ภาพจาก : http://www.ucmp.berkeley.edu/history/leeuwenhoek.html

Antoni van Leeuwenhock เป็นมนุษย์คนแรกที่เห็นจุลินทรีย์ เขาเกิดเมื่อวันที่ 24 ตุลาคม พ.ศ. 2175 (รัชสมัยพระเจ้าปราสาท ทอง) ที่เมือง Delft ในประเทศเนเธอร์แลนด์ บิดามีอาชีพเป็นช่างสานตะกร้า การมีฐานะยากจนทำให้เลเวนฮุก จบการศึกษาเพียงแค่ชั้น ประถม เมื่อมีอายุได้ 16 ปี ได้เข้าทำงานเป็นเจ้าหน้าที่ฝ่ายการเงินในศาล ในยามว่างสร้างกล้องจุลทรรศน์ด้วยตนเอง เขาได้ออกแบบสร้าง โดยใช้เลนส์นูนความยาวโฟกัสสั้นมากเลนส์เดียว แทนที่จะใช้เลนส์สองเลนส์ดังเช่นคนทั่วไป ถึงแม้จะไม่ได้รับการฝึกฝนในการฝนเลนส์ มาก่อน แต่กล้องจุลทรรศน์ที่เขาสร้างนั้นก็เป็นกล้องที่มีสมรรถภาพสูงสุดในยุคนั้น คือมีกำลังขยายถึง 270 เท่า

การมีสายตาที่แหลมคมและการมีความอยากรู้อยากเห็นได้ทำให้เลเวนฮุกเป็นมนุษย์คนแรกที่เห็นสัตว์เซลล์เดียวในปี พ.ศ. 2217 เขาได้ ทำให้มนุษย์รู้ว่าจักรวาลนี้มีโลกแห่งจุลินทรีย์ด้วย ซึ่งสัตว์เล็กๆ เหล่านี้มีอิทธิพลต่อชีวิต และความตายของมนุษย์มาก และจุลินทรีย์นี้ อาศัยอยู่ในสถานที่ทุกหนแห่ง เช่น ในบ่อ น้ำฝน ปาก ลำไส้ และในอุจจาระ เป็นต้น เลเวนฮุก ยังเป็นนักวิทยาศาสตร์คนแรกที่ได้ศึกษา เซลล์เม็ดเลือดแดง โดยได้พบว่ามันมีขนาดเล็กกว่าเมล็ดข้าวราว 25,000 เท่า ได้เห็นเชื้อ gonorrhea ว่ามีหางและมีชีวิตอยู่ราว 2-3 ชั่วโมง เขายังได้ศึกษาอสุจิของผึ้ง เหา นก กบ วัว แมลง โดยได้จดบันทึกและวาดภาพที่เขาเห็นอย่างละเอียดลออ และได้ส่งรายงานที่เขา เรียบเรียงนี้ไปลงพิมพ์ในวารสาร Philosophical Transactions ของ Royal Society ที่ลอนดอน ในประเทศอังกฤษ ซึ่งเป็น สถาบันวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงมากที่สุดในสมัยนั้น ถึงแม้ภาษาที่เขียนจะเป็นภาษาดัตช์ เพราะเลเวนฮุกไม่รู้ภาษาละตินเลย แต่บรรณา ธิการวารสารก็จัดการแปลให้เรียบร้อย ผลงานเหล่านี้ทำให้เขาได้รับเลือกเป็นสมาชิกของ Royal Society ในปี พ.ศ. 2223

ความมีชื่อเสียงของเลเวนฮุกได้ทำให้เขาเป็นที่รู้จักทั่วยุโรป แม้แต่จักรพรรดิ Peter มหาราชแห่งรัสเซีย และสมเด็จพระราชินี Mary แห่งอังกฤษก็ยังเสด็จมาเยี่ยมชมห้องทดลองของเขา เพื่อทอดพระเนตรดูเม็ดเลือดของนก คน ปลา กบ รวมทั้งตัว hydra และ volvox เป็นต้น

