Aus der Kleinwelt

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Aus der Kleinwelt.

Zur Erinnerung an die Erfindung des Mikroskops.

Durch eine Ausstellung in Antwerpen feiert man in diesem Jahre ein Jubiläum, das auch für weitere Kreise Bedeutung hat und sich an die Erinnerungsfeier der Entdeckung der neuen Welt anreihen läßt; denn es betrifft die um rund 300 Jahre zurückliegende Erfindung des Mikroskops, welche zur Entdeckung der „unsichtbaren Welt“, der Kleinwelt der Organismen führte, die nicht weniger reich an Wundern ist als die neuen Erdtheile.

Man hatte schon früher Vergrößerungsgläser gekannt. Der berühmte Lehrer Neros, Seneca, berichtet in seinen „Quaestiones naturales“, was man etwa mit „Naturwissenschafliche Betrachtungen“ übersetzen kann, daß „selbst kleine und undeutliche Schriften durch Glaskugeln, die mit Wasser gefüllt sind, größer und deutlicher erscheinen.“ Noch älter ist eine Stelle in den „Wolken“ des griechischen Komödiendichters Aristophanes (400 Jahre v. Chr.), aus der wir ersehen, daß den Griechen Brenngläser bekannt waren. Seltsamerweise fand sich keiner der Forscher des Alterthums veranlaßt, mit Hilfe dieser Vergrößerungsgläser die winzigen Geschöpfe und Bildungen der Natur zu beobachten. Und nicht besser erging es der konvexen Glaslinse im Mittelalter. Sie wurde nur als Brennglas benutzt, und alte Urkunden sprechen oft von einem eigenartigen Gebrauch derselben. In Freising wurde z. B. am Charsamstag das heilige Feuer am Lichte der Sonne entzündet, und weit verbreitet war die Sitte, das Brennglas als Heilmittel zu verwenden, so zum Brennen der Epileptischen.

Die vergrößernde Kraft der konvexen Linsen wurde erst später fruchtbar gemacht und zwar in der Verfertigung von Brillen für Weitsichtige, worüber bestimmte Nachrichten aus dem 13. Jahrhundert vorliegen. Dann verging wieder eine lange Zeit, bis in der Zunft der Brillenschleifer die wichtigsten optischen Instrumente erfunden wurden: das Mikroskop, das gegen Ende des 16. Jahrhunderts Johannes und Zacharias Jansen zusammenstellten, und das Fernrohr, das im Jahre 1608 von Johannes Lippersheim erfunden wurde. Middelburg in den Niederlanden war die Vaterstadt dieser drei berühmten Männer.

Das Fernrohr wurde sofort gegen die Sterne des Himmels gerichtet und trat einen raschen Siegeszug an; das Mikroskop führte anfangs ein viel bescheideneres Dasein, es war nicht mehr als ein merkwürdiges Spielzeug, dessen Bedeutung man nicht mit einem Male erfassen konnte.

Die Anfänge des Mikroskops.

Es ist uns nicht bekannt, wie das erste Mikroskop von Jansen aussah, es scheint nach einem Briefe aus dem Anfang des 17. Jahrhunderts ein zusammengesetztes mit zwei konvexen Linsen gewesen zu sein. Wir sind jedoch in der Lage, zwei der ältesten Mikroskope nach Abbildungen aus dem Werke „Ars magna lucis et umbrae“, das heißt auf deutsch „die große Lehre von Licht und Schatten“, von Athanasius Kircher aus dem Jahre 1646 unsern Lesern vorzuführen. Der gelehrte Pater beschreibt die Vergrößerungsgläser unter dem Namen „Smikroskope“. Das erste ist sehr einfach: es besteht aus zwei Glaskugelsegmenten, die mit Wasser gefüllt und am Fuße M befestigt sind; von dem letzteren zweigt sich der Halter R ab, auf dessen Spitze der zu beobachtende Gegenstand N befestigt wird. O auf unserer Figur bezeichnet die Stelle, welche das Auge des Beobachters einzunehmen hatte. „Andere aber,“ schreibt Kircher, „schließen, dank einer neuen sehr sinnreichen Erfindung, in einem Rohr (A B) kleine Glaskugeln C ein, deren Durchmesser nicht größer ist als der kleiner Perlen. Wenn Ihr das Bein eines Flohes nahe bei dem Glase C zwischen das Auge (E) und das Licht (D) bringt, so werdet Ihr es so groß wie einen Pferdeschenkel sehen; ein Haar vor dieses Glas gebracht wird so dick wie ein Balken erscheinen etc.“

