Новые методы визуализации раскрывают детали и красоту позвоночных

Современные фотографии скелетов позвоночных сочетают науку и искусство, представляя одновременно захватывающие, загадочные, сложные и изысканные изображения.

Исследователи под руководством W. Leo Smith, доцента экологии и эволюционной биологии в Университете Канзаса (KU), разработали два новых метода получения цифровых изображений позвоночных, которые позволяют улучшить изучение анатомии и биоразнообразия. Описание методик опубликовано в рецензируемом журнале Copeia.

Метод 1: Позирование в глицерин-желатиновой матрице

Проблема классической техники «просветления и окрашивания» (cleared and stained) — невозможность позировать образец после удаления мышц ферментами. Образцы становятся бесформенными.

Команда, включая аспиранта Matthew Girard и стажера Chesney A. Buck, методом проб и ошибок нашла решение:

• Создана смесь 40% глицерина и желатина.
• Эта матрица позволяет позировать образец, она прозрачна для фотосъемки и не разрушает его (после съемки её можно просто смыть).

Результат: Теперь можно получать снимки образцов под любым углом. Например, впервые можно сфотографировать головную кость рыбы анфас или рассмотреть глоточные челюсти (второй набор зубов) в деталях. Метод применим и к другим позвоночным (змеям, птицам), позволяя, например, отвести крыло, не отрезая его.

Метод 2: Флуоресцентная микроскопия с ализарином

Исследователи обнаружили, что ализарин красный (alizarin red) — краситель, используемый для окрашивания костей, — обладает флуоресценцией при воздействии света определенной длины волны.

Принцип работы:

• Под специальным микроскопом с фильтрами кости, окрашенные ализарином, светятся («как постер Grateful Dead»).
• Кожа и другие ткани, не обладающие флуоресценцией, становятся невидимыми для камеры.

Преимущество: Это быстрый способ визуализировать костные структуры и их соединения у современных и ископаемых позвоночных. Открытие флуоресценции было сделано независимо и одновременно с другой группой, работавшей на рыбках данио.

После представления на ежегодном собрании Американского общества ихтиологов и герпетологов (American Society of Ichthyologists and Herpetologists) метод уже начали использовать другие исследователи.

Значение для науки и коммуникации

Как отметил Лео Смит, изображения — мощный инструмент для привлечения интереса к исследованиям и передачи научных открытий: «В конце дня, картинка стоит тысячи слов. Изображения позволяют вам принципиально показать, как все устроено, и улучшить вашу способность рассказать другим о своих новых открытиях».