil; et si plus loin vous en collez plusieurs au bout d’un bâton avec un peu de cire à cacheter, de manière à ce que les fils se dressent vers le haut, puis grind en broyez une bonne partie, et ensuite sur une plaque de métal lisse, avec un peu de tripoly, frottez-les jusqu’à ce qu’ils deviennent très lisses; si l’un d’eux est fixé avec un peu de cire douce contre un petit trou d’aiguille, piqué à travers une fine plaque de laiton, de plomb, d’étain ou de tout autre métal, et qu’un objet, placé très près, soit regardé à travers celui-ci, il va à la fois grossir et rendre certains objets plus distincts alors n’importe lequel des grands microscopes.
(À l’époque de Hooke, les gens écrivaient parfois de TRÈS longues phrases en effet!)
Nous ne pouvons pas dire si Leeuwenhoek était au courant des paroles de Hooke – il ne savait pas lire l’anglais. Cependant, on pense maintenant qu’il a utilisé la technique de Hooke pour fabriquer ses lentilles.
Hooke lui-même n’a pas utilisé de lentilles fabriquées selon cette méthode car elles étaient peu pratiques: la distance entre la lentille et l’objet vu devait être très courte et l’œil de l’observateur devait être poussé très près de la lentille, ce qui entraînait une tension rapide des yeux de Hooke.
Hooke a utilisé un microscope composé (un avec deux lentilles) qui ressemble plus aux microscopes que nous utilisons aujourd’hui.
Leeuwenhoek, cependant, était plus qu’heureux d’utiliser de petites lentilles sphériques pour fabriquer des microscopes à lentille unique. Il a gardé secrets les détails de la fabrication de ses lentilles, mais aujourd’hui, nous pouvons être raisonnablement sûrs qu’il a fait ce qui suit:
- a utilisé une flamme chaude pour chauffer la partie médiane d’une tige de verre jusqu’à ce que la fusion
- ait tiré les extrémités de la tige dans des directions opposées, formant un long fil mince de verre fondu
- a continué à tirer les extrémités tandis que le fil fondu au milieu devenait de plus en plus mince, se brisant finalement
- a replacé l’une des extrémités du fil dans la flamme, ce qui a entraîné la fin du fil formant une petite sphère de verre
Cette sphère était une lentille, qui peut avoir besoin d’un peu de polissage. Plus la sphère est petite, plus le grossissement est important.
Quand il a commencé à fabriquer des lentilles, Leeuwenhoek espérait peut-être les utiliser pour examiner les textiles de plus près que quiconque ne l’avait jamais fait auparavant.
Bientôt, cependant, il ressentit la même contrainte que Hooke d’examiner les objets naturels avec des détails jamais vus auparavant.
Les microscopes fabriqués à partir des minuscules lentilles sphériques de Leeuwenhoek – les plus petites lentilles mesurant seulement 1 mm de diamètre – pouvaient facilement grossir les objets d’un facteur d’environ 200 à 300, tandis que le microscope composé de Hooke ne grossissait que d’un facteur d’environ 40 à 50.
Remarquablement, Leeuwenhoek pouvait utiliser ses lentilles pour résoudre des détails aussi petits que 1,35 µm. (Cela signifiait que, par exemple, il pouvait facilement voir les globules rouges, qui ont généralement un diamètre de 6 à 8 µm.)
Antonie van Leeuwenhoek regarde à travers l’un de ses minuscules microscopes à lentille unique et enregistre ses observations. L’échantillon qu’il regarde est maintenu dans le corps du microscope. Tableau d’Ernest Boar.
Ce qui est encore incertain aujourd’hui, c’est la façon dont Leeuwenhoek a éclairé les objets qu’il étudiait. C’était une partie d’une importance vitale de son art unique de la microscopie. Une autre était son habileté inégalée dans la mise en place pour la visualisation:
- des gouttes de liquide, telles que du sang ou de l’eau d’étang, ou des échantillons solides, tels que du matériel végétal ou des muscles animaux, découpés proprement avec une lame de rasoir en sections très fines, suffisamment transparentes pour que la lumière puisse voyager pour que leurs détails puissent être vus et dessinés.
