יום חמישי, 20 בינואר 2005

מי היה הראשון לגלות מיקרואורגניזמים - עיון מחדש - הווארד גסט


עיון מדוקדק במסמכים מהמאה ה־17 מראה שהראשון שראה מיקרואורגניזם במיקרוסקופ היה הוק, ולא לוונהוק.

הזכות לגילוי מיקרואורגניזמים במאה ה-17 שמורה לשני חוקרים גאוניים - רוברט הוק (Hooke) ואנתוני ואן לוונהוק (van Leeuwenhoek). שני אנשים אלו, השונים כל כך באופיים וברקע שלהם, היו למגלי עולם המיקרואורגניזמים הודות לצירוף מורכב של נסיבות ועניין במיקרוסקופים. מסעותיהם לתוך העולם המיקרוביאלי תועדו בין השנים 1665 ו־1678 בפרסומי החברה המלכותית בלונדון. בין הישגיו המופלאים של הוק, ניתן לכלול את פירסום התיאור הראשון של יצור חי הנמנה עם המיקרואורגניזמים. בציורים המעולים שפרסם הוק בספרו מ-1665 Micrographia, יכלו המיקולוגים לזהות את העובש Mucor, עובש הלחם המוכר. בספר זה כלל הוק ציורים מיקרוסקופיים של חומרים ביולוגיים רבים, בהם ספוגים, עץ, עשב ים, משטחי עלים, שיער, נוצות טווס, כנפי זבובים, ביצי טוואי המשי, קרדיות, פרעוש וכינה - וכן עובש. הוק נטל את המדגם מ״כתם לבן קטן של עובש שעיר", שרבים כמותו הוא ראה על כריכות מעור כבש של ספר קטן. הוא קרא למיקרואורגניזם "פטריה מיקרוסקופית". הוא ניסה לראות את ה׳׳זרע" (מה שקרוי היום נבג, sporangiospore) ממנו מתפתח היצור, אולם המיקרוסקופ החלש שעמד לרשותו לא איפשר זאת.

הוק שיכלל את שיטות המיקרוסקופיה בדרכים רבות המפורטות בהקדמה ל״מיקרוגרפיה" ובמאמר שהופיע ב-1678, "Lectures and Collections: Microscopium". בהקדמה ל״מיקרוגרפיה" נכתב גם איך להכין מיקרוסקופ עם עדשה אחת, מהסוג ששימש את לוונהוק במחקרים בהם החל עשר שנים אחר כך.

ממחקרי ואילו של בריאן פורד, נראה שהראשון שראה ותיעד מיקרואורגניזם במיקרוסקופ היה הוק ולא לוונהוק. יתרה מזאת, ה״מיקרוגרפיה" היוותה את המודל הבסיסי והמניע לגילוי מיקרואורגניזמים אחרים על ידי לוונהוק במהלך המאה ה-17. כך, גם רוברט הוק וגם אנתוני ואן לוונהוק ראויים להיחשב כ״אבות" המיקרוביולוגיה.

רוברט הוק - מבט על קריירה מזהירה
רוברט הוק (1703-1635) החל ללמוד בקולג' קריסטצ׳רץ' באוניברסיטת אוקספורד, אך כפי הנראה לא הגיע לתואר. אף על פי כן הוא התחבר לקבוצת משכילים מבריקים שכללה את כריסטופר רן (Wren) ורוברט בויל, שנפגשו לעתים קרובות לדון בבעיות מדעיות.

עם הזמן, הייתה הקבוצה לגרעין ממנו צמחה החברה המלכותית. הוק, אחד ממייסדי החברה, שימש כ״אוצר ניסויים" ("Curator of Experiments") בשנים 1667-1662. אחריותו כללה ביצוע ניסויים חשובים ומשימות מחקר אחרות שהוטלו עליו. תוך זמן קצר נעשה הוק לכוח האינטלקטואלי המוביל בחברה וכאוצר, סיפק את החומר להרבה מפגשים. באפריל 1663 הרצה הוק על המבנה של רקמות צמחיות כשעם וטחב, וכך טבע את המונח "תא". ב״מיקרוגרפיה" תיאר הוק את מבנה השעם בהסבר לציור כך: "מבנה השעם, והתאים והנקבוביות בגופים קצפיים אחרים".


