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[好摄之徒] 支棱起来了

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发表于 2021-4-3 02:16 PM | 显示全部楼层 |阅读模式


支棱起来了

 国家地理 国家地理中文网  2021-04-03



“不支楞起来啥也拍不出来!


说出这种话的并不是人像摄影师,

而是脊椎动物研究人员。


的确,

被摄对象如果不支棱起来,

观察骨骼角度就会大大受限,

可供研究的细节也随之减少,

于是科学家想出了一种“强行支棱”的方法。




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一条三鳍鳎(Trinectes)的CT扫描图像

插图:ADAM P. SUMMERS AND KEVIN CONWAY


一直以来,脊椎动物研究人员,都采用清理组织、染色标记骨骼的方法(剥离标本的软组织并用红色染剂染色),拍摄详细的透视图片,进行解剖检查,分析物种之间的关系。但问题在于,失去了韧带和肌肉组织的标本,仅靠骨骼松散难以固定和撑起全身,科学家也无法进行特殊角度的拍摄。



“强行支棱”

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如果拍鲶鱼,它会肚皮朝下,拍摄角度受限;如果拍鳟鱼,它会侧躺着,拍摄角度同样受限;比如蛇这样的动物,如果没有肌肉组织,光凭骨头完全“支棱”不起来;现在,科学家借助荧光、红色染剂和明胶研究出了一种全新的透视摄影,可以更好地、细致地呈现动物骨骼。


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如果没有肌肉组织,像白眼蟒Liasis mackloti这样的动物,实在难以定型拍摄。明胶可以暂时扮演它们的“肌肉”,固定它们的造型,拍完照片后再清洗掉即可。

摄影:MATTHEW GIRARD, UNIVERSITY OF KANSAS


美国堪萨斯大学的生态学和进化生物学教授Leo Smith,协助开发了一种用明胶帮助拍摄的方法。明胶果冻状的质地可以把骨骼标本固定住,标本像重获肌肉力量般支棱起来,这样一来,从不同角度进行拍摄变得轻而易举;而拍摄结束后清洗起来也很方便——只是,有时强行支棱起来后拍出的“鬼样子”,普通人还是难以接受的。


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眶真圆鳍鱼(Eumicrotremus orbis)身长约2.5厘米,身上满是坚硬的突起。

供图:AMERICAN SOCIETY OF ICHTHYOLOGISTS AND HERPETOLOGISTS





这下就非常“露骨”了

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明胶解决了拍摄角度受限的问题,接下来就是大幅提高细节的方法——


一切要从2013年的一个深夜说起,

那天Leo Smith心血来潮,

把染过色的鱼骨,

放在荧光显微镜下用强光照射。



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斑光蟾鱼(Porichthys notatus)是一种会发光的蟾鱼,呈扁平状,生活在海底,会“唱”情歌。

摄影:LEO SMITH, UNIVERSITY OF KANSAS


Leo Smith说:

“天哪!

我只是改用荧光拍摄它,

竟能显示出这么多从未见到过的细节。


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这种方法拍到的照片可以说非常“露骨”了——荧光灯照射下,甘油明胶基质中被红色染剂标记过的海马(hippocampus)骨骼发光了。

摄影:LEO SMITH, UNIVERSITY OF KANSAS


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带纹喉盘鱼(stippled clingfish

摄影:MATTHEW GIRARD, UNIVERSITY OF KANSAS


2018年,Leo Smith作为第一作者,发表了一篇关于“脊椎动物骨骼图像技术升级”的论文。Smith认为,明胶荧光成像的美妙之处在于,它可以更准确得传达标本的形态变异情况。


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一只刚孵化出的林鸳鸯(Aix sponsa)标本闪着红色荧光。林鸳鸯是北美地区色彩最艳丽的水鸟之一。

摄影:MATTHEW GIRARD, UNIVERSITY OF KANSAS


之后,Leo Smith的两个学生——Chesney Buck和Matt Girard,他们进一步升级了明胶的成分。Girard说,“只要移动标本的某个部位,我们就可以看到骨骼,是如何相互连接的,还可以看到骨骼的层理,是否有很多层骨骼重叠在一起。”


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大棕蝠(Eptesicus serotinus)的翼展超过30厘米。

摄影:MATTHEW GIRARD, UNIVERSITY OF KANSAS


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平原旱掘蟾(Spea bombifrons)生活在从加拿大到墨西哥的中西部地区。

摄影:MATTHEW GIRARD, UNIVERSITY OF KANSAS


该团队将研究技术不断改进,探索更多的可视化方法。他们开始采用不同波长的光、改变相机滤镜、更换不同的显微镜来进行实验,以此来发现动物们的更多秘密。

 

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染红的骨骼会在特定波长的光下发出荧光,比如这只五丝长指马鲅royal threadfin)。

摄影:MATTHEW GIRARD, UNIVERSITY OF KANSAS


“我们重新构建标本的骨骼与组织,是为了进一步探索标本自身以及标本间的关联。”,“脊椎动物骨骼图像技术升级”论文合著作者、圣克劳德州立大学的生物学教授Matt Davis说:“我们的目的是寻找到它们的共同特征,可能是遗传方面的,也可能是解剖学方面的。”,与此同时,这项探索与发现的工作让团队成员乐在其中,换句话说——


他们正在重建”生命之树“。


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(A)为普通白光照射                      (B)为荧光染色后照射

来源:bioone.org

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