เลเวนฮุกสมรส 2 ครั้ง และมีบุตร 6 คน แต่ไม่มีหลานเลย เขาเสียชีวิตที่ Delft เมื่อวันที่ 26 สิงหาคม พ.ศ. 2266 ขณะมีอายุได้ 90 ปี โลกได้พบว่าการค้นพบของเลเวนฮุกมีความสำคัญในอีกสองศตวรรษต่อมา เมื่อ Louis Pasteur ได้ใช้ความรู้ของเลเวนฮุกบุกเบิก วิทยาการด้านจุลชีววิทยา โดยการพบวิธีการฆ่าเชื้อโรค (pasteurization) และสร้างวัคซีน

ในปี พ.ศ. 2218 เลเวนฮุกได้รายงานการเคลื่อนที่ของจุลินทรีย์เล็กๆ ในหยดน้ำฝนว่า มันมีเขาขนาดเล็กและเวลามันเคลื่อนที่มันจะยืดตัว ออกแล้วหดตัวเข้า ซึ่งดูเพลิดเพลิน ณ วันนี้ นักชีววิทยาก็ยังสนใจการเคลื่อนที่ของเซลล์ เพราะรู้ว่าการเคลื่อนที่ของเซลล์นี้เอง ที่เป็นตัว กำหนดรูปร่างของอวัยวะ และเนื้อเยื่อต่างๆ ของตัวอ่อน ในขณะที่ตัวอ่อนกำลังเจริญเติบโต และการเคลื่อนที่นี้ยังเป็นสาเหตุทำให้บาดแผล ในร่างกายหายเป็นปกติ อีกทั้งทำให้เส้นเลือดใหม่ถือกำเนิด และเวลาเซลล์ไม่เคลื่อนที่นั่นหมายถึงภาวะการเป็นโรค ข้ออักเสบและร่างกาย มีความผิดปกติของระบบประสาทในทารกแรกเกิด

การมีเทคโนโลยีระดับสูงก็มีส่วนช่วยให้นักชีววิทยารู้แน่ชัดว่า ปัจจัยใดบ้างที่เป็นตัวกำหนดให้เซลล์เคลื่อนที่ได้ช้าหรือเร็ว การสามารถ เห็นการเคลื่อนที่ของเซลล์ด้วยตา ทำให้นักชีววิทยาทฤษฎีสามารถออกแบบการทดลอง เพื่อทดสอบทฤษฎีการเคลื่อนที่ของเซลล์ได้ และนั่นก็หมายความว่าการศึกษาการเคลื่อนที่ของเซลล์นี้ ต้องการนักวิทยาศาสตร์หลายประเภทเช่น นักเคมี นักฟิสิกส์ นักชีววิทยาและ นักคอมพิวเตอร์ เป็นต้น

ความจริงทฤษฎีการเคลื่อนที่ของเซลล์ได้ถือกำเนิดเมื่อประมาณ 30 ปีมาแล้ว โดย M. Abercrombie แห่งมหาวิทยาลัยลอนดอน ในประเทศอังกฤษ ซึ่งได้ศึกษาการเคลื่อนที่ของเซลล์ไปบนผิวของแข็ง โดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ซึ่ง Abercrombie ก็ได้พบว่า เวลาเซลล์เคลื่อนที่มันจะยืดผนังเซลล์ออกไปแตะผิวสัมผัสตรงตำแหน่งใหม่ โดยอาศัยโปรตีนที่เรียกว่า actin จากนั้นมันก็ใช้โปรตีนอื่น เช่น myosin และ integrin ซึ่งประกอบกันเป็นผนังเซลล์ ดึงตัวเซลล์ทั้งตัวให้เคลื่อนไปข้างหน้า

นี่คือภาพและเหตุผลง่ายๆ ที่ใช้อธิบายการเคลื่อนที่ของเซลล์ แต่งานวิจัยเรื่องนี้ต้องการรู้ปัจจัยทุกตัวและบทบาทความสำคัญของปัจจัย แต่ละตัวในการเคลื่อนที่แต่ละครั้ง และในสภาวะแวดล้อมทุกรูปแบบด้วย