Die Smikroskope Kirchers werden selbst den Laien auf den ersten Blick belehren, daß mit ihnen genaue Beobachtungen nicht anzustellen waren. Die Gelehrten machten sich damals ihre Linsen selbst, indem sie Glastropfen an der Spitze eiserner Stäbchen schmelzen ließen. Die Ausstattung war mitunter sehr schön, wie dies z. B. bei den Mikroskopen von Cornelis Drebbel, der lange Zeit als Erfinder des Instruments galt, der Fall gewesen ist: da ruhte die vergoldete kupferne Röhre auf einer Scheibe von Ebenholz und drei kupfernen Delphinen; aber die Seele des Mikroskopes, die Linsen ließen noch viel zu wünschen übrig.

Um die Mitte des 17. Jahrhunderts wurde der erste Schritt zur Vervollkommnung von Anton Leeuwenhoek in Delft gethan. Er war der erste, der das Senkblei der Wissenschaft in die Tiefen der Kleinwelt auswarf. Von Beruf Kaufmann, hatte er sich vom Geschäft zurückgezogen und mit dem Posten eines Stadthauskastellans in seiner Vaterstadt begnügt, um ein unabhängiges Leben ganz allein der Enthüllung verborgener Naturgeheimnisse zu widmen. Auch er stellte sich seine Linsen selbst her, die von ausgezeichneter Beschaffenheit waren und mit denen er die überraschendsten Entdeckungen machte. Bis dahin waren Haare und dergleichen die Gegenstände, mit deren Betrachtung die Besitzer der „Flohgläser“, wie man die Mikroskope damals nannte, ihre Neugierde befriedigten. Leeuwenhoek wurde zum Columbus der unsichtbaren Welt.

Um die Mitte des September 1675 untersuchte Leeuweuhoek mit Hilfe des Mikroskops Regenwasser, das wenige Tage in einer ausgepichten Tonne gestanden hatte.^[1] Er fand darin zu seiner Ueberraschung eine große Zahl lebender Geschöpfe verschiedener Art, wohl zehntausendmal kleiner als die keinsten der bis dahin beobachteten Wasserinsekten; eine Art hatte vorn zwei Hörnchen, die sich beständig bewegten, wie die Ohren eines Pferdes, hinten schleppten sie einen langen Schwanz nach; eine andere Art veränderte beständig ihre Gestalt; eine dritte zerfloß, sobald das Wasser vertrocknete, eine vierte, in der wir die in neuester Zeit so wichtig gewordenen Bakterien erkennen, war so klein, daß Leeuweuhoek ihre Gestalt nicht unterscheiden konnte.

Frisch aufgefangenes Regenwasser sowie frisch geschmolzener Schnee zeigten keine Thierchen, sobald das Himmelswasser aber einige Tage gestanden hatte, erschienen die Geschöpfe und vermehrten sich von Tag zu Tag. Und wenn es gar auf gestoßenen Pfeffer und andere Pflanzenstoffe gegossen wurde, vermehrten sie sich ins ungeheure, so daß in einem Tröpflein 6000 bis 10 000 gezählt werden konnten.

