- يعتمد تقدّم علم الأحياء على تطوّر التقنيات المستخدمة لا سيما في مجال العلوم المرتبطة بعلم الخلية، حيث أدّى هذا التطوّر إلى زيادة مقدرة العلماء على الملاحظة والتحليل ، كان المجهر أكثر هذه الأدوات أهمية.
(1) المجهر الضوئي
- حتى العام 1950م ، كان المجهر الضوئي الأداة الوحيدة المتاحة للعلماء.
- تميز هذا المجهر ، الذي يعتمد في عمله على ضوء الشمس أو الضوء الصناعي ، بقدرته على تكبير الكثير من الكائنات المجهرية الحية، وفحص تركيب الأشياء كبيرة الحجم عبر تقطيعها إلى شرائح رقيقة تسمح بنفاذ الضوء.
- على سبيل المثال ، يُمكن للمجهر الضوئي تكبير أجسام الكائنات الدقيقة إلى حد 1000 مرّة أكثر من حجمها الحقيقي، ولا يمكن التكبير أكثر من ذلك لأن الصورة تُصبح غير واضحة.
- توصل العلماء على مر السنين إلى ابتكار طرق أفضل لملاحظة العينات بصورة أوضح من خلال زيادة التباين (الاختلاف) بين الأجزاء المختلفة للعينة.
- من إحدى طرق زيادة التباين بين أجزاء العينة هي استخدام الأصباغ لصبغ أو تلوين أجزاء محدّدة من العينة لتصبح أكثر وضوحًا . غير أن من إحدى سيِّئات الأصباغ هي أنها تقتل العينات الحية.
- هناك طريقة أخرى لزيادة التباين تتم بواسطة المعالجة بالضوء.
(2) المجهر الإلكتروني Electron Microscope
- منذ العام 1950 ، يستخدم العلماء المجهر الإلكتروني Electron Microscope الذي تُستخدم فيه الإلكترونات بديلاً من الضوء، والذي يستطيع تكبير الأشياء إلى حدّ مليون مرة أكثر من حجمها الحقيقي.
- أتاح هذا المجهر المجال لتوضيح تراكيب خلوية لم تكن معروفة من قبل، ومعرفة تفاصيل أدق بشأن التركيبات التي كانت معروفة في الأصل.
- بالإضافة إلى استخدام المجاهر الإلكترونية الإلكترونات في إنتاج صور عالية التكبير ، فإنّ هذه الصور عالية التباين أيضًا مقارنة بتلك التي تنتجها المجاهر الضوئية، ما يجعلها صورًا في غاية الدقة والوضوح، وذلك بفضل الحجم المتناهي الصغر للإلكترونات.
- قبل فحص العينة بالمجهر الإلكتروني، يجب تفريغ الهواء منها حتّى تستطيع الإلكترونات النفاذ من خلالها. لذا، لا يُمكن استخدام هذه المجاهر في فحص الكائنات وهي حية.
- يوجد نوعان من المجاهر الإلكترونية المجاهر الإلكترونية النافذة والمجاهر الإلكترونية الماسحة.
- في المجهر الإلكتروني النافذ، تمرّ أو تنفذ الإلكترونات عبر شريحة رقيقة جداً من الجسم المراد فحصه، حيث تستقبل على شاشة في شكل صورة يُمكن طباعتها. ولهذا المجهر النافذ إمكانية تكبير الأشياء إلى حدّ 500000 مرّة من حجمها الأصلي.
- أما في المجهر الإلكتروني الماسح ، تقوم الإلكترونات بمسح سطح الجسم المراد فحصه من الخارج من دون أن تنفذ إلى داخله ، فتتكوّن صورة ثلاثية الأبعاد يُمكن طباعتها. ويُمكن لهذا المجهر التكبير حتى 150000 مرة ضعف الحجم الأصلي.
- عام 1931: اخترع أوّل مجهر إلكتروني.
- عام 1950: بداية استخدام العلماء للمجهر الإلكتروني في دراسة الكائنات الحية.
- عام 1965: استخدم المجهر الإلكتروني لفحص خلايا الأحافير التي يصل عمرها إلى 3.5 مليارات سنة.
- في العام 1981، تم اختراع نوع جديد من المجاهر الإلكترونية الماسحة يُمكن من خلاله تحديد كمية الإلكترونات التي قد تتسرب من سطح العينة المفحوصة إلى داخلها، بالإضافة إلى إمكانية تكبير الأشياء إلى حدّ مليون مرة ضعف حجمها الأصلي.