פורטרט של רוברט הוק כפי שצוייר על-ידי Rita Greer, ב-2004
Wikimedia commons
תחומי העניין המדעיים של הוק היו נרחבים, ולגאוניותו פנים רבות. הפיזיקאי ג׳. ד. ברנל כתב ב-1965 על הוק: "תחומי ההתענינות שלו הקיפו מכניקה, פיזיקה, כימיה וביולוגיה. הוא חקר את תופעת האלסטיות, וגילה את מה שידוע לנו היום כ׳חוק הוק׳... הוא המציא את גלגל האיזון, שאיפשר לבנות שעונים מדוייקים; הוא כתב את ה"מיקרוגרפיה", התיאור המדוייק הראשון של העולם המיקרוסקופי, לרבות גילוי התאים; הוא החדיר את השימוש בטלסקופ למדידות אסטרונומיות והמציא את המיקרומטר". בשנת 2003, השנה ה־300 למותו, יצאו לאור מספר ביוגרפיות חדשות בהן תוארו חייו והשגיו המדעיים, לרבות תרומתו כארכיטקט לשיקום נזקי השריפה הגדולה שהשתוללה בלונדון ב־1666.

אנתוני ואן לוונהוק - קריירה מיוחדת במינה 
לוונהוק (1723-1632) זכה להשכלה פורמלית מועטת, ובהיותו בן 22 פתח חנות לממכר אריגים בדלפט בהולנד. שורשי הקריירה המדעית שלו היו כנראה בשימוש בעדשות מגדילות לבדיקת בדים. לוונהוק פיתח יכולת לבניית מיקרוסקופים מעולים בעלי עדשה יחידה בקוטר של מ"מ אחד. לוונהוק היה תצפיתן מוכשר וניחן בסקרנות יוצאת מגדר הרגיל, אותה הוא מיקד בטבע. הוא היה הראשון שראה ותיאר תאי זרע של בעלי חיים, תאי דם אדומים, חד-תאיים, ותאי שמרים. בזמנו עדיין האמינו שרימות, פרעושים, ודומיהם נוצרים מאליהם, אך הוא הראה שיצורים אילו בוקעים מביצים.

אנתוני ון-לבנהוק - פורטרט מ-1686
צייר:  Jan Verkolje, Wikimedia commons


לוונהוק פירסם את ממצאיו בקהיליה המדעית באופן חריג. מכרים הולנדיים, שהיו חברים בהתכתבות בחברה המלכותית באנגליה, יעצו לו לתאר את ממצאיו בכתב ולשלוח את התיאורים לחברה. במהלך חייו, שלח לוונהוק לחברה כ־200 מכתבים בשפה ההולנדית. מכתבים אילו תורגמו לאנגלית בין השנים 1939 ו־1983 על ידי צוותים גדולים של מדענים הולנדיים, ופורסמו ב-11 כרכים במתכונת דו-לשונית. הערות שוליים אחדות הראו שלוונהוק היה בקי ב"מיקרוגרפיה" עוד לפני שהחל לשלוח מכתבים לחברה המלכותית.

אחת התרומות החשובות של לוונהוק לביולוגיה הייתה גילוי החיידקים ב-1676. כצפוי, הטילו לראשונה ספק בממצאים והתיאורים של היצורים הזעירים. הוק, שלוונהוק לא הכירו, התמנה למזכיר החברה המלכותית ב-1677 ובמסגרת תפקידו קיבל מלוונהוק מכתב, שנשא את התאריך 5 באוקטובר 1677, בו תיאר לוונהוק חיידקים בחליטה של פלפל במים. המספר הגדול של החיידקים בטיפה אחת הפעים את לוונהוק שכתב: "זה לא יאומן". הוא גם צירף עדות של "שמונה אנשים אמינים" שאישרו את הממצאים.

