Robert Hooke (1635-1703): Người phát hiện ra tế bào

Năm 1665, tại nước Anh, một cuốn sách ra đời với nhan đề "Hình ảnh vi thể" (Micrographia) gây xôn xao bàn tán trong giới khoa học ở Anh và châu Âu. Cuốn sách chứa đựng những khám phá cơ bản trong sinh học, gồm 60 hình lớn do chính tay tác giả vẽ, trong đó có hình một con rận phóng đại tới vài chục centimet chiều dài, một con chấy thật to chiếm cả một trang sách, con mắt phức tạp của ruồi, cấu trúc tỉ mỉ của lông chim, quá trình chuyển dạng của ruồi, tất cả với đầy đủ chi tiết. Tác giả cuốn sách là Robert Hooke, một nhà thực vật học người Anh, lúc đó 30 tuổi.

Hình con bọ chét trong cuốn sách “Hình ảnh vi thể”
của Hooke ra đời năm 1665 (Ảnh: sfr.ee.teiath)

Robert Hooke sinh ngày 18 tháng 7 năm 1935 tại một làng quê đảo Wright, gần bờ biển phía Nam nước Anh, trong gia đình một mục sư Tin lành. Thời niên thiếu, cậu bé thường ốm yếu nhưng rất thông minh và chăm học; chỉ trong hai tuần lễ cậu đã học hết bộ sách nhập môn toán của Euclide. Suốt ngày cậu mải mê chế tạo những dụng cụ cơ khí, tàu thủy, cối xay chạy bằng dòng nước chảy, đồng hồ quả lắc, máy bay gỗ... Năm cậu mười ba tuổi, ông bố qua đời, cậu phải đến xin việc tại một xưởng họa, học vẽ chân dung để kiếm sống. Nhưng mùi sơn dầu và thuốc vẽ làm cậu nhức đầu, ốm mệt nên phải thôi việc. Sau đó Hooke đến phụ giúp phòng thí nghiệm của Hội Hoàng gia Anh (vừa mới thành lập), nhận lau rửa các dụng cụ thực nghiệm. Lòng ham muốn hiểu biết thúc đẩy cậu tự học hỏi và đến dự các lớp

Robert Hooke (Ảnh: wikipedia)

tại trường Oxford.

Năm 26 tuổi, Hooke cho xuất bản cuốn sách đầu tiên, nghiên cứu về sức căng bề mặt. Vào những năm giữa thế kỷ 17, tại châu Âu, nhiều nhà khoa học có xu hướng chế tạo và dùng các dụng cụ quang học để nghiên cứu thiên nhiên, Hooke cũng là một trong số những người đóng góp cho xu hướng đó phát triển. Sau 4 năm làm việc, ông công bố kết quả nghiên cứu trong cuốn sách nổi tiếng “Hình ảnh vi thể”. Trong cuốn sách, ông ghi chú đầy đủ các phương thức tiến hành nghiên cứu: “... Tôi chọn một căn phòng nhỏ, chỉ có một cửa sổ duy nhất hướng về phía Nam. Cách cửa sổ khoảng một mét, tôi kê chiếc bàn có đặt kính hiển vi để nghiên cứu... Tôi phải sử dụng một quả cầu bằng thủy tinh hoặc một thấu kính 2 mặt (phẳng và lồi), mặt lồi hướng về phía cửa sổ để thu hút được nhiều ánh sáng tạo nên nguồn chiếu, rồi tôi đặt giữa nguồn sáng và vật quan sát một mảnh giấy dầu, một kính lúp có độ phóng đại cực lớn để tập trung thật nhiều ánh sáng đi qua giấy dầu và chiếu trên vật thể, nhưng cũng phải chú ý ước lượng sao cho tờ giấy dầu khỏi bị quá nóng có thể bốc cháy..”.

Những ghi nhận của Hooke chứng tỏ sự công phu tỉ mỉ của ông trong công việc nghiên cứu: “Để có thể làm việc cả trong những ngày không ánh sáng mặt trời, và cả lúc đêm khuya, tôi làm một dụng cụ thẳng đứng với 3 giá ngang, trên một giá có đặt một đèn dầu có thể di chuyển gần xa, trên giá kia đặt một quả cầu bằng thủy tinh chứa dịch trong suốt, trên giá thứ ba đặt một thấu kính 2 mặt (phảng và lồi) có thể di động theo nhiều hướng”. Với những dụng cụ tự chế tạo như thế Hooke tiến hành những nghiên cứu thực vật học. Trong cuốn sách, ông ghi nhận những kết quả thu thập được: “Qua kính hiển vi tôi quan sát những mảnh bần (liège), tôi nhận thấy có cấu tạo giống những khoang, lỗ nhỏ. Tôi dùng dao cắt thành nhiều mảnh khác mỏng hơn và rõ ràng tôi lại nhận thấy các mảnh đó có cấu trúc như những tổ ong, những phòng nhỏ. Tôi đếm kỹ và thấy có 60 tế bào (cell - từ nguyên latin cellulate, có nghĩa là: phòng nhỏ, như vậy Hooke là người đầu tiên đặt ra và sử dụng từ “tế bào”), các tế bào đó xếp sát nhau trên một vùng kích thước 1mm, như vậy sẽ có tới trên 1 triệu (tính thật đúng là 1.666.400) tế bào trên mảnh diện tích bần 6,5cm², một con số khổng lồ khó tin được”. Sau đó, Hooke quyết định nghiên cứu thêm qua kính hiển vi dạng cấu trúc nhỏ bé mà ông vừa mới phát hiện.