Leeuwenhoek a fabriqué plus de 500 microscopes minuscules au cours de sa vie. Ils étaient difficiles à utiliser et peu pratiques, c’est pourquoi nous utilisons aujourd’hui des microscopes composés. Malgré leurs inconvénients, entre les mains expertes de Leeuwenhoek, ils ont révélé un tout nouveau monde biologique.
Le Monde microscopique Découvert par Leeuwenhoek
Leeuwenhoek était un commerçant qui n’avait aucune formation scientifique formelle et n’avait jamais été à l’université.
Néanmoins, la qualité de ses observations était si élevée et ses découvertes si convaincantes que ses recherches sont devenues bien connues grâce aux lettres qu’il a envoyées à la Royal Society de Londres. Ceux-ci ont été traduits en anglais et publiés dans le journal de la Société, Philosophical Transactions.
Une vue en coupe transversale d’une fibre nerveuse dessinée par Antonie van Leeuwenhoek.
Il est intéressant de noter que de nombreuses lettres de Leeuwenhoek ont d’abord été lues par Robert Hooke, qui était le conservateur des Expériences puis le Secrétaire de la Société. Hooke a appris le néerlandais pour pouvoir lire les lettres de Leeuwenhoek par lui-même.
La première communication de Leeuwenhoek date de 1673, reproduisant certaines des œuvres que Hooke avait couvertes en micrographie, y compris les dessins détaillés de Leeuwenhoek de piqûres d’abeilles, d’un champignon et d’un pou humain.
L’année suivante, Leeuwenhoek commença à décrire les nouvelles découvertes exceptionnelles qu’il avait faites.
Vie unicellulaire
En 1674, âgé de 41 ans, Leeuwenhoek fait la première de ses grandes découvertes : les formes de vie unicellulaires. De nos jours, ces organismes sont regroupés avec les protistes – ce sont principalement des plantes et des animaux unicellulaires. Faisant écho à l’incrédulité initiale de la micrographie de Hooke, de nombreux membres de la Royal Society ont refusé de croire à l’existence des créatures microscopiques de Leeuwenhoek. Il fallut attendre 1677 pour que leur existence soit pleinement acceptée. Cela s’est produit après que Robert Hooke est retourné à ses microscopes, qu’il avait abandonnés à cause de la fatigue oculaire, et a vérifié les observations de Leeuwenhoek.
La Forme et la taille des globules rouges
En 1674, Leeuwenhoek a examiné les globules rouges, qui avaient été découverts six ans plus tôt par son compatriote néerlandais Jan Swammerdam. Avec sa lentille supérieure, Leeuwenhoek a pu donner une description plus claire des cellules que jamais auparavant et a été la première personne à déterminer leur taille avec précision.
Un des dessins de Leeuwenhoek sur les globules rouges.
Bactéries
En 1676, Leeuwenhoek a découvert des bactéries dans l’eau. Les bactéries étaient à la limite de l’observation de son microscope – il estimait qu’il en faudrait plus de 10 000 pour remplir le volume d’un petit grain de sable. L’éclat de son travail était tel que personne d’autre n’a observé de bactéries jusqu’à un autre siècle.
Spermatozoïdes
En 1677, Leeuwenhoek a découvert des spermatozoïdes, concluant plus tard que les ovules sont fécondés lorsqu’ils sont introduits par le sperme.
Une illustration de certaines des découvertes de Leeuwenhoek – animalcules, bactéries et spermatozoïdes. Il a appelé les petites créatures qu’il a découvertes – de unicellulaires vers le haut – des animalcules.
« …J’ai observé certains animalcules, dans des corps entiers, j’ai vu un mouvement si rapide qu’il dépassait la croyance; ils avaient à peu près la taille d’un gros grain de sable, et leurs corps étaient transparents, que le mouvement interne pouvait être clairement vu. Entre autres choses, j’ai vu dans le corps d’un de ces animalcules un corpuscule brillant et rond, placé près de la tête, et dans lequel un mouvement rapide très merveilleux devait être vu, consistant en une extension et une contraction alternées. Cette particule que j’ai conclu être le cœur…”
Capillaires lymphatiques
En 1683, Leeuwenhoek découvrit les capillaires lymphatiques, qui contenaient « un liquide blanc, comme le lait. »
En observant les cycles de vie des asticots et des puces, Leeuwenhoek a prouvé que de telles créatures ne sont pas générées spontanément, comme beaucoup de gens le croyaient à l’époque. Il a montré que ces créatures passent par un processus de reproduction, des œufs aux asticots, en passant par les nymphes et les adultes.