ב־Microscopium מ־1678 אישר הוק את התצפיות של לוונהוק בחיידקים, וכתב "למרבה הפליאה, גיליתי ריבואות מהיצורים הזעירים שמר לוונהוק תיאר...ויש ביניהם כה קטנים שמיליונים על גבי מיליונים יכולים להימצא בטיפת מים אחת". האישור על ידי הוק והסמכות של החברה היו מכריעים לגבי לוונהוק ומעמדו. בשנת 1680 הוא נבחר בחבר בחברה המלכותית והפך לאדם מפורסם שרבים שיחרו לפתחו בדלפט, לרבות הצאר פטר הגדול.

ההתחלה השלובה של המיקרוסקופיה והמיקרוביולוגיה
אין ספק שהוק היה הראשון שתיאר מיקרואורגניזמים בספרות המדעית, ותיאורי שיטות המיקרוסקופיה שפירסם סללו את הדרך לשכלולים. לוונהוק, בניגוד להוק, שמר את שיטות עבודתו בסוד. ב־1685, 20 שנה לאחר הופעת ה"מיקרוגרפיה", שלחה החברה המלכותית את תומס מולינה (Molyneux) לבקר אצל לוונהוק במטרה לשאוב מידע על שיטותיו. בדו״ח של מולינה מתוארים אחדים מהמיקרוסקופים החלשים של לוונהוק, יחד עם ההערה הבאה:
"אלו הם המיקרוסקופים שאני ראיתי, אותם הוא מראה לסקרנים הבאים לבקרו. בנוסף להם, הוא אמר, יש לו עוד סוג, שאיש לא התבונן דרכם מלבדו. בהם הוא עורך את התצפיות שלו, והוא הצהיר שהם עובדים טוב יותר מכל מה שהראה לי עד כה, אך הוא אינו יכול לאפשר לי לראות אותם... באשר למיקרוסקופים שראיתי, הם לא מגדילים יותר מעדשות אחרות שראיתי, גם באנגליה וגם באירלנד. דבר אחד, שאני יכול לציין, הוא שהן עולות עליהן בהרבה, הן בבהירות והן בחדות בה נראים בהן העצמים". הערה זו ואחרות אינן מותירות ספק לגבי הסודיות שאיפיינה את לוונהוק. מחלקים אחרים של התיעוד ההיסטורי נראה שלעתים היה לוונהוק עמום עד כדי להטעות.

לוונהוק ידע לבטח על ה״מיקרוגרפיה״ של הוק
לפני יותר מ-10 שנים, המיקרוסקופאי בריאן פורד מאוניברסיטת קרדיף הצביע בפני על קטע מההקדמה ל״מיקרוגרפיה", שם כתב הוק הוראות מדוייקות להתקנת מה שכונה מאוחר יותר "מיקרוסקופ לוונהוק". כך כתב:
"א□ תיקח חתיכה צלולה מאוד של זכוכית "ונציה", תמתח אותה בלהבת מנורה לנימיות דקות כחוט השערה, תשאיר את הנימיות בלהבה עד שיותכו לכדורית קטנה ועגולה, או טיפה, תלוייה על קצות החוטים; ואם תדביק כמה מהן בקצה קיסם באמצעות שעוות חותמות, כך שהנימיות יפנו כלפי מעלה, ואם תלטש חלק ניכר מהן באבן משחזת, ואחר בך על לוח מתכת חלק עם מעט טריפולי (?), תשייף אותם עד שיהיו חלקות מאוד; אם תקבע אחת מהן, באמצעות שעווה רבה, בנקב בקוף המחט, שתקדח בלוח דק של פליז, עופרת, ...או כל מתכת אחרת, ותקרב אליו מאוד את העצם, הוא יגדיל את העצם וכמה מהעצמים יראו חד יותר מאשר בכל אחד מהמיקרוסקופים הגדולים."