Đúng vào lúc cuốn sách “Hình ảnh vi thể” của ông ra đời, năm 1665, Hooke trình bày trước Hội Hoàng gia Anh những kết quả quan sát trong bản tường trình “Cấu trúc của bần qua thấu kính phóng đại”. Năm sau, ông được bầu làm Uỷ viên kiêm Thư ký Hội Hoàng gia và ở cương vị này suốt 15 năm. Năm 36 tuổi, ông tiến hành thử nghiệm ngay trên bản thân về ảnh hưởng của môi trường áp suất thấp: ông ngồi trong một căn buồng nhỏ và chịu đựng một áp suất rất thấp (chỉ bằng 1/4 áp suất bình thường) và ghi nhận các triệu chứng bản thân ông đã cảm thụ

Hình con bọ chét trong cuốn sách “Hình ảnh vi thể” của Hooke ra đời năm 1665 (Ảnh: roberthooke.org)

được như: nhức đầu, đau tai đến mức gần điếc đặc v.v... Ông còn làm nhiều thử nghiệm về ghép da, hô hấp nhân tạo, truyền máu...

Hooke là một con người say mê khoa học, từ sáng sớm trong phòng thí nghiệm đã thấy bóng dáng ông: nhỏ bé, thấp gầy, dáng đi hơi khom lưng, nét mặt không đẹp lắm vì miệng hơi rộng và cằm quá nhọn. Ông giản dị và rộng lượng: suốt những năm làm việc tại Hội Hoàng gia và trường đại học, ông không hề phàn nàn về lương bổng. Tính nết ông thẳng thắn cương trực đến mức dễ nóng nảy, va chạm với đồng nghiệp (về sau người ta mới biết đó là do tình trạng ốm yếu từ lúc còn nhỏ làm ông ăn uống kém và mất ngủ thường xuyên). Cuộc tranh luận của ông với Issac Newton (1642-1727) đã trở thành nổi tiếng: có lẽ Hooke đã thông báo cho Newton biết những kết quả nghiên cứu vật lý học của ông và tạo điều kiện để Newton phát hiện ra một số định luật mới nhưng cũng có thể là tự bản thân mình phát hiện ra các định luật đó nên Newton đã không nêu rõ vai trò đóng góp của Hooke. Dẫu sao, sự va chạm này đã trở thành mâu thuẫn đến mức chỉ sau khi Hooke qua đời thi Newton mới được bầu làm Chủ tịch Hội Hoàng gia Anh (trong thời gian 1703-1727).

Hooke không chỉ là nhà thực vật học nổi tiếng với việc phát hiện ra tế bào, ông còn là một nhà thiên văn học lỗi lạc. Ông có nhiều đóng góp khoa học lớn như chế tạo ra kính viễn vọng, quan sát sự chuyển động quay của các thiên thể, đề nghị dùng nhiệt độ đóng băng của nước là 0^o, đưa ra lý thuyết cơ học của nhiệt, nghiên cứu nguồn gốc vật thể hóa thạch. Ông cũng là một kiến trúc sư tài năng: sau vụ dịch lớn (vào năm 1665) và đám cháy lớn (năm 1666) tại Luân Đôn, chính ông đã tham gia thiết kế xây dựng lại nhiều ngôi nhà lớn và các khu vực rộng của thủ đô Anh.

Danh tiếng Robert Hooke vang dội không chỉ lúc sinh thời mà còn lưu truyền nhiều thế kỷ sau, có điều đặc biệt là không ai lưu trữ được một bức hình nào của ông và cũng không ai biết rõ phần mộ của ông đặt nơi nào.

Bảy năm sau khi Robert Hooke phát hiện ra tế bào, vào năm 1672, Malpighi cũng mô tả những túi nhỏ trong cấu trúc thực vật. 140 năm sau đó, vào năm 1805, một thầy thuốc và nhà khoa học tự nhiên người Đức, Lorenz Oken (1779-1851) cũng khẳng định: “Mọi cơ thể sinh vật đều do những tế bào cấu tạo nên”. Nhưng phải 174 năm sau phát hiện của Hooke, cuối cùng tế bào mới được xác nhận là đơn vị cấu trúc cơ bản của cả động vật và thực vật, nhờ công lao của Schleiden và Schwann.

Nguồn: Sách 20 nhà sinh học tài danh của Trần Phương Hạnh, Nhà xuất bản Thanh niên