Aber Leeuwenhoek war nicht bloß Beobachter von ungewöhnlichem Scharfblick, sondern auch ein kühner, selbständiger Denker, er stellte sich sofort die Frage: Woher stammen diese Geschöpfe? Die Antwort lautete: Sie sind nicht von selbst aus dem Wasser entstanden, sondern sie haben sich aus Keimen entwickelt, die in der Luft vorhanden waren. Wenn in Aufgüssen von Pflanzenstoffen sich diese Thiere besonders zahlreich entwickeln, so liegt der Grund in der reichlicheren Ernährung, welche ihre Vermehrung begünstigt.

Um jene Zeit hatten auch englische Gelehrte die mikroskopische Forschung bedeutend gefördert: Hooke hatte im Jahre 1665 zum ersten Male im Korke die pflanzlichen Zellen erblickt, die ähnlich wie die Zellen in den Honigwaben angeordnet waren. Aber selbst diese Männer, die in der „Königlichen Gesellschaft der Wissenschaften“ zu London damals unbestritten den Mittelpunkt aller naturwissenschaftlichen Forschungen bildeten, wollten den Berichten Leeuwenhoeks keinen Glauben schenken, und sie waren zu entschuldigen, denn ihre Mikroskope waren sämmtlich zu schwach, um die Wunder der Kleinwelt zu enthüllen. Robert Hooke arbeitete indessen unausgesetzt an der Verbesserung seiner Instrumente, bis es ihm nach jahrelanger Mühe gelang, sein Ziel zu erreichen. Am 15. November 1677 machte er in der Sitzung der Königlichen Gesellschaft den erstaunten Zuhörern die Mittheilung, daß auch er im Pfefferaufguß eine Anzahl ungewöhnlich kleiner Thiere gesehen habe, ja er lud die Zuhörer ein, sich von der Wahrheit durch Augenschein zu überzeugen. Jetzt unterlag das Vorhandensein einer unsichtbaren Welt von Organismen keinem Zweifel mehr; ein Protokoll wurde unterzeichnet, und berühmte Männer wie Nehemia Grew, der Begründer der Pflanzenanatomie, und Christoph Wren, der Erbauer der Paulskirche, setzten ihre Namen darunter.

Die Nachfolger Leeuwenhoeks, der 1723 starb, verfielen in einen großen Fehler — sie verlangten zu viel. Wie die unerfahrenen Anfänger in unseren Tagen wollten sie nur mit möglichst gesteigerten Vergrößerungen arbeiten. Sie beobachteten bei direktem Sonnenlicht unter Anwendung allzu starker Okulare; dadurch wurde natürlich die Klarheit der Bilder beeinträchtigt, um so mehr, als jene Mikroskope keineswegs achromatisch waren, sondern die Bilder in der Regel von Farbenringen umgeben zeigten.

Infolgedessen häuften sich ungenaue Beobachtungen; mit solchen Mikroskopen und bei solcher Benutzung derselben konnte man alles sehen, was man eben wünschte. Die Mikroskopie gerieth dadurch bei strengen Forschern in Mißachtung, bis eine neue Zeit des Aufschwungs kam.

In den ersten Jahrzehnten unseres Jahrhunderts, um das Jahr 1830, wurde sie nämlich durch die Untersuchungen Ehrenbergs wieder zu Ehren gebracht, und deutsche Forscher waren es auch, welche die Arbeiten eines Leeuwenhoek, Hooke und Grew fortsetzten. Die Botanik eilte wieder den anderen Wissenschaften voraus. Durch die Arbeiten Browns, von Mohls, Ungers, namentlich aber Schleidens wurde festgestellt, daß alle Gewebe der Pflanzen weiter nichts seien als Anhäufungen von mehr oder weniger veränderten Zellen. Man hatte die Grundeinheit, den Baustein des pflanzlichen Lebens gefunden — die Zelle; alle höher organisierten Pflanzen, die Gräser, Kräuter und Bäume, erschienen als Zellenstaaten, als Gesellschaften von Zellen.

Man hatte auch Zellen im thierischen Körper gefunden, in der Haut, in Drüsen, in den Nervencentren; aber man hielt deren Vorkommen mehr für eine Ausnahme, die meisten Gewebe des thierischen Körpers zeigten keinen Zellenbau.