เช่น D. Ingber แห่ง Harvard Medical School กำลังศึกษาบทบาทของแรงภายนอกที่มากระทำต่อเซลล์ในการกำหนดทิศการ เคลื่อนที่ของเซลล์ ซึ่งเขาก็ได้ทำผิวของแข็งให้มีปุ่มเล็กๆ ซึ่งมีขนาดเล็กพอๆ กับเซลล์ และปุ่มนี้เป็นรูปวาล์วบ้าง สี่เหลี่ยมจัตุรัสบ้าง เขาได้พบว่าเวลาเซลล์เผชิญปุ่มเซลล์ที่มีรูปร่างกลมจะยืดตัวออกมาเพื่อเคลื่อนที่ในทุกทิศทาง แต่เซลล์ที่มีรูปร่างเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส จะยืดตัวตรงตำแหน่งที่เป็นมุมของมัน เพื่อเคลื่อนไหวข้างหน้า

ส่วน B. Geiger แห่ง Weizmann Institute of Science ในอิสราเอล ก็กำลังศึกษาแรงยึดเหนี่ยวระหว่างเซลล์กับผิว ขณะที่เซลล์ กำลังเคลื่อนที่โดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน และเขาได้พบว่า เวลาเขาให้สารเคมีแก่เซลล์เพื่อยับยั้งไม่ให้เซลล์หดตัว แรงยึดระหว่าง เซลล์กับผิวที่มันจะเคลื่อนที่ไปจะลดลงอย่างทันทีทันใด ซึ่งนั่นก็แสดงว่า โมเลกุลต่างๆ ในโปรตีน actin ได้ถูกสารเคมีจัดเรียงตัวมันใหม่ พลังในการเคลื่อนที่จึงหดหายไปด้วย

นักชีววิทยานั้น ตามปกติไม่สนใจคณิตศาสตร์ แต่ขณะนี้นักคณิตศาสตร์กำลังมีบทบาทมากในการสร้างทฤษฎีทางชีววิทยา โดยการสร้าง แบบจำลองทางคณิตศาสตร์อธิบายและตอบคำถามว่า เซลล์ใช้ actin ในการผลักดันผนังเซลล์ไปข้างหน้าได้อย่างไร และความแตกต่าง ระหว่างความเข้มข้นของสารเคมีภายในและนอกเซลล์มีส่วนในการกำหนดความเร็วของการเคลื่อนที่อย่างไร

แต่ทุกคนก็ยอมรับว่า ในการที่จะมีทฤษฎีการเคลื่อนที่ของเซลล์นี้ ทฤษฎีและการทดลองจะต้องตรวจสอบซึ่งกันและกัน แต่เมื่อนักชีววิทยา มักไม่ใช้คณิตศาสตร์ในการอธิบายปรากฏการณ์ทางชีววิทยา ดังนั้น การทำงานร่วมกันระหว่างนักชีววิทยากับนักคณิตศาสตร์ในการแก้ ปัญหาเดียวกัน จึงไม่ใช่เรื่องง่าย

ถึงกระนั้นก็ตาม ณ วันนี้ นักคอมพิวเตอร์ เช่น L. Loew แห่งมหาวิทยาลัย Connecticut ในสหรัฐอเมริกา ก็ได้สร้างโปรแกรมคอม พิวเตอร์ที่เรียกว่า Virtual Cell เพื่อศึกษาเรื่องนี้เช่นว่า รูปร่าง (กลม, สี่เหลี่ยม, วงรี) ความเข้มข้นของอิออนในเซลล์ และการปลดปล่อย พลังงานในเซลล์มีอิทธิพลต่อการเคลื่อนที่ของเซลล์เพียงไร ซึ่ง Loew ก็ได้ยอมรับว่า ยังมีปัจจัยอื่นๆ อีกมากที่เรายังไม่รู้ แต่นี่ก็เป็นเพียง แบบจำลองง่ายๆ และเมื่อเรารู้มากยิ่งขึ้น แบบจำลองที่ลึกซึ้งและละเอียดมากขึ้น ก็เป็นเรื่องที่นักวิจัยจะทำต่อไปได้ไม่ยากนัก

การผสมผสานความรู้สาขาต่างๆ ทั้งฟิสิกส์ เคมี นักชีววิทยา และคณิตศาสตร์ เพื่อศึกษาการเคลื่อนที่ของเซลล์ในครั้งนี้ จึงเปรียบเสมือน การขุดอุโมงค์จากสองด้านของภูเขา และเมื่อใดที่ผู้ขุดอุโมงค์ทั้งสองฝ่ายพบกัน เราก็จะรู้ว่า เราเข้าใจการเคลื่อนที่ของเซลล์ทันที