En disséquant les pucerons, il découvrit la parthénogenèse. Il a trouvé des pucerons parents contenant les embryons de nouveaux pucerons bien que les œufs n’aient pas été fécondés.
En observant le flux sanguin dans de minuscules capillaires, Leeuwenhoek a confirmé les travaux de William Harvey sur la circulation sanguine.
La naissance d’une nouvelle science
Les découvertes de Leeuwenhoek, combinées à la découverte antérieure de champignons microscopiques par Hooke, ont marqué la création d’une nouvelle science: la microbiologie.
Quelques détails personnels et La fin
Leeuwenhoek épousa Barbara de Mey en 1654, alors qu’il avait 21 ans. Ils ont eu cinq enfants, mais un seul – leur fille Maria – a survécu au-delà de l’enfance.
Barbara est décédée en 1666, après douze ans de mariage. Cinq ans plus tard, Leeuwenhoek épouse Cornelia Swalmius, avec qui il n’a pas d’enfants. C’est au cours de son second mariage que l’intérêt de Leeuwenhoek pour la science semble s’être développé.
En février 1680, Leeuwenhoek est élu à la Royal Society de Londres. Il en était très fier; cela signifiait qu’il avait gagné la reconnaissance en tant que véritable scientifique. Il n’a jamais visité la Royal Society. Il était heureux de poursuivre son travail à Delft.La seconde épouse de Leeuwenhoek, Cornelia, est décédée en 1694, alors que Leeuwenhoek avait 61 ans.
Antonie van Leeuwenhoek meurt à l’âge de 90 ans le 26 août 1723. Il a été enterré dans l’ancienne église de Delft.
Bien qu’il ne soit pas né dans une famille scientifique et qu’il n’ait pas reçu d’éducation scientifique, sa mort fut celle d’un véritable scientifique. Il a communiqué à la Royal Society une description si minutieuse et détaillée de l’état de santé qui l’affectait, provoquant finalement sa mort, qu’on l’appelle maintenant la maladie de Van Leeuwenhoek. C’est une affection rare qui provoque des contractions musculaires involontaires.
Leeuwenhoek laisse dans le deuil sa fille Maria, qui ne s’était pas mariée. Elle s’occupe de son père vieillissant et l’aide à diriger l’entreprise textile familiale. Leeuwenhoek était devenu un homme riche et Maria a hérité de cette richesse.
« mymon travail, que j’ai fait depuis longtemps, n’a pas été poursuivi pour gagner les éloges que j’apprécie maintenant, mais principalement par une soif de connaissance, qui je remarque réside en moi plus que dans la plupart des autres hommes. Et par conséquent, chaque fois que j’ai découvert quelque chose de remarquable, j’ai pensé qu’il était de mon devoir de mettre ma découverte sur papier, afin que toutes les personnes ingénieuses en soient informées. »
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Pour en savoir plus
Samuel Hoole
Les œuvres choisies d’Antony van Leeuwenhoek
The Philanthropic Society, Londres, 1807
Antony van Leeuwenhoek et ses « Petits animaux”
Clifford Dobell
Harcourt, Brace and Company, New York, 1932
Bentley Glass
Review of the Leeuwenhoek Legacy
The Quarterly Review of Biology, Vol. 69, (1) Mars 1994
Howard Guest
La découverte des micro-organismes par Robert Hooke et Antoni van Leeuwenhoek, Fellows de la Royal Society
Notes Rec. R. Soc. Lond. 58 (2), 2004
IML Donaldson
Micrographie de Robert Hooke de 1665 et 1667
J R Coll Physicians Edinb (40)2010
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Image d’Antonie van Leeuwenhoek au Microscope du Wellcome Trust, Creative Commons Attribution 4.0 International.