1. Palielināmās ierīces

Cilvēki jau kopš seniem laikiem ir centušies saskatīt sīkākas detaļas apkārtējā pasaulē. Pirmās palielināmās ierīces bija vienkārši stikli, kas darbojās kā lupas. Jau Senajā Romā izmantoja izliektu stiklu īpašības, lai saskatītu mazus priekšmetus tuvumā, tomēr zinātniskā revolūcija notika 16. un 17. gadsimtā, kad radīja pirmos mikroskopus.

1590. gadā brāļi Janseni (Hans un Zaharijs) izgudroja pirmo vairāku lēcu mikroskopu, kas sniedza ievērojami lielāku palielinājumu, nekā vienas lēcas palielinājums.

 

 

Galileo Galilejs lika nākamos soļus, uzlabojot lēcu izmantošanu un radīja salīdzinoši vienkāršu, bet efektīvu mikroskopu, ko varēja izmantot zinātniskos nolūkos.

 

 

Roberts Huks 1665. gadā publicēja grāmatu, kurā aprakstīja savus novērojumus, lūkojoties paša veidotajā mikroskopā, un ieviesa jēdzienu "šūna". Viņa zinātniskā darbība radīja interesi arī citos zinātniekos un uzplauka tālāka mikroskopijas attīstība.

 

 

Antonijs van Lēvenhuks, kas tiek uzskatīts par mikroskopijas tēvu, izgatavoja augstas kvalitātes vienkāršos mikroskopus, kuriem palielinājums bija līdz pat 200 reižu. Skatoties šajos mikroskopos, Lēvenhuks atklāja mikroskopiskas formas, kuras viņš nosauca par "maziem dzīvnieciņiem". Tā atklāja mikroorganismu eksistenci mums visapkārt, kas ievērojami izmainīja zinātnieku izpratni par dzīvo pasauli. Viņš kopumā radīja ap 500 dažādām palielināmajām ierīcēm.

 

 

Kopš mikroskopu ienākšanas zinātnieku ikdienā, tie ir tikuši veidoti dažādās formās, eksperimentēts ar lēcu skaitu un izvietojumu, mikroskopu statīviem un dažādām citām detaļām. 

 

 

Mūsdienās palielināmās ierīces ir sasniegušas seno laiku zinātniekiem neticamus palielinājumus un izšķirtspējas, aplūkojot gan lielus, gan mazus objektus.

1. Lupa ir viena no vienkāršākajām palielināmajām ierīcēm, kas sastāv no izliektas lēcas (stikla vai plastmasas), kas ievietota turētājā. Tā spēj palielināt priekšmetus 5-10 reizes. Pētniekiem noder lupas, lai apskatītu tuvāk dažādus nelielus organismus, piemēram, lapas dzīslas, kukaiņu uzbūvi.

2. Gaismas mikroskops ir biežāk izmantotā palielināmā ierīce gan laboratorijās, gan skolās. Šie mikroskopi var sasniegt palielinājumu līdz pat 1000 reizēm, tātad var saskatīt gan šūnas, gan to sastāvdaļas.

3. Stereomikroskops ir īpašs mikroskopa veids, kas nodrošina trīsdimensiju (3D) attēlu, padarot to īpaši noderīgu objektu virsmu un struktūru detalizētai apskatei, piemēram, lai apskatītu kukaiņu spārnus, kājas, ķermeņa virsmu.

4. Elektronmikroskops tika izgudrots ap 1931. gadu. Elektronmikroskops izmanto nevis gaismu, bet elektronus, lai radītu attēlu. Tā palielinājums spēj būt pat vairāki miljoni. Šis atklājums deva iespēja zinātniekiem daudz labāk izprast šūnas uzbūvi un iekšējos norises procesus šūnās. Caurejošais elektronmikroskops (TEM) rada attēlu, elektroniem ejot cauri paraugam, tādējādi iegūstot ļoti detalizētus attēlus, piemēram šūnas sastāvdaļas vai vīrusus. Skenējošais elektronmikroskops (SEM) veido 3D attēlus parauga virsmai, tādējādi var izpētīt mikroorganismu ārējās sastāvdaļas labāk.

5. Fluorescences mikroskops ļauj pētīt īpašus objektus, izmantojot fluorescences fenomenu. Paraugs tiek apstarots ar ultravioleto gaismu, ļaujot saskatīt specifiskas šūnas vai šūnu daļas, kas ir nokrāsotas ar fluorescējošām krāsvielām. Šos mikroskopus izmanto ļoti plaši molekulārajā bioloģijā, medicīnas diagnostikā, lai izceltu šūnu struktūras un bioķīmiskos procesus.

6. Atomspēka mikroskops izmanto īpašu zondi, kas, virzoties pāri parauga virsmai, spēj reģistrēt ļoti sīkas virsmas struktūras, pat atsevišķu atomu līmenī. Šo mikroskopu visvairāk pielieto bionanozinātnē.

 

 

Izmērs ir dzīvo organismu pamatīpašība. Šūnas atšķiras pēc izmēra. Šūnas var būt ļoti lielas diametrā (strausa ola ir \(15\) \(cm\)) vai ļoti garas (cilvēka nervu šūna var būt garāka par \(1\) metru). Tomēr lielākā daļa šūnu ir pārāk mazas, lai tās ieraudzītu cilvēka acs. Piemēram, šūnas, kas klāj cilvēka tievo zarnu ir \(1\) mikrometru ($\mathrm{\mu }m$\( \)) garas. Bieži dzīvo organismu izmēri ir atkarīgi no šūnu augšanas un šūnu mijiedarbības.

Gaismas mikroskops deva iespēju palielināt šūnas parauga lielumu no \(10\) līdz \(1\ 000\) reizēm, bet elektronmikroskops no \(1\ 000\) līdz \(10\ 000\ 000\) reizēm. Tas ļāva apbruņot redzi, ielūkoties mikro un nano pasaulēs, attīstīt jaunas bioloģijas nozares un izveidot mūsdienīgus šūnas uzbūves modeļus.