Embriologia


Il microscopio


Janssen's Microscope

The origin of the optical microscope is a matter of debate, but most scholars agree that the invention of the compound microscope can be credited to Zacharias Janssen in the late sixteenth century. At that time eyeglasses were beginning to enjoy widespread use and this focused a great deal of attention on optics and lenses.

The first compound microscope – circa 1595

The microscope illustrated above was built by Zacharias Janssen, probably with the help of his father Hans, in the year 1595. Janssen's microscope consists of three draw tubes with lenses inserted into the ends of the flanking tubes. The eyepiece lens was bi-convex and the objective lens was plano-convex, a very advanced compound design for this time period. Focusing of this hand-held microscope was achieved by sliding the draw tube in or out while observing the sample. The Janssen microscope was capable of magnifying images approximately three times when fully closed and up to ten times when extended to the maximum. No early models of Janssen microscopes have survived, but there is a candidate housed in the Middleburg Museum in Holland that some historians attribute to Janssen.

Il microscopio di Galileo Galilei

Galileo Galilei
Pisa, 15 febbraio 1564 – Firenze Arcetri, 8 gennaio 1642

I primi microscopi furono prodotti negli stessi anni del cannocchiale. Disponevano anch’essi di due o più lenti, ma con un obiettivo dalla distanza focale più corta. L’invenzione viene attribuita a Galileo Galilei (1564-1642), anche se, nel Seicento, tale primato fu oggetto di diverse rivendicazioni. Nel Saggiatore (Roma, 1623), scritto tra il 1619 e il 1622 e pubblicato nel 1623, Galileo accennava a un “telescopio accommodato per vedere gli oggetti vicinissimi”. Fu l’accademico dell'Accademia dei Lincei Giovanni Faber (1574-1629), amico di Galileo, a battezzare, nel 1625, lo strumento, fino ad allora chiamato occhialino, cannoncino, perspicillo, occhiale, con il nome di microscopio.

Foglio manoscritto raffigurante il «Modo di adoperare il microscopio»
Biblioteca Apostolica Vaticana - Città del Vaticano

I primi microscopi erano talvolta costituiti da una serie di tubi telescopici per la messa a fuoco. Eustachio Divini (1610-1685), noto costruttore di eccellenti apparati ottici, realizzò anche microscopi di questa tipologia.

I primi microscopi di tipo galileiano disponevano, come il cannocchiale, di una lente concava e una convessa montate su un tubo rigido. Grazie a questi semplici dispositivi ottici i filosofi della natura posero lo sguardo su un mondo nuovo e meraviglioso, che in seguito avrebbe permesso lo sviluppo sia delle discipline medico-biologiche, sia di quelle naturalistiche.

La fama degli strumenti ottici di Galileo favorì la ricerca di nuove soluzioni. Negli anni Venti del Seicento furono concepiti i microscopi di tipo kepleriano, composti da lenti convesse che fornivano una visione rovesciata. Nella seconda metà del secolo rimarchevoli risultati furono ottenuti dai costruttori italiani Eustachio Divini (1610-1685) e Giuseppe Campani (1635-1715), mentre in Inghilterra livelli di eccellenza furono raggiunti da Robert Hooke (1635-1702/03). Nello stesso periodo ebbe inizio una importante trattatistica dedicata alle tecniche costruttive dei microscopi, di cui La dioptrique oculaire (Parigi, 1671), apparsa nel 1671, del cappuccino Cherubin d’Orléans (1613-1697) costituisce uno splendido esempio.

Nel Settecento lo strumento si diffuse fra le classi elevate della società, che lo utilizzarono come raffinato divertissement intellettuale. I costruttori inglesi introdussero alcune innovazioni che riguardarono soprattutto la meccanica dello strumento. Le prestazioni ottiche, infatti, continuarono a essere abbastanza mediocri a causa dell’aberrazione sferica e dell’aberrazione cromatica, che furono eliminate soltanto nella prima metà dell’Ottocento, anche grazie al contributo di Giovan Battista Amici (1786-1863).

Il microscopio di Galileo
Istituto e Museo di Storia della Scienza di Firenze

Marcello Malpighi e il microscopio

Intorno al 1595 in Olanda veniva realizzata una sorta di microscopio da Johannes - o Hans -  e da Zacharias Janssen (L'Aia ca. 1580 - Amsterdam ca. 1638), rispettivamente padre e figlio. Si trattava di due lenti montate su di un tubo scorrevole. In Italia il primo microscopio composto fu costruito da Galileo Galilei intorno al 1624 e lo chiamò occhialino. L'ingrandimento ottico era stato elevato al rango di strumento di scienza solo nel 1609-1610.

Nel 1656 Marcello Malpighi (1628-1694), tre anni dopo la laurea in medicina e filosofia conseguita a Bologna nel 1653, accettò l'invito dell'arciduca Leopoldo di Toscana di insegnare presso l'Università di Pisa. Qui divenne membro dell'Accademia del Cimento fondata nel 1657, la quale, riunendo molti illustri studiosi, si proponeva come erede della scienza galileiana in Italia. Una particolare amicizia lo legava al matematico Giovanni Alfonso Borelli, che lo introdusse alla iatromeccanica. Questo nuovo indirizzo cercava di applicare la filosofia meccanica di Cartesio - alias René Descartes - ai corpi viventi e di considerare, quindi, gli animali, complessi ingegni meccanici. Nell'ambito dell'Accademia, Malpighi conobbe anche un nuovo strumento che doveva accompagnarlo per il resto della vita: il microscopio. Nel 1659 fece ritorno a Bologna.

L'adozione sistematica del metodo microscopico assicurò a Malpighi il titolo di fondatore dell'anatomia microscopica, e quando nel 1660, con le ricerche prima sui polmoni e poi sul mesentere della rana (De pulmonibus 1661), scoprì i capillari, chiuse definitivamente il circuito sanguigno lasciato aperto da William Harvey (1578-1657).

Malpighi usò il microscopio anche per studi embriologici: sul baco da seta - De bombyce (1669) - e ovviamente sul quasi abusato fin dai tempi ippocratici embrione di pollo - De formatione pulli in ovo e Appendix de ovo incubato, rispettivamente del 1° febbraio e dell'ottobre 1672 - in cui descrisse dettagliatamente la cicatricola (o cicatricula o discoblastula o blastoderma) oltre alle membrane che avvolgono l'embrione, e quasi altrettanto dettagliatamente l'area vascolare abbracciata dal seno terminale, il tubo cardiaco nei vari segmenti che lo compongono, gli archi aortici, i somiti, le pliche e il tubo neurale, le vescicole cerebrali, le vescicole ottiche, l'abbozzo ghiandolare del fegato, i polmoni, i reni, le ghiandole del prestomaco e i follicoli delle piume.

Uno dei primi microscopi del XVII secolo,
magari del tipo usato da Malpighi.

Con strumenti di questo genere non si otteneva un elevato numero di ingrandimenti né una immagine perfetta, ma quel che si otteneva bastò a rivoluzionare la scienza.