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Se considera el padre de la microscopia, descubrió la red de capilares pulmonares que conectan arterias y venas, con lo que completó la descripción del aparato circulatorio que el médico y fisiólogo británico William Harvey había expuesto en 1628. Sus investigaciones le indujeron a postular la naturaleza glandular del cuerpo humano, antecedente de la posterior teoría celular.
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Descubrió las células observando en el microscopio una laminilla de corcho, dándose cuenta que estaba formada por pequeñas cavidades poliédricas que recordaban a las celdillas de un panal. Fundador de la Citología, la ciencia que estudia las células, Hooke abrió las puertas a un nuevo mundo: el mundo microscópico descripciones fisiológicas de los cuerpos diminutos realizadas mediante lentes de aumento con observaciones y descripciones precisas sobre ellas.
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Mejor conocido como el “padre de la microbiología” , Construyó como entretenimiento diminutas lentes biconvexas montadas sobre placas metálicas, que se sostenían muy cerca del ojo.
Durante años y años se dedicó a examinar con sus microscopios todo lo que tenía a su alcance. Fue el primero que observó seres microscópicos vivos. -
Advirtió la presencia constante de un corpúsculo en el interior de las células vegetales del cual se desconocía la función: era nada más ni nada menos que el núcleo . A partir de entonces se comenzaron a describir otras estructuras internas.
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Estudió las plantas al microscopio y concibió la idea de que estaban compuestas por unidades reconocibles o células. El crecimiento de las plantas, se producía mediante la generación de células nuevas que, según sus especulaciones, se propagarían a partir de los núcleos de las viejas.
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Descubrió la estructura celular de la cuerda dorsal del renacuajo, del tejido embrionario del cerdo, de las hojas germinales del pollo. Así, llegó a la conclusión de que la célula es el elemento constitutivo de todo cuerpo viviente, sea éste vegetal o animal.
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Pudo demostrar que toda célula procede de otra célula anterior, como la planta sólo puede proceder de otra planta y el animal de otro animal.
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Se dedicó al estudio de las conexiones de las células nerviosas, para lo cual desarrolló métodos de tinción propios, exclusivos para neuronas y nervios, que mejoraban los creados por Camillo Golgi. Gracias a ello logró demostrar que la neurona es el constituyente fundamental del tejido nervioso.