מתיאור זה הסיק פורד ש״מקור התכן של מיקרוסקופ היד בו השתמש לוונהוק במחקריו הינו בכתבי הוק שיצאו לאור". הוק ציין באחדים מפרסומיו שהשימוש במיקרוסקופ מסוג זה אימץ את עיניו, ולכן הוא העדיף את המיקרוסקופים הגדולים עם שתי עדשות.

במכתב לחברה המלכותית, מה־28 באפריל 1673, לוונהוק מתאר בקצרה "עובש" ו׳׳כינה" - תיאורים מתאימים מאוד לתיאורים הארוכים יותר של הוק ב״מיקרוגרפיה'' ליצורים אילו, שפורסמו 8 שנים קודם. באותו המכתב, לוונהוק מתייחס בקושי לתצפיות דומות של "אחרים". אחד מהעורכים ההולנדיים של מכתבי לוונהוק ציין בהערת שוליים ש״קרוב לודאי, מילה זו מתייחסת ל׳׳מיקרוגרפיה" של הוק".

בדיקה דקדקנית יותר לא מותירה ספק. דוגמאות אחרות מראות שלוונהוק עיין בציורים שב״מיקרוגרפיה״ ודאג לתרגום של כמה מההסברים של הוק. במכתב מ-1676 להנר׳ אולדנבורג, שקדם להוק כמזכיר החברה המלכותית, כתב לוונהוק שיש לו חברים שיכולים לתרגם מצרפתית או מלטינית, והוסיף "איני יכול להסתדר עם השפה האנגלית מאז מותו של אדם אחד ששלט בה היטב". אבל, העורכים ההולנדיים של המכתבים ציינו שבימי חייו של לוונהוק היו בדלפט קהילות של דוברי אנגלית, והרבה מחבריהן שלטו בהולנדית. גם פורד מציין שלוונהוק ידע להגיע למתרגמים מאנגלית להולנדית.

מדוע התעלמו מממצאיו של הוק, המעידים על בכורתו?
נשאלת השאלה מדוע, על אף הרקע של הוק, הוא בקושי נזכר בכתובים על ההיסטוריה של המיקרוביולוגיה? מילטון ויינרייט מאוניברסיטת קרדיף ציין שתיאורי ההיסטוריה הראשונית של המיקרוביולוגיה מתחילים כולם בהצגת לוונהוק כחוקר הראשון שראה מיקרואורגניזמים. לדוגמה, ב-Autobiography of Science מוגדר לוונהוק כ״ראשון ציידי החיידקים".

"למרבה הצער, רוב החומר הנלמד בהיסטוריה של המיקרוביולוגיה לוקה בפשטנות יתר, עד כדי החטאה לאמת, במקרה הטוב, סיפור מקסים ומורכב מוקטן למינימום על מנת שיתקבל בקלות וללא עוררין", מציין ויינרייט. אני מאמין שערכה של תרומת הוק פחת ונשכח בגלל התמונה המעוותת שמקורה בשני ספרים נפוצים. הספר החשוב יותר הוא ספרו של חוקר החד-תאיים קליפורד דובל, Anthony van Leewenhoek and his 'Little Animals' , שיצא לאור ב־1932. דובל הציג את עולם המיקרואורגניזמים בראייה צרה, בהדגישו את תצפיותיו של לוונהוק בחד-תאיים וחיידקים. הספר של דובל, שאין בו זכר לגילוי העובשים המיקרואורגניזמיים על ידי הוק ותרומתו למיקרוסקופיה, מסתפק, משום מה, בהערת השוליים הבאה:
"ד"ר רוברט הוק, ממיסדי החברה המלכותית, היה גאון וממציא מקורי ויוצא דופן. תרומותיו למדע ידועות ורבות מכדי שנציינן, רק כעת מתחילים להכיר בערך האמיתי של השפעתו על בני תקופתו והתפקיד שמילא בימיה הראשונים של החברה... אי אפשר ומיותר לדון כאן באיש מופלא זה ופועלו". (הדגשת המחבר).

