Клетка под микроскопом
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Наверно, не все знают: изучать клетки трудно не только потому, что они малы, но и потому, что они прозрачны и почти совершенно невидимы. Физическая природа света принципиально ограничивает возможность микроскопа. Наши современные световые микроскопы обладают тем же полезным увеличением, что и лучшие приборы середины прошлого века!
Выходит, за сто лет микроскоп не изменился? Нет, конечно. Не говоря уж о том, что он стал более доступным и удобным, он обзавелся целой семьей устройств, позволяющих победить невидимость. Сейчас есть десятки различных приемов микроскопирования. Расскажу только о тех, которые прибор для наблюдения превратили в инструмент для количественного изучения клетки и даже, более того, — в инструмент активного воздействия на живую клетку.
Чтобы клетку увидеть, надо заставить ее поглощать свет — это можно сделать, покрасив ее. А красить клеточные структуры человек научился за тысячи лет до того, как узнал об их существовании. Ведь шерсть, хлопок и шелк состоят из тех же веществ, что и клетка. Некоторые красители — к удаче исследователей — связываются только с определенными веществами. И применяя различные красители, можно по-разному раскрашивать клетку и видеть ее всякий раз по-иному. А по яркости окраски можно судить, как много содержится в клетке интересующего нас вещества: нуклеиновых кислот, белков, жиров и т. д. Есть специальный прибор, позволяющий делать такие измерения.
А теперь небольшой лингвистический экскурс. Мало построить прибор, нужно дать ему название. Приборы для измерения света называются фотометрами. В нашем случае, необходимая его часть — микроскоп, и поэтому естественно назвать прибор микрофотометром. Поглощение света зависит от длины его волны, и, так как необходимо работать со светом, разложенным в спектр с помощью призмы или дифракционной решетки, более правильным будет название микроспектрофотометр. Но это название не отражает того, что на приборе работают цитологи (цитология — наука о клетке) и потому научное название его цитомикроспектрофотометр. Кроме своей бесспорной правильности, такое название обладает еще тем достоинством, что приводит неспециалистов в священный трепет.
А как по-иному можно было бы увидеть человека-невидимку, — не прибегая, по возможности, к его окраске? Мало того, что такая операция неудобна, она еще и смертельна: большинство красителей — это яды, они убивают и сами клетки, и их хозяина. Оказывается, клетки прозрачны только в видимой области спектра, а в ультрафиолетовых лучах (более коротких) и в инфракрасных (более длинных) они сильно поглощают свет. Можно поставить на микроскоп или фотоаппарат кварцевую оптику и сфотографировать живые клетки на обычную фотопластинку или исследовать их на ультрафиолетовом цитофотометре. Чтобы непрерывно наблюдать за клеткой, микроскоп снабжается электронно-оптическим преобразователем или специальным телевизионным устройством.
Ультрафиолетовое излучение становится активным орудием исследования. Оно сильно действует на живые ткани: это каждый испытал на себе (точнее — «на собственной шкуре»), когда загорал на пляже. Поместив живую клетку под объектив прибора, подобного цитофотометру с кварцевой оптикой, можно по своему выбору «уколоть» тот или иной участок клетки. Изменения, которые возникнут после этой операции, позволят многое понять в ее деятельности. Впервые такой прибор был построен в 1912 году русским ученым С. С. Чахотиным и назван «микроуколом». Он применяется во многих лабораториях мира, а сейчас в жизнь клетки ученые вмешиваются также и при помощи лазера.
Автор: Ю. Керкис.