Antonie van Leeuwenhoek: Người đầu tiên quan sát vi khuẩn

Hãy tưởng tượng bạn đang cố gắng đối phó với đại dịch COVID-19 trong một thế giới mà sự sống vi mô chưa được biết đến. Trước thế kỷ 17, con người bị giới hạn bởi những thứ họ có thể nhìn thấy bằng mắt thường, nhưng một nhà buôn vải người Hà Lan đã thay đổi mọi thứ. Tên của ông là Antonie van Leeuwenhoek. Mặc dù không được đào tạo chính quy về khoa học, Leeuwenhoek đã trở thành nhà chế tạo thấu kính vĩ đại nhất trong thời đại của mình. Nhờ đó, ông phát hiện ra các dạng sống cực nhỏ và ngày nay giới khoa học gọi ông là cha đẻ của ngành vi sinh vật học.

Leeuwenhoek sinh ra tại thành phố Delft ở Hà Lan vào ngày 24/10/1632. Cha của ông mất sớm nên mẹ ông sau đó đã kết hôn với họa sĩ Jacob Jansz Molijn. Khi cha dượng qua đời năm 1648, ông chuyển đến sống ở Amsterdam và trở thành người giúp việc cho một cơ sở dệt vải lanh. Năm 20 tuổi, ông quay trở về quê nhà Deft và trở thành một thương nhân bán vải.

Leeuwenhoek không dự định quan sát vi khuẩn ngay từ đầu. Thay vào đó, ông tình cờ nhìn thấy chúng trong lúc đang cố gắng cải tiến kính hiển vi để đánh giá chất lượng của những sợi vải. Ông đã phát triển một phương pháp chế tạo thấu kính mới, bằng cách đốt nóng các sợi thủy tinh mỏng để tạo ra những quả cầu nhỏ. Thấu kính do ông làm ra có chất lượng cao đến mức có thể giúp ông quan sát những thứ chưa ai nhìn thấy trước đây. Điều này cho phép ông hoàn thiện thiết kế của chiếc kính hiển vi đơn giản (chỉ có một thấu kính duy nhất với tiêu cự rất ngắn), cho phép nó phóng đại một vật thể lên khoảng hai trăm đến ba trăm lần kích thước ban đầu.

Với chiếc kính hiển vi có độ phóng đại lớn, ông dễ dàng nhìn thấy những thứ không thể quan sát bằng mắt thường như động vật nguyên sinh (năm 1674) và sau đó là vi khuẩn. Ông gọi những sinh vật này là “animalcules” (động vật nhỏ bé).

Leeuwenhoek đã dành tất cả thời gian rảnh rỗi để quan sát mọi thứ trong tự nhiên bao gồm nước ao, sợi tóc, nước mưa, phân động vật... Tất cả đều được ghi chép và vẽ hình cẩn thận. Ông hiểu rằng mình đã khám phá ra một thế giới chưa ai từng biết đến, đó là thế giới của vi sinh vật. Ở mỗi loại môi trường, ông đều ước tính kích thước của từng loại vi sinh vật mà ông nhìn thấy.

Theo National Geographic, Leeuwenhoek cũng là người đầu tiên quan sát và mô tả tinh trùng vào năm 1677, tiếp đến là các tế bào hồng cầu và dòng máu trong mao mạch. Ông thậm chí còn quan sát mảng bám răng của mình dưới kính hiển vi. Trong một lá thư gửi tới Hiệp hội Hoàng gia London, ông viết: “Tôi vô cùng ngạc nhiên khi thấy mảng bám răng có nhiều động vật sống nhỏ bé, nhìn rất đẹp đang chuyển động”.

Sự kiện Leeuwenhoek phát hiện ra vi khuẩn mang ý nghĩa rất quan trọng đối với sự phát triển của vi sinh vật học và y học. Tuy nhiên, ban đầu ông không muốn công bố những phát hiện mới do cảm thấy mình không được đào tạo chính quy về khoa học. Cuối cùng, những người bạn của ông đã thuyết phục ông làm điều này vì tin rằng cộng đồng khoa học cần biết về nó.

Tại thời điểm Leeuwenhoek báo cáo về việc nhìn thấy những “động vật nhỏ bé” bơi trong một giọt nước ao, nhiều nhà nghiên cứu khác đã tỏ ra nghi ngờ ông. Nhưng khi các cơ quan khoa học nổi tiếng và đáng tin cậy chứng thực khám phá của ông về sự tồn tại của vi khuẩn và động vật nguyên sinh, kiến thức này đã nhanh chóng được truyền bá rộng rãi ra công chúng.

“Điều kỳ diệu nhất mà tôi khám phá ra trong tự nhiên là cảnh tượng hàng nghìn sinh vật nhỏ bé sống chen chúc nhau trong một giọt nước, và mỗi con có chuyển động của riêng mình”, Leeuwenhoek cho biết.

Năm 1680, Leeuwenhoek được mời tham gia Hiệp hội Hoàng gia London, lúc đó là cơ quan khoa học hàng đầu thế giới.

Leeuwenhoek từng chia sẻ rằng: “Bất cứ khi nào tôi phát hiện ra điều gì đáng chú ý, tôi nghĩ rằng nhiệm vụ của tôi là ghi lại khám phá của mình trên giấy để tất cả mọi người biết về nó. Tôi không để ý đến những người đã nói tại sao tôi mất thời gian quan sát, ghi chép như vậy và điều đó có lợi ích gì. Nó đến từ sự tò mò và niềm vui khám phá những điều mới mẻ của tôi”.

Trong suốt sự nghiệp, Leeuwenhoek chế tạo tổng cộng khoảng 500 kính hiển vi, trong đó có ít hơn 10 chiếc vẫn còn tồn tại đến ngày nay. Dù vậy, ông không phải là người chế tạo và cải tiến kính hiển vi duy nhất trên thế giới.

Tại Anh, nhà khoa học sống cùng thời với ông tên là Robert Hooke đã sử dụng kính hiển vi để tìm hiểu về thế giới vi mô. Hooke dùng thuật ngữ “tế bào” để mô tả đơn vị cơ bản của sự sống và xuất bản cuốn sách “Micrographia” với nhiều hình ảnh cực kỳ chi tiết về côn trùng và những thứ nhỏ bé khác như bông tuyết sáu cạnh, con mắt phức tạp của ruồi, cấu trúc tỉ mỉ của lông chim, bào tử nấm mốc. Tuy nhiên, Hooke không xác định được vi khuẩn.

Mặc dù Leuwenhoek là người chế tạo kính hiển vi tài năng, nhưng ngay cả ông cũng không thể nhìn thấy virus. Chúng có kích thước bằng 1/100 vi khuẩn, quá nhỏ để nhìn thấy bằng kính hiển vi quang học, vì tính chất vật lý của ánh sáng chỉ có thể phóng đại lên hàng nghìn lần. Cho đến năm 1931, các nhà nghiên cứu mới có thể quan sát virus nhờ sự trợ giúp của kính hiển vi điện tử – công cụ có khả năng phóng đại mẫu vật lên gấp hàng triệu lần.

Sự hiểu biết của giới khoa học về vi sinh vật đã tiến bộ một chặng đường dài kể từ thời của Leeuwenhoek, bao gồm cả việc phát triển thuốc kháng sinh chống lại vi khuẩn và vaccine chống lại virus, trong đó có virus SARS-CoV-2.

Ngày nay, chúng ta biết rằng tổng khối lượng của tất cả vi khuẩn trên Trái đất gấp khoảng 1.166 lần so với tất cả con người, theo một nghiên cứu được công bố trên Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Mỹ (PNAS). Các bằng chứng hóa thạch cho thấy vi khuẩn là một trong những dạng sống đầu tiên trên Trái đất, có niên đại hơn 3 tỷ năm và người ta cho rằng Trái đất chứa khoảng 5 nonillion vi khuẩn (nonillion là đơn vị bắt đầu bằng số 1 và theo sau là 30 số 0).

Theo Theconversation