Einer der gewandtesten Mikroskopiker jener Zeit, die unter dem Altmeister Johannes Müller in Berlin in die Geheimnisse des Baues und der Thätigkeiten unseres Körpers eindrangen, war der Arzt Theodor Schwann. Eines Tages speiste er mit Schleiden zu Mittag, und der berühmte Botaniker erzählte dem Mediziner von seinen soeben abgeschlossenen Untersuchungen, von der wichtigen Rolle, welche der Zellenkern in der Entwicklung der pflanzlichen Zellen spiele. Da erinnerte sich Schwann, daß er einen ähnlichen Kern in den Zellen eines thierischen Gewebes^[2] gesehen habe, und wie ein Blitz schoß ihm der Gedanke durch den Kopf, welche Bedeutung seine Entdeckung erlangen würde, wenn er nachweisen könnte, daß die Rolle der Zelle im thierishen Körper ähnlich wie jene in der Pflanze beschaffen sei. Dieser Gedanke war eines der Blitzlichter, mit welchen der Genius der Menschheit neue Wege offenbart. Sofort begaben sich die beiden Forscher in das anatomische Laboratorium, um die fragliche Zelle anzusehen, und Schleiden erklärte, daß ihr Kern durchaus dem der Pflanzenzellen gleiche.

Schwann ging nunmehr unverdrossen an die mühselige Arbeit, seinen Fund durch thatsächliche Beweise zu stützen. Damals lag die mikroskopische Technik völlig danieder, aber der Schüler des unermüdlich nach Klarheit ringenden Meisters Johannes Müller überwand alle Schwierigkeiten und wies mit voller Bestimmtheit nach, daß auch im thierischen Organismus die Zelle die lebendige Grundeinheit bilde, daß alle Gewebe des thierischen Körpers, also auch des menschlichen, aus Zellen entstanden und nur veränderte Zellen seien. Schwann veröffentlichte seine „Mikroskopischen Untersuchungen über die Uebereinstimmung in der Struktur und dem Wachsthum der Thiere und Pflanzen“ im Jahre 1839. Und heute nach einem halben Jahrhundert ist seine Lehre ausgebaut und fest begründet, heute ist sie nicht nur dem engen Kreise der Gelehrten bekannt, sondern durch volksthümliche Schriften und durch die Schule in die weitesten Kreise verbreitet.

Das Mikroskop hat noch eine andere wissenschaftliche Frage aufgerollt, die Frage von der „Urzeugung“: woher kommen die Zellen, woher die in dem Tropfen Regenwasser wimmelnden winzigen Wesen? Entstehen sie aus unorganischen Stoffen von selbst, oder muß jeder Zelle eine andere vorausgegangen sein? Der Streit um die Urzeugung führte zu den glänzenden Untersuchungen über die in der Luft enthaltenen Keime, und wenn die Akten über jene Frage noch nicht als gänzlich abgeschlossen betrachtet werden können, so ist wenigstens mit Bestimmtheit erwiesen, daß in allen uns bis jetzt bekannten Fällen jede Zelle die Tochter einer älteren sei, daß es im menschlichen Körper und in dem Wassertropfen keine Urzeugung gebe. Wichtiger als dieser theoretische ist aber der praktische Gewinn aus den mikroskopischen Studien. Sie führten uns zu der näheren Erkenntniß der Bakterien, sie enthüllten uns in einigen derselben die Träger von allerlei Krankheiten und gaben uns Mittel an die Hand, uns zu schützen. Und wenn diese Mittel auch vielfach noch der Vervollkommnung bedürfen, so ist das bisher Erreichte darum doch nicht gering zu schätzen, wir dürfen es vielmehr als eine Bürgschaft für künftige segensreiche Fortschritte betrachten. Welchen Gewinn die Menschheit schon heute von jener Bakterienforschung zieht, das lehrt uns, um nur das Beispiel anzuführen, die antiseptische Wundbehandlung. Blutvergiftung, Hospitalbrand, langwierige Eiterungen und andere schwere Komplikationen, welche früher mit Verwundungen so oft verbunden waren und den Schrecken der Lazarethe bildeten, sie sind heute zu den größten Seltenheiten geworden, seitdem die Aerzte in den Bakterien deren Ursache erkannt und die Krankheitserreger unschädlich zu machen gelernt haben. Es wäre müßig, den Einfluß des Miksroskops auf andere Zweige der Wissenschaft und der Industrie zu erörtern. Jedermann weiß ja, wie unentbehrlich dieses Instrument im Laufe der Zeit geworden ist. Es entlarvt die Fälscher und spielt vor dem Richterstuhl eine bedeutende Rolle; wie oft wurde mit Hilfe des Mikroskops ein scheinbar unbedeutender Fleck, ein einziges Härchen zum Schuldbeweis gegen den Verbrecher!

