一個美麗的意外——活細胞的發現

在那個顯微鏡十分風靡的時代，被放大的不只有形形色色的物體，還有人們對於自然界的求知慾。軟木塞為什麼能夠保溫？布匹會不會發霉？這些令人疑惑的問題還沒得到解答，細胞卻意外出現在鏡頭下，從此揭示出一個複雜的生物界，推動人們不斷去追尋生命運行的真理。

本篇內容節選自鄒方東老師，主講的《細胞的命運》

我們要了解細胞命運如何運行，有一個最基本的問題，就是我們怎麼樣看到細胞。這為什麼是一個問題呢？因為細胞非常小，人的肉眼很難觀察到，它的直徑一般是用微米來表示。一微米有多大呢？一微米是十的負六次方米。

我們以人的卵細胞為例。人的卵細胞是150個微米。在150個微米這麼小的卵細胞，我們用肉眼是很難觀察到的。因為我們肉眼的解析度是200個微米，它超過了我們肉眼分辨的一個極限。而除了人的卵細胞以外，其他細胞直徑更小，大約在20個微米。因此，要了解細胞的命運，要觀察細胞，必須藉助一種特殊的工具，這種工具就叫做顯微鏡。人類發現細胞也是藉助顯微鏡來發現的。

1604年,荷蘭的一位眼鏡商詹森，他製造成了世界上第一台顯微鏡。這台顯微鏡放大倍數呢，大約是10到30倍。當時他用自製的這台顯微鏡來觀察一些小的昆蟲，可以在顯微鏡下觀察到昆蟲的整體形態。因此，後人形象地稱這台顯微鏡叫做「跳蚤鏡」。他所利用的這台顯微鏡儘管跟細胞的發現沒有直接的關係，但是他在方法學上有了突破。因為他將透鏡組裝在一起，其放大倍數和解析度就有了明顯的提高。因此，這是第一台顯微鏡。他在方法學上的突破為細胞的發現提供了基礎。

真正觀察到細胞的是大約半世紀以後，1665年英國的一位物理學家叫作羅伯特?虎克。羅伯特?虎克用顯微鏡來觀察細胞。當時他是無心之作，他想弄清楚軟木塞為什麼能夠保溫？為什麼吸水以後它能夠膨脹？

結果在1665年，羅伯特?虎克用自己設計製造的顯微鏡觀察軟木塞的切片，很驚訝地發現。在顯微鏡下，這些切片當中有很多很多如蜂窩狀小室一樣的結構。當羅伯特?虎克發現這些微觀結構以後，非常激動，邊觀察，邊記錄；邊記錄，邊寫。其中有一段話我現在還記得比較清楚，就說到「當我觀察到這些結構的時候，我認為是我第一次發現細胞，我也認為這也可能是人類第一次發現細胞」。在他的描述當中，他就使用了「細胞」這一個詞。

我們現在知道，1665年羅伯特?虎克他是第一次觀察到了細胞。不過，虎克所發現的細胞只是死的細胞。（是）植物細胞死了以後，殘留下來的細胞壁。虎克的發現對細胞學說的建立和發展現在來看，具有非常重要的意義。其後，生物學家就用「cell」，翻譯成中文「細胞」，來描述生物體的基本結構。儘管羅伯特?虎克沒有發現活的細胞，但是他已經描述了在顯微鏡下所觀察到的這些微觀結構。而真正觀察到活細胞的是另外一位科學家。

1674年，荷蘭的一位布商叫做列文?虎克，他為了檢查布的質量，親自磨製了大量透鏡，然後心靈手巧裝配了高倍顯微鏡。在當時已經達到了300倍的放大倍數。他用自己做的這些透鏡去觀察各種各樣的一些生物。

比如說他觀察到了血細胞，他也觀察到了池塘水滴當中的一些原生動物，甚至於觀察到了人類和哺乳類動物的精子，包括在牙縫裡邊的一些細菌，他都觀察到了。列文?虎克觀察到這些生物以後，把它繪製下來。然後呈現給英國的皇家學會。呈現給英國皇家學會以後，得到了英國皇家學會的充分肯定，很快列文?虎克成為世界上一位知名的生物學家。這是人類在1674年，第一次觀察到完整的、活的細胞。

我們現在來看，列文?虎克用他製做的顯微鏡觀察到了大量生物，有原生動物，有體內的一般的血細胞，特別是觀察到了精子細胞。到現在來看是非常難能可貴的。而列文?虎克觀察到這些細胞其實他也不是故意為之的，他得益於他磨製透鏡的高超的技術，而他對透鏡磨製高超技術這個是得益於什麼呢？得益於他平常想用自己的透鏡來觀察布匹的質量。因此，在後來知道可以將透鏡組裝成顯微鏡以後，他把它們進行組裝然後觀察到了這些生物。這就是人類第一次觀察到完整的活細胞。

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