אכן, יש בספר של דובל 34 איזכורים להוק ועבודתו במפתח העיניינים, אבל הם טפלים ומציינים בעיקר תאריכים ומספר מכתבים. אין במפתח כל ציטוט מה"מיקרוגרפיה", הנזכרת במסגרת "אסמכתות ומקורות אחרים".

הספר של דובל נקרא על ידי דורות של מיקרוביולוגים. רבים מהם קראו גם את ספרו הפופולרי של פול דה-קריף, "ציידי החיידקים", שיצא לאור ב־1926. שם נקרא הפרק הראשון "לוונהוק, ראשון ציידי החיידקים". המהדורה הראשונה בכריכה רכה הופיעה ב־1940 וב־1963 נדפסה בפעם ה־28. שם נזכר הוק רק פעם אחת כזה שאישר את תגליתו של לוונהוק. אין זה פלא שב-70 השנים האחרונות גם מיקרוביולוגים וגם בציבור הרחב לא שמעו דבר על תרומתו הפורה של הוק למיקרוביולוגיה.

הקריירה של לוונהוק הייתה, ללא ספק, מיוחדת במינה ויש בה אלמנט חזק של דרמה. הוא נתפס כגאון שגילה תגליות חשובות בהיותו מנותק מהקהיליה המדעית בכללה במאה ה־17. תסריט זה נראה תפור על פי מידה לשיטתו של דה־קריף, שמטרתה פו פולריזציה של אירועים היסטוריים על ידי העשרתם בדיאלוגים בדויים. על אף התיאורים מלאי החיים, יש לזכור שהוק, ולא לוונהוק, היה הראשון שראה ותיעד את קיומם של מיקרואורגניזמים.

לקריאה נוספת:


Bennett, J, M. Cooper, M. Hunter, and L. Jardine. 2003. London's Leonardo - the life and work of
 Robert Hooke. Oxford University Press, Oxford
Bernal, J. D. 1965. Science in history. Hawthorn Books, New York
Bulloch, W. 1979. The history of bacteriology. Dover Publications, New York. (Republication of the original published by Oxford University Press in 1938 
de Kruif, P. 1926. Microbe hunters. Harcourt Brace, New York
Dobell, C. 1932. Antony van Leeuwenhoek and his "little animals." Staples Press, London
Ford, B. J. 1981. The van Leeuwenhoek specimens. Notes Records R. Soc. 36:37-59
Ford, B. J. 1985. Single lens. Harper and Row, New York
Ford, B. J. 1991. The Leeuwenhoek legacy. Biopress and Farrand Press, Bristol and London
Hooke, R. 1665. Micrographia, or some physiological descriptions of minute bodies made by magnifying glasses with observations and inquiries thereupon. J. Martyn and J. Allestry, Printers to the Royal Society, London
Hooke, R. 1678. Lectures and collections; Microscopium. J. Martyn, Printer to the Royal Society, London
Jardine, L. 2004. The curious life of Robert Hooke: the man who measured London. Harper Collins, New York.
Lechevalier, H. A., and M. Solotorovsky. 1965. Three centuries of microbiology. McGraw-Hill, New York
Leeuwenhoek, A. v. 1673-1696. Alle de Briefen van Antoni van Leeuwenhoek/The Collected Letters of Antoni van Leeuwenhoek. Eleven volumes published intermittently between 7 939 and 7 983; edited, illustrated and annotated by committees of Dutch scientists. Swets and Zeitlinger, Amsterdam 
Schifferes, j. J. 1960. Autobiography of science, 2nd ed. Doubleday & Company, Carden City, N.Y
Wainwright, M. 2003. An alternative view of the early history of microbiology. Adv. Appl. Microbiol. 52:333-355

הווארד גסט (Gest)
פרופסור אמריטוס למיקרוביולוגיה ופרופסור להיסטוריה ופילוסופיה של המדע. באוניברסיטת אינדיאנה בבלומינגטון.

תרגם ועיבד - ד"ר אבשלום פלק

מתוך Gest, Howard, 2004: The discovery of microorganisms revisited. ASM News, 70(6), 269 - 274.

פורסם ב"חדשות ISM",  גליון 40, נובמבר 2004