Diese großartigen Erfolge verdanken wir aber auch der rastlosen Thätigkeit der Optiker und Mechaniker, die das früher so unhandliche und unzuverlässige Instrument auf eine Stufe hoher Vollkommenheit gebracht haben. Wie wir schon erwähnt haben, hielt man früher diejenigen Mikroskope für die besten, welche am stärksten vergrößerten. Heute wissen wir längst, daß die Güte eines Mikroskops keineswegs allein in dessen vergrößernder Kraft liegt; es kommt vor allem auf die Klarheit des Bildes an. Die neueren Instrumente mit verbesserten Linsen, die nur zweihundert- bis dreihundertmal vergrößern, zeigen daher viel mehr Einzelheiten als die älteren mit einer 600 bis 700fachen Vergrößerungskraft. „Ein gutes Instrument,“ sagt Vogel, „muß scharf umrissene Bilder zeigen; der Gegenstand, den man beobachtet, muß wie in Kupfer gestochen aussehen und einen eleganten Anblick darbieten.“

Ursprünglich pflegte man die Güte des Mikroskops an der Betrachtung des Flohs zu prüfen. In der ersten Hälfte unseres Jahrhunderts wurden als Prüfungsgegenstände verschiedene Haare oder Schmetterlingsschuppen genommen. Heute greift man zu noch feineren Zeichnungen der Natur, wie sie z. B. in dem Kieselpanzer der Diatomeen zu entdecken sind. Sehr leistungsfähige Instrumente zeigen auf demselben ein System in die Länge gezogener sechseckiger Feldchen. Von der Kleinheit dieser Objekte können wir uns kaum eine Vorstellung machen; denn von diesen feinen Längslinien gehen 3200 auf den Raum eines Millimeters!

Trotz aller Fortschritte der Mikroskopie ist es uns aber noch lange nicht gelungen, bis in die letzten Einzelheiten der Kleinwelt einzudringen. Die feinsten Gebilde der Materie, die Atome und Moleküle, kann selbst das best bewaffnete Auge nicht erblicken. Nach den Berechnungen der Forscher umfassen die kleinsten Raumgebilde, die wir mit den besten Mikroskopen wahrnehmen können, immer noch etwa zwei Millionen Moleküle!

Wir sind an den Grenzen der heutigen Forschung angelangt. In der Kleinwelt bildet jede Zelle eine Welt für sich, ihr Inneres ist ein unermeßlicher dunkler Welttheil, der noch des Entdeckers harrt, welcher kühn in sein Herz eindringt und Licht hineinbringt in die ewigen Geheimnisse des Lebens! C. F. 

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1. * Vgl. den Vortrag von Prof. Ferdinand Cohn, der auf der 47. Versammlung deutscher Naturforscher und Aerzte zu Breslau den Inhalt eines bis dahin noch nicht gedruckten Briefes von Leeuwenhoek an Constantin Huyghens wiedergab.
2. Es handelte sich um die Zellen in der chorda dorsalis, dem Rückenstrang.