

每年,我们都会被身边 微小的东西 所吸引,因为科学家们能在显微镜下捕捉到令人惊叹的美丽而奇特的图像。今年,举办年度“小世界”显微摄影大赛的组织者们首次将这个微观世界通过视频呈现出来。
来看看这些获奖的显微视频,内容从鸡胚的血管系统到水蚤玩耍藻类的场景。与静态图像比赛一样,据尼康称,这些视频的评判标准不仅在于视觉上的杰出性,还在于它们展现科学与艺术交叉点的能力。其中一些视频本身就是科学上的突破——我们之前就报道过其中一个获得荣誉奖的作品,一段非洲绿猴肾细胞的实时活动视频,是它 去年春天首次发布 的。
这些视频展示了“小世界”大赛中的常客,例如斑马鱼大脑、果蝇幼虫和拟南芥植株,但将这些事物置于动态观察中,会带来完全不同的视角。你甚至可以看到鱼脑神经细胞内微小的细胞工厂的运动,以及植物主根上新根的膨胀生长。以下是荣誉奖作品和前三名获奖作品的集合。
一等奖
这是牛津大学病理学家安娜·弗朗茨(Anna Franz)首次采用这种技术向鸡胚注射墨水。她切开鸡蛋的一个窗口,暴露了72小时大的胚胎,然后在3D显微镜下向其动脉注射墨水,以可视化其血管系统。“这段视频不仅展示了心脏的力量和鸡胚血管系统的复杂性,也反映了自然设计的 [其] 美丽,”弗朗茨说。
技术:反射光显微镜
放大倍率:10倍

二等奖
德国神经退行性疾病研究中心的Dominic Paquet博士拍摄了转基因斑马鱼神经细胞中线粒体转运的延时电影。细胞膜呈绿色,线粒体标记为蓝色。
技术:宽场荧光
放大倍率:40倍物镜
三等奖
德国化学家Ralf Wagner博士拍摄了水蚤(Daphnia)玩耍绿藻(volvox)的视频。据尼康称,他在自家花园池塘里发现了这个标本。它更多地反映了非凡的自然景象,而非深奥的科学——水蚤正在与其环境互动,这是你很少能近距离看到的。Wagner说,他希望通过提醒观众科学可以多么有趣,来激发其他人学习科学。
技术:暗场
放大倍率:50倍

荣誉奖
另外有11段视频获得了荣誉奖,内容涵盖了繁华的蚁群到植物根系的生长过程。
行进的蚂蚁
墨西哥艺术家Raul Gonzalez拍摄了他蚂蚁群体进食时间的延时视频。
技术:延时摄影、反射照明、立体显微镜
放大倍率:1倍

巨口
美国南卡罗来纳州查尔斯顿珊瑚合作研究中心的James Nicholson拍摄了这种石珊瑚。可以看到其口部内部的肠系膜,这是参与消化和繁殖的结构;口部周围独特的颜色图案是组织色素沉着的结果,是对某种未知压力源的反应。也许是显微镜下的压力。
技术:激发波长为430纳米的透射荧光显微镜,显示活体标本的自然荧光
放大倍率:5倍

绿眼水螅
作者:Charles Krebs,Charles Krebs Photography,伊萨夸,华盛顿州。
技术:暗场和DIC
放大倍率:40倍至600倍

果蝇血液循环
作者:Dr. Robert Markus,匈牙利科学院生物研究中心,塞格德,匈牙利。
这段视频捕捉了果蝇幼虫(Drosophila melanogaster)中循环的血细胞。
技术:荧光
放大倍率:50倍

拟南芥根系生长
作者:Daniel von Wangenheim,歌德大学法兰克福校区。
这段视频展示了被广泛研究的模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)在主根上长出侧根。
技术:基于光片的荧光显微镜
放大倍率:20倍/0.5 W N-ACHROPLAN

轮虫与蠕虫
加州弗雷斯诺的摄影师Craig Smith拍摄了两段获得荣誉奖的视频。第一段展示了微观水生轮虫,其冠毛在进食时伸展和收缩。第二段展示了蠕虫(Aeolosoma Hemprichi)的无性出芽,新蠕虫附着在亲体末端。
技术(两段视频):暗场
放大倍率:400倍


猴细胞实时成像
我们曾在去年 春天首次报道 了这段视频,它是细胞成像领域的一项重大突破。由霍华德·休斯医学研究所的Liang Gao领导的研究人员使用一种新技术捕捉了非洲绿猴肾细胞的图像。视频显示了活细胞中的细胞膜起皱和内部液泡。
技术:双光子贝塞尔光束平面照明显微镜
放大倍率:56倍

分裂的鼓藻
作者:Jeremy Pickett-Heaps博士,墨尔本大学。
技术:延时视频显微镜
放大倍率:未分裂的细胞横向尺寸约为170微米,Pickett-Heaps指出。

椭圆形卵子是如何形成的?
旧金山加州大学的Saori Haigo想研究鸟类和一些昆虫产下的椭圆形卵子是如何在发育过程中形成的。Haigo从果蝇卵巢中解剖出发育中的卵子,观察它们在体外的行为。结果发现,发育中的卵子会围绕长轴旋转。绿色荧光突出了细胞表面,红色标记了细胞核。
技术:活细胞成像;每五分钟拍摄一次,持续3小时的延时
放大倍率:400倍

出芽酵母受攻击
这段视频捕捉了变形虫吞噬酿酒酵母的过程。它们表达了一种红色荧光蛋白来标记肌动蛋白丝,以及一种绿色蛋白来标记所谓的吞噬杯——变形虫吞噬酵母细胞的方法。作者,俄克拉荷马医学研究基金会的Margaret Clarke将进一步解释:吞噬杯经常会停留在或回到出芽酵母颈部的凹曲处,肌动蛋白[一种蛋白质]在那里积聚,试图封闭杯子。如果尝试失败,可能会导致杯子收缩并释放颗粒,或者细胞最终可能恢复杯子的扩张并吞没整个颗粒。这两种结果在这里都有展示。
技术:激光扫描共聚焦显微镜。在单一焦平面采集时间序列,图像以4秒的间隔获取。
放大倍率:33微米 x 26微米
