Mikroskopun Bilimsel Keşiflerdeki Önemi

Tıpkı bilim gibi bilimsel yöntemler de sabit ve değişmez değil, sürekli olarak gelişen bir yapıdadır. Biyoloji tarihi incelendiğinde, teknolojinin bilginin ilerlemesine büyük katkıları olduğu görülmektedir. Özellikle hücreye yönelik çalışmalarda, teknolojinin gelişmesinin bir sonucu olarak kullanılan alet veya tekniklerin gelişimi, canlılık ve yaşam hakkında sahip olduğumuz bilginin ilerlemesini sağlamıştır.  Biyoloji tarihinde en sık başvurulan olan bilimsel yöntem gözlemlerdir. Ancak hücreye yönelik çalışmalarda olduğu gibi kimi durumlarda ayrıntılı gözlemlerin yapılabilmesi için özel ölçme aletlerinin geliştirilmesi gerekmiştir.  Bu aletler sayesinde insan gözünün görebileceğinden çok daha küçük objeler veya olgular gözlemlenmiştir.  Hücreye yönelik çalışmalar başta olmak üzere biyoloji alanında bir devrim yaratan en önemli teknolojik gelişme ise mikroskoptur. Ticari amaçlarla geliştirilmiş olan teleskobun Galileo tarafından doğa araştırmalarında kullanılması tüm doğa çalışmaları için büyük bir dönüm noktası olmuştur.  Hollanda’da gözlük imalatçılığına kadar uzanan bu süreç, bir hikâyeye göre bir gözlük dükkânındaki bir mercekten vitrinde duran bir başka merceğe bakan çocuğun görüntünün büyüdüğünü fark etmesi ile başlamıştır. Galileo’nun bu sistemi kullanarak geliştirdiği teleskop teknolojisi,  kısa süre sonra Robert Hooke ve Leeuwenhoek gibi bilim insanları tarafından objeleri daha yakından incelemek için kullanılmaya başlanmıştır.

Resim: Robert Hooke’un Micrographia kitabından kullandığı mikroskoba yönelik çizimleri (1665)

Çıplak gözle insanın görebileceği en küçük nesnenin boyutu 10-4  (0,1 mm) iken bu dönemdeki en ilkel mikroskop sayesinde oran 10-5 (0,01 mm) kadar çıkmıştı. İlk mikroskoplardan, camların niteliği ve merceklerin biçimlerinin kusurlu olmasından dolayı bulanık görüntüler elde ediliyordu. Bu nedenle hücrelerin veya incelenen objelerin ancak genel hatları görülüyordu. 19.yy boyunca merceklerin büyütme oranında olan ilerlemeye paralel olarak hücreye ve hücresel süreçlere yönelik bilgilerde de ilerleme kaydedilmiştir.

Resim 2: Leeuwenhoek’un kullandığı tek lensli mikroskop (1670)

1900’lü yılların başında ise ışık mikroskoplarına bir alternatif olarak elektron mikroskopları geliştirilmiş ve kullanılmaya başlanmıştır.  Elektron mikroskobunda ışık yerine elektron ve mercek yerine ise elektromıknatıslar kullanılmaktadır. Bu sayede ışık mikroskoplarından çok daha yüksek çözünürlükte görüntü elde edilmiştir. Bu gelişim, ışık mikroskobu ile gözlenemeyen pek çok organelin ve organizmanın içyapısı hakkında bilgi edinmemizi sağlamıştır.  En gelişmiş ışık mikroskobu ile görülebilen en küçük nesnenin boyu 10-7 iken, elektron mikroskobu sayesinde görülebilecek en küçük nesnenin boyu 10-9 yani büyük bir molekülün uzunluğu kadar olmuştur.

İnsan gözü elektron görüntüsünü doğrudan görememektedir. Bu nedenle elektron mikroskoplarında, projeksiyon mercekleri olarak adlandırılan mercekler gerçek görüntüyü bir film üzerine düşürmektedir. Elektron mikroskobu kısaca cisimlerden saçılan elektronların elektromıknatıs adı verilen zeminde oluşturduğu gölgenin bilgisayar ortamında resmedilmesidir.

Şekil 2:  İnsan gözü, Işık ve Elektron mikroskobu ile gözlemlenebilen nesneler ve büyüklükleri

Öğretmenler için öneriler

Yukarıda yer alan hikaye, biyoloji tarihi boyunca pek çok çalışmanın gerçekleşmesinde ve canlılara yönelik pek çok keşfin ve bilginin ortaya çıkmasında büyük etkisi bulunan mikroskop teknolojisinin tarihi süreçteki gelişimi ve bu gelişimin biyolojiye olan etkisini açıklamaktadır.  Özellikle biyoloji alanında mikroskobik gözlemler büyük önem taşımaktadır. Biyoloji tarihi boyunca pek çok bilim insanı farklı çalışmalarda aynı yöntemi kullanmış ve mikrsokobik gözlemler yapmıştır. Bu gözlemlerinde kullandıkları mikroskobun büyütme oranı ile sınırlı kalmıştır. Bu nedenle mikrsokobun büyütme oranında gerçekleştirilen her bir yenilik canlılara dair yeni bir bilginin ortaya çıkmasını sağlamıştır. Bu hikaye öğrencilerin bilim ile teknoloji arasındaki etkileşiminin önemini kavratmakta yardımcı olacaktır. Ayrıca kimi zaman biyolojik çalışmaların bu hikayede olduğu gibi teknolojik yetersizlikler dolayısı ile sınırlı kalabildiğinin belirtilmesinde yardımcı olunacaktır.

 

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir