显微镜下的世界,也有表情包!

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  显微镜不只是科学研究的好伙伴,通过它,我们也得以目睹微观世界惊艳的一面。从1975年开始,NIKON’S SMALL WORLD每年会举办显微摄影比赛,展现光学显微镜下的奇妙世界。今天我们就来欣赏下近两年的部分优秀作品吧。

  点亮

  光纤照亮的花朵雄蕊(40x)

  要给予细微的物体特别的照明,通常的灯具是无法做到的,而光纤照明却可以。借此,摄影者为一朵纤细的野花(可能是某种老鹳草)的花蕊进行了照明,并拍摄了这张精致的照片。在这里,不仅能看到雄蕊花丝上的腺毛以及花药上的花粉颗粒,甚至还能分辨出花瓣表面的一个个细胞。

  
拍摄者:Samuel Silberman,Monoson Yahud, Israel

  珠宝盒

  一只前口虫(200x)

  图中是用微分干涉差显微镜记录下的一只前口虫,它是一种原生单细胞生物。不过,单细胞生物也不简单,它同样具有复杂的内部结构。它体内五颜六色如同珠宝般的小颗粒是通过吞噬作用形成的食物泡。除此之外,高分辨率的成像还清晰体现了虫体表面用于运动的纤毛,以及体表下用于防御的刺丝泡。

  
拍摄者:Rogelio Moreno Gill, Panama

  薄翼

  卷柏叶片(40x)

  卷柏类是一种结构较为简单的蕨类植物,我们常见的翠云草以及被称为“九死还魂草”的卷柏均是卷柏类成员。卷柏类的叶片都是结构简单的小型叶,只具有一条中脉,叶片也仅有几个细胞的厚度。但这些叶片有规律的互生排列在茎上,形成了独特的秩序美感。通过微分干涉差显微镜成像,提高了细节的对比度,更表现出了蝉翼般轻薄的质感。

  
拍摄者:Dr. David Maitland, Feltwell, Norfolk, United Kingdom

  旋彩

  熔化的维生素C结晶与气泡(50x)

  维生素C,这种广泛存在与蔬菜水果中的水溶性物质对人体健康有重要的意义。纯化的维生素C通常以药片的形式出现在我们面前,而偏振光成像技术则展现了它绚丽的一面。

  图中显示的是熔化的维生素C晶体,以及它边缘产生的气泡。作为一种手性分子,维生素C具有旋光性,也就是说它能让通过其中的偏振光发生旋转。在偏振光下,维生素C的旋光性使得这些气泡呈现出富有层次的色彩以及独特的星芒状光斑。

  
拍摄者:Marek Mi?, Marek Mis Photography, Suwalki, Podlaskie, Poland

  发条

  虹吸式口器(6.3x)

  鳞翅目昆虫具有钟表发条一般卷曲的虹吸式口器,这可以算得上是动物界中相对身体最长的“嘴巴”了。虹吸式口器由下颚的外颚叶伸长而来,左右两个外颚叶彼此合抱,形成一个管状结构,用于吸食液体食物。而在每一个外颚叶中,都包含有神经、气管和肌肉的结构,得以让这个“吸管”伸卷和感觉。利用图片层叠技术,科学家们可以以大景深细致观察其中的精细结构。

  
拍摄者:Jochen Schroeder, Chiang Mai, Thailand

  惊愕

  斑马鱼胚胎(10x)

  在显微镜下,一条4天大的斑马鱼胚胎似乎完美演绎了一脸懵逼的错愕表情。不过,我们在这张“惊愕的脸”上看到的两个“眼睛”,其实是正在发育中的鼻孔(真正的眼睛长在两侧)。

  作为结构最为简单、研究最为透彻的模式脊椎动物,斑马鱼是研究个体发育的良好材料。而这条斑马鱼胚胎,正是用来进行表皮细胞发育研究的对象之一。科学家们使用特殊的染料为其染色,

  在激光共聚焦显微镜下,表皮细胞的细胞核清晰可见。与普通的荧光显微镜相比,用激光束作为光源使得图像的分辨率得以提高。此外,这种技术可以逐层扫描样品,并利用软件构建三维图像。

  #表情包预警#

  
拍摄者:Dr. Oscar Ruiz, The University of Texas MD Anderson Cancer Center

  层叠

  玛瑙磨片(90x)

  如此富有秩序的结构并非来自生物,而是一片地狱谷玛瑙的磨片。玛瑙是一类特殊的石英,是火山活动中填充在岩石间隙中的石英凝固的产物。在凝固过程中,逐渐形成分层的结构,从特殊的角度切割后,会显示出玛瑙特别的带状纹理。在放大90倍的视野中,玛瑙带状条纹边缘的结晶和包涵体细节清晰可见。

  
拍摄者:Douglas L. Moore, University of Wisconsin - Stevens Point

  20

  15

  蜂瞳

  花粉覆盖的蜜蜂复眼(120x)

  蜂是生态环境中重要的一环,对于摄影师和生物学家而言,蜜蜂都是值得悉心观察的对象。这张赢得2015年度冠军的显微照片看起来对密恐患者不太友好,不过它呈现的细节确实令人惊叹。它捕捉到了蒲公英花粉覆盖下欧洲蜜蜂(Apis mellifera)精细的复眼结构。

  这张图片利用反射光显微镜拍摄,作者拉尔夫?克劳斯?格林是一位高中教师,同时他还是自学成才的显微摄影师和曾经的养蜂人,对他来说,拍摄这样一幅作品可谓是再合适不过了。为获得最佳效果,他用了四个多小时的时间小心翼翼地摆放样品,不断地调整焦距,才得以得到如此精美的图片。

  
拍摄者:Ralph Claus Grimm Jimboomba, Queensland, Australia

  “通过该照片,我们从蜜蜂的眼中看到了这个奇妙世界的一个缩影,”格林说,“这不仅仅是一件伟大的自然之作,而且还是一个警示——我们应该时刻关注我们生存的这个星球,去聆听像蜜蜂一样的似乎微不足道生物,然后去保护这个美丽的星球。”

  楚河汉界

  小鼠肠道及其中的人类肠道微生物(63x)

  画面中展示的是一只实验小鼠结肠内的微观世界,不过在肠腔中,居住的则是来自人类的肠道菌群。在荧光标记的作用下,细菌和小鼠结肠组织分别显示出鲜艳的颜色:结肠细胞的细胞核被染成蓝色,在结肠组织表面,覆盖着呈现绿色的粘液;而在另一边,分布着密集的肠道细菌,包括黄色的厚壁菌门(Firmicutes)和桃红色的拟杆菌门(Bacteroidetes)等等。

  近些年来,肠道菌群成了科学家们关注的焦点,越来越多的研究发现,这些肠道里的小生命并不仅仅是借宿于此,它们还会在代谢、免疫等方面对人体产生重要的影响。而将不同的人类肠道菌移植到实验鼠的身上,就是一种实验室里常见的研究手段。

  这张图像和斑马鱼胚胎那张一样,是利用激光共聚焦技术拍摄的。

  
拍摄者:Kristen Earle, Gabriel Billings, KC Huang & Justin Sonnenburg Stanford University School of Medicine

  深渊

  摄食中的丝叶狸藻(100X)

  图中这个外形诡异的家伙看起来像是某种张开血盆大口的妖怪,而它真实的身份其实是共聚焦显微镜下丝叶狸藻(Utricularia gibba,humped bladderwort)的捕虫囊。

  丝叶狸藻是一种水生食虫植物,它们有着十分特别的捕虫方式:它的捕虫囊外侧具有灵敏的触毛,当水中小型的节肢动物碰触到这些触毛时,捕虫囊会突然膨胀形成负压,并开启捕虫囊的“袋口”,将小虫吸进囊中。图中所示的就是一个张开了“血盆大口”的捕虫囊。外侧长长的结构就是触毛,而内侧顶端球形的,则是能分泌消化酶的腺毛。

  
拍摄者:Dr. Igor Siwanowicz Howard Hughes Medical Institute

  迷宫中的米诺陶

  长有恶性胶质瘤的小鼠脑血管成像

  这是一只长有恶性胶质瘤的小鼠大脑中血流灌注的实时图像,使用光学频域成像技术拍摄。黄色和绿色的部分显示了密集交织的血管,这里也是肿瘤的“老巢”

  为了维持自己的生长所需,在肿瘤组织中一般都会生成新的血管来输送氧气和营养物质,而针对这些新生血管也可以研发对抗肿瘤的治疗方法。

  
拍摄者:Dr. Giorgio Seano & Dr. Rakesh J. Jain Harvard Medical School

  紫色的维特鲁威

  显微镜下的海星(10x)

  这张显微照片展示了海星特有的运动器官——管足。照片中被标记为黄色小管状结构就是管足,它与海星体内的特有的水管系统相连,能够依靠管内压力的变化收缩和伸张,从而使得海星能够在海底爬行。而蓝色所标记的则是包裹在海星体外的骨板,上面伸出指状的棘。

  包括海星在内的棘皮动物,与身为脊椎动物的我们是如此不同,但从发育上说,它们其他无脊椎动物更为接近人类

  
拍摄者:Evan Darling, Memorial Sloan Kettering Cancer Center

  重影的林

  小鼠耳部血管与神经网(10x)

  这张图片展示了小鼠耳部皮肤的血管和神经网络,利用共聚焦显微镜拍摄。蓝色部分显示的是血管,绿色显示神经,而粉红色的部分则是标记了血管平滑肌细胞中的肌动蛋白。

  小鼠的耳廓和鱼类的尾巴都很薄,透光性好,是观察血管神经分布很好的对象。如果是更厚的动物组织,就需要切片观察或是利用穿透力更强的手段了。此外,现在也有将小鼠躯体整个变透明处理方法。

  
拍摄者:Dr. Tomoko Yamazaki, National Institutes of Health

  透明的壁

  显微镜下的活体蚌虫(25x)

  图中的小家伙看起来像是居住在贝壳当中,但其实它和双壳贝类是截然不同的生物。这是一只蚌虫(Cyzicus mexicanus),它和鲎虫、“丰年虾”等都属于鳃足类,是一种原始的甲壳动物。和双壳类不同的是,它的“贝壳”不是由碳酸钙形成,而是几丁质,因此薄的时候是半透明的。

  这张图片使用了暗视野,并经过景深合成处理。对于未经染色的活体组织而言,暗视野可以提供更明显的反差,使透明的结构清晰可见。

  
拍摄者:Ian Gardiner Calgary, Alberta, Canada

  显微镜下的世界如此有趣,更多美图可以搜索“Nikon's Small World”看看,如果你也是显微摄影师,可以去投稿参赛哦。

  

  日历娘

  上次的灵魂画手大赛,还有小伙伴投过来显微镜下看到的血涂片“小鸡”呢。

  
就是这张。拍摄者:@奈茶

  你第一次用显微镜是什么时候?还记得那年的口腔上皮细胞和洋葱表皮细胞么?显微镜曾带给你什么难忘的回忆?

  

  

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